PCI- بیان (PCIe،PCI-E)- اتوبوس سریالی و جهانی اولین بار رونمایی شد 22 جولای 2002از سال.

است عمومی, متحد کنندهاتوبوس برای همه گره ها برد سیستم، که در آن همه دستگاه های متصل به آن به هم متصل می شوند. برای تعویض لاستیک منسوخ آمده است PCIو تغییرات آن AGP، به دلیل افزایش نیاز به پهنای باند باس و عدم امکان ابزار معقول برای بهبود عملکرد سرعت دومی.

لاستیک شبیه به تعویضبه سادگی با سیگنال دادن از یک نقطه به نقطه دیگربدون تغییر آن این اجازه می دهد تا، بدون از دست دادن آشکار سرعت، با کمترین تغییرات و خطاارسال و دریافت سیگنال

داده های اتوبوس می رود سیمپلکس(فول دوبلکس) یعنی همزمان در هر دو جهت با سرعت یکسان و علامتدر امتداد خطوط به طور مداوم جریان دارد، حتی اگر دستگاه خاموش باشد (مانند دی سی، یا یک سیگنال بیتی از صفر).

هماهنگ سازیبا روش اضافی ساخته شده است. یعنی به جای 8 بیتاطلاعات منتقل می شود 10 بیت، که دو تای آنها هستند رسمی (20% ) و در یک توالی خاص سرو کنید چراغ های دریاییبرای هماهنگ سازیژنراتورهای ساعت یا تشخیص خطا. بنابراین، سرعت اعلام شده برای یک خط در 2.5 گیگابیت بر ثانیه، در واقع در مورد 2.0 گیگابیت بر ثانیهواقعی

غذاهر دستگاه در اتوبوس، به طور جداگانه انتخاب شده و با استفاده از فناوری تنظیم می شود ASPM (مدیریت توان دولتی فعال). این اجازه می دهد، زمانی که دستگاه بیکار است (بدون سیگنال) مولد ساعت آن را دست کم بگیریدو اتوبوس را تنظیم کنید کاهش مصرف برق. اگر برای چند میکروثانیه سیگنالی دریافت نشد، دستگاه غیر فعال در نظر گرفته می شودو به حالت سوئیچ می کند انتظارات(زمان بستگی به نوع دستگاه دارد).

ویژگی های سرعت در دو جهت PCI- Express 1.0 :*

1 ایکس PCI-E~ 500 مگابیت بر ثانیه

4 برابر PCI-E~ 2 گیگابیت بر ثانیه

8 ایکس PCI-E~ 4 گیگابیت بر ثانیه

16 برابر PCI-E~ 8 گیگابیت بر ثانیه

32 برابر PCI-E~ 16 گیگابیت بر ثانیه

*نرخ انتقال داده در یک جهت 2 برابر کمتر از این شاخص ها است

15 ژانویه 2007 PCI-SIGمشخصات به روز شده ای به نام منتشر کرد PCI Express 2.0

بهبود اصلی در بود 2 برابر افزایش سرعتانتقال داده ها ( 5.0 گیگاهرتز، در برابر 2.5 گیگاهرتزکه در نسخه قدیمی). بهبودهایی نیز انجام شده است پروتکل ارتباطی نقطه به نقطه(نقطه به نقطه)، نهایی شد جزء نرم افزاریو سیستم اضافه شده نظارت بر برنامه برای سرعت لاستیک در عین حال حفظ شد سازگاریبا نسخه های پروتکل PCI-E 1.x

AT نسخه جدیداستاندارد ( PCI-Express 3.0 ) نوآوری اصلی خواهد بود سیستم کدگذاری اصلاح شدهو هماهنگ سازی. بجای 10 بیتسیستم های ( 8 بیتاطلاعات، 2 بیتخدمات)، اعمال خواهد شد 130 بیت (128 بیتاطلاعات، 2 بیترسمی). این کاهش خواهد یافت تلفاتدر سرعت از 20% تا 1.5%. همچنین بازطراحی خواهد شد الگوریتم همگام سازیفرستنده و گیرنده، بهبود یافته است PLL(حلقه قفل فاز).سرعت انتقالانتظار می رود افزایش یابد 2 بار(در مقایسه با PCI-E2.0)، که در آن سازگاری باقی خواهد ماندبا نسخه های قبلی PCI-Express.

پشتیبانی از رابط PCI Express 3.0 در مادربردها - یک مزیت واقعی یا یک ترفند بازاریابی؟

طی ماه های گذشته در محدوده مدل تولید کنندگان مختلفمادربردها ظاهر شدند که از رابط PCI Express 3.0 پشتیبانی می کردند. ASRock، MSI و گیگابایت اولین کسانی بودند که چنین راه حل هایی را اعلام کردند. با این حال، در این لحظههیچ چیپست، گرافیک و پردازنده مرکزی در بازار وجود ندارد که از رابط PCI Express 3.0 پشتیبانی کند.

به یاد بیاورید که استاندارد PCI Express 3.0 سال گذشته تایید شد. نسبت به نسخه های قبلی خود مزایای بی شماری دارد، بنابراین جای تعجب نیست که سازندگان کارت گرافیک و مادربرد بخواهند آن را در راه حل های خود در اسرع وقت پیاده کنند. با این حال، چیپست های موجود در حال حاضر از شرکت های اینتلو AMD محدود به پشتیبانی از استاندارد PCI Express 2.0 هستند. تنها امید برای استفاده از رابط PCI Express 3.0 در آینده نزدیک به پردازنده های جدید Intel Ivy Bridge است که قرار است در ماه مارس تا آوریل سال آینده معرفی شوند. این پردازنده ها دارای یک کنترلر باس PCI Express 3.0 یکپارچه هستند، اما فقط تراشه های گرافیکی قادر به استفاده از آن هستند، زیرا سایر اجزا از کنترل کننده چیپست استفاده می کنند.

توجه داشته باشید که موضوع فقط به تعویض پردازنده محدود نمی شود. به روز رسانی اضافی مورد نیاز است تنظیمات بایوسو سیستم عامل چیپست علاوه بر این، در مادربردهایی با چندین اسلات PCI Express x16، یک مشکل با "سوئیچ ها" وجود دارد - ریز مدارهای کوچکی که در نزدیکی هر شکاف قرار دارند و مسئول پیکربندی مجدد عملیاتی تعداد خطوط اختصاصی هستند. این "سوئیچ ها" باید با رابط PCI Express 3.0 نیز سازگار باشند. لازم به ذکر است که تراشه های nForce 200 یا Lucid bridge تنها از استاندارد PCI Express 2.0 پشتیبانی می کنند و نمی توانند با مشخصات PCI Express 3.0 کار کنند.

آخرین بحث این است که در حال حاضر سازندگان مادربرد ندارند نمونه های مهندسیپردازنده های جدید خط اینتل Ivy Bridge یا تراشه های گرافیکی جدیدی که از مشخصات PCI Express 3.0 در سطح سخت افزار پشتیبانی می کنند. بنابراین، سازگاری اعلام شده با این رابط پرسرعت تئوری است و در حال حاضر نمی توان آن را عملا تایید کرد.

بنابراین، پشتیبانی از مشخصات PCI Express 3.0 توسط مادربردهای مدرن صرفاً یک ترفند بازاریابی است، مزایایی که کاربر تنها در عرض چند ماه با تعویض پردازنده و به‌روزرسانی اجزای نرم‌افزار از آن بهره خواهد برد.

#PCI

توجه!این مقاله در مورد گذرگاه PCI و مشتقات PCI64 و PCI-X آن است! آن را با لاستیک جدیدتر ("PCI Express") اشتباه نگیرید که کاملاً با لاستیک های توضیح داده شده در این سؤالات متداول ناسازگار است.

PCI 2.0- اولین نسخه استاندارد پایه که به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت، از کارت ها و اسلات ها با ولتاژ سیگنال تنها 5 ولت استفاده شد.

PCI 2.1- با امکان عملکرد همزمان چندین دستگاه bus master (به اصطلاح حالت رقابتی) و همچنین ظاهر کارت های توسعه جهانی که قادر به کار در اسلات 5 ولت و 3.3 ولت هستند با 2.0 متفاوت است. امکان کار با کارت های 3.3 ولت و وجود خطوط برق مناسب در نسخه 2.1 اختیاری بود.پسوندهای PCI66 و PCI64 ظاهر شدند.

PCI 2.2- نسخه ای از استاندارد باس پایه که امکان اتصال کارت های توسعه را با ولتاژ سیگنال 5 و 3.3 ولت فراهم می کند. نسخه‌های 32 بیتی این استانداردها رایج‌ترین نوع اسلات در زمان نگارش پرسش‌های متداول بودند. از اسلات های 32 بیتی و 5 ولتی استفاده می شود.
کارت های توسعه مطابق با این استانداردها ساخته شده اند کانکتور جهانیو می توانند تقریباً در تمام انواع بعدی اسلات های باس PCI و همچنین در برخی موارد در اسلات های 2.1 کار کنند.

PCI 2.3 - نسخه بعدیاستاندارد رایج برای گذرگاه PCI، با وجود استفاده مداوم از اسلات های 5 ولتی 32 بیتی، اسلات های توسعه مطابق با این استاندارد با کارت های PCI 5 ولت سازگار نیستند. کارت های توسعه دارای یک کانکتور جهانی هستند، اما نمی توانند در اسلات های 5 ولت نسخه های قبلی (تا 2.1 شامل) کار کنند.
یادآوری می کنیم که ولتاژ تغذیه (نه سیگنال!) 5 ولت کاملاً در تمام نسخه های کانکتورهای اتوبوس PCI ذخیره می شود.

PCI 64- گسترش استاندارد پایه PCI، معرفی شده در نسخه 2.1، دو برابر کردن تعداد خطوط داده، و در نتیجه، توان عملیاتی. اسلات PCI64 نسخه توسعه یافته اسلات PCI معمولی است. به طور رسمی، سازگاری کارت های 32 بیتی با اسلات های 64 بیتی (به شرط وجود ولتاژ سیگنال پشتیبانی شده مشترک) کامل است و سازگاری کارت 64 بیتی با اسلات های 32 بیتی محدود است (در هر صورت، از دست دادن عملکرد وجود خواهد داشت)، داده های دقیق در هر مورد خاص را می توان در مشخصات دستگاه یافت.
اولین نسخه های PCI64 (برگرفته از PCI 2.1) از یک اسلات 64 بیتی 5 ولت PCI استفاده می کردند و در فرکانس 33 مگاهرتز کار می کردند.

PCI 66- گسترش استاندارد PCI که در نسخه 2.1 با پشتیبانی از فرکانس ساعت 66 مگاهرتز و همچنین PCI64 ظاهر شد، به شما امکان می دهد پهنای باند را دو برابر کنید. با شروع نسخه 2.2، از اسلات های 3.3 ولتی استفاده می کند (نسخه 32 بیتی تقریباً هرگز در رایانه شخصی یافت نمی شود)، کارت ها دارای یک عامل فرم جهانی یا 3.3 ولت هستند. (همچنین راه حل هایی بر اساس نسخه 2.1 وجود داشت که در بازار PC 5 ولت 66 مگاهرتز بسیار نادر بود، چنین اسلات ها و بردهایی فقط با یکدیگر سازگار بودند)

PCI 64/66- ترکیبی از دو فناوری فوق می تواند سرعت انتقال داده را در مقایسه با استاندارد پایه PCI چهار برابر کند و از اسلات های 3.3 ولت 64 بیتی استفاده می کند که فقط با کارت های توسعه جهانی و 3.3 ولت 32 بیتی سازگار است. کارت‌های PCI64/66 دارای فرم فاکتور جهانی (با سازگاری محدود با اسلات‌های 32 بیتی) یا 3.3 ولت هستند (گزینه دوم اساساً با اسلات‌های 32 بیتی 33 مگاهرتز استانداردهای رایج سازگار نیست)
در حال حاضر، اصطلاح PCI64 دقیقاً به معنای PCI64/66 است، زیرا مدت زیادی است که از اسلات های 5 ولت 64 بیتی 33 مگاهرتز استفاده نمی شود.

PCI-X 1.0- گسترش PCI64 با افزودن دو فرکانس کاری جدید 100 و 133 مگاهرتز و همچنین مکانیزم تراکنش جداگانه برای بهبود عملکرد هنگام اجرای همزمان چندین دستگاه. به طور کلی با تمام کارت های 3.3 ولت و PCI جهانی سازگار است.
کارت های PCI-Xمعمولاً در قالب 64 بیتی 3.3B پیاده‌سازی می‌شوند و سازگاری محدودی با اسلات‌های PCI64/66 دارند، و برخی از کارت‌های PCI-X در فرمت جهانی هستند و می‌توانند در PCI 2.2/2.3 معمولی کار کنند (اگرچه این تقریباً هیچ ارزش عملی ندارد).
در موارد دشوار، برای اطمینان کامل از عملکرد ترکیب مادربرد و کارت توسعه ای که انتخاب کرده اید، در این مورد باید به لیست های سازگاری سازندگان هر دو دستگاه نگاه کنید.

PCI-X 2.0- گسترش بیشتر قابلیت های PCI-X 1.0، اضافه شدن سرعت های 266 و 533 مگاهرتز و همچنین تصحیح خطای برابری در حین انتقال داده (ECC). امکان تقسیم به 4 گذرگاه 16 بیتی مستقل را فراهم می کند که منحصراً در موارد جاسازی شده و سیستم های صنعتیولتاژ سیگنال به 1.5 ولت کاهش می یابد، اما کانکتورها با همه کارت ها با ولتاژ سیگنال 3.3 ولت سازگار هستند.

PCI-X 1066/PCI-X 2133- نسخه‌های آینده گذرگاه PCI-X با فرکانس‌های عملیاتی به ترتیب 1066 و 2133 مگاهرتز، در ابتدا برای اتصال آداپتورهای اترنت 10 و 40 گیگابیت در نظر گرفته شده است.

برای همه انواع گذرگاه PCI-X، محدودیت‌های زیر در مورد تعداد دستگاه‌های متصل به هر اتوبوس وجود دارد:
66 مگاهرتز - 4
100 مگاهرتز - 2
133 مگاهرتز - 1 (2، اگر یک یا هر دو دستگاه روی بردهای توسعه نیستند، اما قبلاً روی یک برد به همراه کنترلر یکپارچه شده باشند)
266.533 مگاهرتز و بالاتر -1.

به همین دلیل است که در برخی شرایط، برای اطمینان از ثبات چند دستگاه های نصب شدهنیاز به محدود کردن حداکثر فرکانسعملکرد گذرگاه PCI-X مورد استفاده (معمولاً این کار توسط جامپرها انجام می شود)

CompactPCI- استانداردی برای کانکتورها و کارت های توسعه مورد استفاده در کامپیوترهای صنعتی و تعبیه شده. از نظر مکانیکی با هیچ یک از استانداردهای "متداول" سازگار نیست.

MiniPCI- استانداردی برای بردها و کانکتورها برای ادغام در لپ تاپ ها (معمولاً برای آداپتورها استفاده می شود شبکه بی سیم) و به طور مستقیم به سطح. همچنین از نظر مکانیکی با چیز دیگری غیر از خودش ناسازگار است.

انواع کارت های توسعه PCI:

جدول خلاصه سازه های کارت ها و اسلات ها بسته به نسخه استاندارد:

جدول خلاصه سازگاری کارت ها و اسلات ها بسته به نسخه و طراحی:

	کارت ها
شکاف ها	PCI 2.0/2.1 5B	PCI 2.1 عمومی	PCI 2.2/2.3 جهانی	PCI64/5B (33 مگاهرتز)	PCI64/Universal	PCI64/3.3B	PCI-X/3.3B	PCI-X جهانی
PCI 2.0	سازگار	سازگار	ناسازگار		سازگاری محدود با کاهش عملکرد	ناسازگار
PCI 2.1	سازگار	سازگار	محدود سازگار است	سازگاری محدود با کاهش عملکرد	سازگاری محدود با کاهش عملکرد	ناسازگار
PCI 2.2	سازگار			سازگاری محدود با کاهش عملکرد	سازگاری محدود با کاهش عملکرد	ناسازگار	ناسازگار	سازگاری محدود با کاهش عملکرد
PCI 2.3	ناسازگار	محدود سازگار است	سازگار	ناسازگار	سازگاری محدود با کاهش عملکرد	ناسازگار	ناسازگار	سازگاری محدود با کاهش عملکرد
PCIB 64/5B (33 مگاهرتز)	سازگار	سازگار	محدود سازگار است	سازگار	سازگاری محدود با کاهش عملکرد	ناسازگار	ناسازگار	سازگاری محدود با کاهش عملکرد
PCI64/3.3B	ناسازگار	محدود سازگار است	سازگار	ناسازگار	سازگار	سازگار	سازگاری محدود با کاهش عملکرد	سازگاری محدود با کاهش عملکرد
PCI-X	ناسازگار	محدود سازگار است	سازگار	ناسازگار	سازگار

#PCI Express

گذرگاه سریال PCI Express که توسط اینتل و شرکای آن توسعه یافته است، برای جایگزینی گذرگاه PCI موازی و نوع توسعه یافته و تخصصی آن AGP طراحی شده است. با وجود نام‌های مشابه، اتوبوس‌های PCI و PCI Express شباهت چندانی ندارند. پروتکل انتقال داده موازی که توسط PCI استفاده می‌شود، محدودیت‌هایی را بر پهنای باند و فرکانس گذرگاه اعمال می‌کند. انتقال سریال داده مورد استفاده در PCI Express مقیاس پذیری را فراهم می کند (مشخصات پیاده سازی PCI Express 1x، 2x، 4x، 8x، 16x و 32x را توصیف می کند). در حال حاضر، نسخه لاستیک با شاخص 3.0 مرتبط است.

PCI-E3.0

در نوامبر 2010، سازمان PCI-SIG که فناوری PCI Express را استاندارد می کند، از پذیرش مشخصات PCIe Base 3.0 خبر داد.
تفاوت اصلی با دو نسخه قبلی PCIe را می توان یک طرح کدگذاری تغییر یافته در نظر گرفت - اکنون به جای 8 بیت اطلاعات مفیداز 10 بیت ارسال شده (8b / 10b)، 128 بیت اطلاعات مفید را می توان از طریق گذرگاه از 130 بیت ارسالی منتقل کرد. نسبت بار نزدیک به 100٪ است. علاوه بر این، سرعت انتقال اطلاعات به 8 GT/s افزایش یافته است. به یاد بیاورید که این مقدار برای PCIe 1.x 2.5 GT/s و برای PCIe 2.x 5 GT/s بود.
همه تغییرات فوق منجر به دو برابر شدن پهنای باند باس در مقایسه با گذرگاه PCI-E 2.x شد. این بدان معناست که کل پهنای باند گذرگاه PCIe 3.0 در پیکربندی 16x به 32 گیگابیت در ثانیه می رسد. اولین پردازنده هایی که به کنترلر PCIe 3.0 مجهز شدند پردازنده های اینتلبر اساس ریزمعماری پل آیوی.

با وجود بیش از سه برابر توان عملیاتی PCI-E 3.0 در مقایسه با PCI-E 1.1، عملکرد همان کارت‌های ویدیویی هنگام استفاده از رابط‌های مختلف تفاوت چندانی ندارد. جدول زیر نتایج آزمایش را نشان می دهد GeForce GTX 980 در تست های مختلف. اندازه‌گیری‌ها با همان تنظیمات گرافیکی و در همان پیکربندی انجام شد.نسخه گذرگاه PCI-E در تنظیمات بایوس تغییر کرد.

PCI Express 3.0 همچنان با آن سازگار است نسخه های قبلی PCIe.

PCI-E 2.0

در سال 2007، مشخصات جدیدی برای گذرگاه PCI Express - 2.0 به تصویب رسید که تفاوت اصلی آن دو برابر شدن پهنای باند هر خط انتقال در هر جهت است، یعنی. در مورد محبوب ترین نسخه PCI-E 16x که در کارت های ویدیویی استفاده می شود، توان خروجی در هر جهت 8 گیگابیت بر ثانیه است. اولین چیپست با پشتیبانی از PCI-E 2.0 اینتل X38 شد.

PCI-E 2.0 کاملاً با PCI-E 1.0 سازگار است. تمام دستگاه های موجود رابط PCI-Eاسلات های 1.0 می توانند در اسلات های PCI-E 2.0 کار کنند و بالعکس.

PCI-E 1.1

اولین نسخه رابط PCI Express که در سال 2002 معرفی شد. خروجی ارائه شده 500 مگابایت بر ثانیه در هر خط.

مقایسه سرعت کار نسل های مختلف PCI-E

گذرگاه PCI با فرکانس 33 یا 66 مگاهرتز کار می کند و پهنای باند 133 یا 266 مگابایت بر ثانیه را ارائه می دهد، اما این پهنای باند بین تمام دستگاه های PCI مشترک است. فرکانس عملکرد باس PCI Express 1.1 2.5 گیگاهرتز است که پهنای باند 2500 مگاهرتز / اطلاعات 10 * 8 = 250 * 8 Mbps = 250 Mbps را برای هر دستگاه PCI Express 1.1 x1 در یک جهت می دهد. اگر چندین خط وجود داشته باشد، برای محاسبه توان عملیاتی، مقدار 250 Mb / s باید در تعداد خطوط و در 2 ضرب شود، زیرا. PCI Express یک گذرگاه دو طرفه است.

تعداد خطوط PCI Express 1.1	توان عملیاتی در یک جهت	کل توان عملیاتی
1	250 مگابایت بر ثانیه	500 مگابایت بر ثانیه
2	500 مگابیت بر ثانیه	1 گیگابایت بر ثانیه
4	1 گیگابایت بر ثانیه	2 گیگابایت بر ثانیه
8	2 گیگابایت بر ثانیه	4 گیگابایت بر ثانیه
16	4 گیگابایت بر ثانیه	8 گیگابایت بر ثانیه
32	8 گیگابایت بر ثانیه	16 گیگابایت بر ثانیه

توجه داشته باشید! شما نباید اقدام به نصب کارت PCI Express در اسلات PCI کنید و برعکس، کارت های PCI در اسلات های PCI Express نصب نمی شوند. با این حال، به عنوان مثال، یک کارت PCI Express 1x را می توان نصب کرد و به احتمال زیاد در یک اسلات PCI Express 8x یا 16x به طور معمول کار می کند، اما نه برعکس: یک کارت PCI Express 16x در اسلات PCI Express 1x قرار نمی گیرد.

در این مقاله دلایل موفقیت گذرگاه PCI را توضیح می دهیم و فناوری با کارایی بالایی که قرار است جایگزین آن شود - باس PCI Express را شرح می دهیم. همچنین به تاریخچه توسعه، سطوح سخت افزاری و نرم افزاری گذرگاه PCI Express، ویژگی های پیاده سازی آن و لیست مزایای آن خواهیم پرداخت.

زمانی که در اوایل دهه 1990 او ظاهر شد، سپس به تنهایی مشخصات فنیبه طور قابل توجهی از تمام اتوبوس هایی که تا آن زمان وجود داشتند، مانند ISA، EISA، MCA و VL-bus عملکرد بهتری داشت. در آن زمان، گذرگاه PCI (اتصال اجزای محیطی - تعامل اجزای جانبی)، که در فرکانس 33 مگاهرتز کار می کرد، برای اکثر افراد مناسب بود. لوازم جانبی. اما امروز شرایط از بسیاری جهات تغییر کرده است. اول از همه، سرعت کلاک پردازنده و حافظه به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. به عنوان مثال، فرکانس کلاک پردازنده ها از 33 مگاهرتز به چندین گیگاهرتز افزایش یافته است، در حالی که فرکانس کاری PCI تنها به 66 مگاهرتز افزایش یافته است. ظهور فناوری‌هایی مانند Gigabit Ethernet و IEEE 1394B این تهدید را به وجود آورد که کل پهنای باند گذرگاه PCI می‌تواند به یک دستگاه مبتنی بر این فناوری‌ها سرویس دهد.

در عین حال، معماری PCI دارای چندین مزیت نسبت به پیشینیان خود است، بنابراین اصلاح کامل آن منطقی نبود. اول از همه، این به نوع پردازنده بستگی ندارد، از جداسازی بافر، فناوری مسترینگ گذرگاه (گرفتن اتوبوس) و فناوری PnP به طور کامل پشتیبانی می کند. جداسازی بافر به این معنی است که گذرگاه PCI مستقل از گذرگاه پردازنده داخلی عمل می کند، که به گذرگاه پردازنده اجازه می دهد مستقل از سرعت و بار گذرگاه سیستم عمل کند. به لطف فناوری bus capture، دستگاه های جانبی این قابلیت را دارند که به جای انتظار کمک از طرف، به طور مستقیم فرآیند انتقال داده در اتوبوس را کنترل کنند. CPUکه بر عملکرد سیستم تأثیر می گذارد. در نهایت، پشتیبانی از Plug and Play اجازه می دهد تنظیم خودکارو پیکربندی دستگاه‌هایی که از آن استفاده می‌کنند و از سر و صدا با جامپرها و سوئیچ‌ها جلوگیری می‌کند، که تقریباً زندگی صاحبان دستگاه‌های ISA را خراب کرد.

با وجود موفقیت بدون شک PCI، در حال حاضر با مشکلات جدی روبرو است. از جمله آنها می توان به پهنای باند محدود، عدم توابع انتقال داده در زمان واقعی و عدم پشتیبانی از فناوری های شبکه نسل بعدی اشاره کرد.

ویژگی های مقایسه ای استانداردهای مختلف PCI

لازم به ذکر است که با توجه به اصل پروتکل و ویژگی های توپولوژی باس، توان عملیاتی واقعی ممکن است کمتر از مقدار تئوری باشد. علاوه بر این، کل پهنای باند بین تمام دستگاه های متصل به آن توزیع می شود، بنابراین، از دستگاه های بیشترروی اتوبوس می نشیند، پهنای باند کمتری به هر یک از آنها می رود.

پیشرفت‌های استانداردی مانند PCI-X و AGP برای از بین بردن اشکال اصلی آن - سرعت پایین ساعت - طراحی شده‌اند. با این حال، افزایش فرکانس ساعت در این پیاده سازی ها منجر به کاهش طول موثر باس و تعداد کانکتورها شده است.

نسل جدید اتوبوس، PCI Express (یا به اختصار PCI-E)، اولین بار در سال 2004 معرفی شد و برای حل تمام مشکلاتی که نسل قبلی خود با آن مواجه بود طراحی شد. امروزه اکثر کامپیوترهای جدید مجهز به گذرگاه PCI Express هستند. اگرچه آنها اسلات استاندارد PCI نیز دارند، اما زمان زیادی برای تبدیل شدن اتوبوس به تاریخ دور نیست.

معماری PCI Express

معماری اتوبوس دارای ساختار لایه ای است که در شکل نشان داده شده است.

این گذرگاه از مدل آدرس دهی PCI پشتیبانی می کند که به همه درایورها و برنامه های موجود در حال حاضر اجازه می دهد تا با آن کار کنند. علاوه بر این، گذرگاه PCI Express از مکانیزم استاندارد PnP استفاده می کند که توسط استاندارد قبلی ارائه شده است.

هدف سطوح مختلف سازمان PCI-E را در نظر بگیرید. در سطح نرم افزار گذرگاه، درخواست های خواندن / نوشتن ایجاد می شود که با استفاده از یک پروتکل بسته ویژه در سطح حمل و نقل منتقل می شوند. لایه داده مسئول کدگذاری تصحیح خطا است و یکپارچگی داده ها را تضمین می کند. لایه سخت افزاری اصلی شامل یک کانال سیمپلکس دوگانه متشکل از یک جفت ارسال و دریافت است که در مجموع به آن پیوند می گویند. سرعت کل باس 2.5 گیگابیت بر ثانیه به این معنی است که توان خروجی برای هر خط PCI Express 250 مگابیت بر ثانیه در هر طرف است. اگر هزینه های سربار پروتکل را در نظر بگیریم، حدود 200 مگابیت در ثانیه برای هر دستگاه در دسترس است. این توان عملیاتی 2-4 برابر بیشتر از آنچه در دسترس بود است دستگاه های PCI. و برخلاف PCI، اگر پهنای باند بین همه دستگاه ها توزیع شود، به طور کامل به هر دستگاه می رود.

تا به امروز، چندین نسخه از استاندارد PCI Express وجود دارد که در پهنای باند آنها متفاوت است.

پهنای باند باس PCI Express x16 برای مختلف نسخه های PCI-Eگیگابیت بر ثانیه:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

فرمت های گذرگاه PCI-E

در حال حاضر، بسته به هدف پلتفرم - رایانه رومیزی، لپ تاپ یا سرور، گزینه های مختلفی برای فرمت های PCI Express موجود است. سرورهایی که به پهنای باند بیشتری نیاز دارند اسلات PCI-E بیشتری دارند و آن اسلات ها ترانک بیشتری دارند. در مقابل، لپ تاپ ها ممکن است فقط یک خط برای دستگاه های با سرعت متوسط ​​داشته باشند.

کارت گرافیک با رابط PCI Express x16.

کارت‌های توسعه PCI Express بسیار شبیه به کارت‌های PCI هستند، اما کانکتورهای PCI-E چسبندگی بیشتری دارند تا اطمینان حاصل شود که کارت به دلیل لرزش یا در حین حمل و نقل از شیار خارج نمی‌شود. شکل فاکتورهای مختلفی از اسلات های PCI Express وجود دارد که اندازه آنها به تعداد خطوط استفاده شده بستگی دارد. به عنوان مثال، اتوبوس با 16 خط به عنوان PCI Express x16 شناخته می شود. اگرچه تعداد کل خطوط می تواند به 32 خط برسد، اما در عمل، اکثر مادربردهای امروزی مجهز به گذرگاه PCI Express x16 هستند.

کارت های فرم فاکتور کوچکتر را می توان بدون به خطر انداختن عملکرد به شکاف های بزرگتر وصل کرد. به عنوان مثال، یک کارت PCI Express x1 را می توان به یک اسلات PCI Express x16 وصل کرد. همانطور که در مورد گذرگاه PCI، در صورت لزوم می توانید از توسعه دهنده PCI Express برای اتصال دستگاه ها استفاده کنید.

ظاهر کانکتورها انواع مختلفبر روی مادربرد. از بالا به پایین: اسلات PCI-X، اسلات PCI Express x8، اسلات PCI، اسلات PCI Express x16.

کارت اکسپرس

استاندارد Express Card یک راه بسیار ساده برای افزودن سخت افزار به یک سیستم ارائه می دهد. بازار هدف ماژول های Express Card لپ تاپ ها و رایانه های شخصی کوچک هستند. بر خلاف تابلوهای توسعه سنتی کامپیوترهای رومیزی، کارت Express می تواند در هر زمانی که کامپیوتر در حال کار است به سیستم متصل شود.

یکی از انواع محبوب اکسپرس کارت، کارت PCI Express Mini است که به عنوان جایگزینی برای کارت های فرم فاکتور Mini PCI طراحی شده است. کارتی که در این فرمت ایجاد شده است از PCI Express و USB 2.0 پشتیبانی می کند. ابعاد مینی کارت PCI Express 30×56 میلی متر است. کارت PCI Express Mini Card می تواند به PCI Express x1 متصل شود.

مزایای PCI-E

فناوری PCI Express نسبت به PCI در پنج زمینه زیر مزایایی به دست آورده است:

1. عملکرد بهتر. تنها با یک خط، توان عملیاتی PCI Express دو برابر PCI است. در این حالت، توان عملیاتی به نسبت تعداد خطوط اتوبوس افزایش می یابد. بیشترین مقدارکه می تواند تا 32 باشد. یک مزیت اضافی این است که اطلاعات روی اتوبوس می تواند به طور همزمان در هر دو جهت مخابره شود.
2. ساده سازی ورودی-خروجی PCI Express از گذرگاه هایی مانند AGP و PCI-X بهره می برد در حالی که معماری پیچیده تر و پیاده سازی نسبتاً ساده را ارائه می دهد.
3. معماری لایه ای PCI Express معماری را ارائه می دهد که می تواند بدون نیاز به ارتقاء نرم افزاری قابل توجه با فناوری های جدید سازگار شود.
4. نسل جدید فناوری های ورودی/خروجی PCI Express به شما فرصت های جدیدی برای دریافت داده ها با کمک فناوری انتقال همزمان داده می دهد که تضمین می کند اطلاعات به موقع دریافت می شوند.
5. سهولت استفاده. PCI-E ارتقاء و گسترش سیستم توسط کاربر را بسیار ساده می کند. فرمت های اضافی تابلوهای اکسپرسمانند ExpressCard، امکان افزودن تجهیزات جانبی پرسرعت به سرورها و لپ تاپ ها را بسیار افزایش می دهد.

نتیجه

PCI Express یک فناوری اتوبوس برای اتصال تجهیزات جانبی است که جایگزین فناوری هایی مانند ISA، AGP و PCI می شود. استفاده از آن به طور قابل توجهی عملکرد رایانه و همچنین توانایی کاربر برای گسترش و به روز رسانی سیستم را افزایش می دهد.