Types de connecteurs PCI. Qu'est-ce que le PCI Express. Pourquoi le PCI-Express est-il nécessaire et qu'est-ce que c'est ?

Tendances de développement la technologie informatiqueévident - c'est une unification, une simplification pour les fabricants (réduction et intégration de nombreux appareils dans un seul boîtier. Il n'est pas surprenant que de nombreux utilisateurs novices modernes ne sachent même pas ce que Bus PCI. Ceux qui ont vu les temps de formation basés sur des processeurs 286, 386, etc. se souviennent sans doute de l'abondance de différents bus et interfaces matérielles utilisés dans systèmes informatiques ce temps. Il s'agit du fameux bus ISA 8 bits, puis de sa modification VLB (appelée VESA), du bus PCI, d'un connecteur Intel spécialisé pour modems logiciels, AGP, etc. D'ailleurs, tous, à de rares exceptions près, étaient nécessaires. Mais à l'heure actuelle, il existe une «pauvreté» incroyable sur les cartes mères - un seul bus PCI Express, cependant, de révisions différentes et avec un nombre différent de lignes de signal. Hélas, l’utilisateur final doit littéralement payer pour une telle unification. Après tout, même si vous possédez, par exemple, un périphérique PCI de haute qualité, il n'y a tout simplement nulle part où le connecter (les adaptateurs peu pratiques ne comptent pas) et vous devez acheter une version pour un autre bus ou, en général, passer à , franchement, une solution intégrée défectueuse. La situation n'est pas sans rappeler l'histoire du transfert « forcé » de tout le monde de l'AGP au PCI-E.

Qu’est-ce qui a rendu le bus PCI si célèbre ? Son histoire a commencé en 1991, lorsque, avec l'avènement des processeurs Pentium hautes performances, il est devenu clair que l'ISA 8 bits commun ne pouvait plus fournir une vitesse acceptable pour l'interaction de tous les composants les uns avec les autres. Rappelons qu'à cette époque il n'y avait ni DMI ni Hyper Transport, et la connexion des composants sur la carte mère s'effectuait via Bien que des tentatives aient été faites pour contourner les restrictions ISA, par exemple, c'est ainsi qu'est apparu le bus VESA, mais en raison aux restrictions, ils n’ont pas pris racine.

En 1992, Intel a introduit la version 1.0 du bus PCI basé sur un standard ouvert. Sa fréquence d'horloge était de 33 MHz à l'époque (ce qui simplifiait la mise à l'échelle de la fréquence du processeur), selon l'implémentation matérielle, 32 ou 64 bits étaient pris en charge (à comparer avec 8 bits ISA). La tension des lignes de données était de 5 et 3,3 V et la capacité était de 133 Mo. Et, plus important encore, le support Plug & Play a été implémenté (à bas les cavaliers !).

En 1993, une version améliorée 2.0 est apparue.

Le bus PCI a gagné en popularité dans le monde entier depuis 1995 (version 2.1). Selon l'implémentation, la fréquence était de 66 MHz. Lors de l'utilisation de la version 64 bits, il était possible de transférer 533 Mo via ce bus. Windows 95, arrivé à temps, enfin entièrement fourni bon fonctionnement Périphériques PCI avec technologie Plug & Play. Les lignes de signal permettaient de passer de 5V à 3,3V.

Ensuite, les révisions 2.2 à 3.0 ont été publiées. Le connecteur de la version 2.2 avait une « clé » qui bloquait l'installation d'appareils non compatibles en tension. 2.3 continue la transition vers 3,3 V, donc l'utilisation de tels appareils dans des versions antérieures à 2.1 (5 V) entraînait des dommages à la fois à la carte et, parfois, au bus. Dans la version 3.0, le 5V n'était plus utilisé.

En 1997, PCI a dû faire de la place, puisque le même Intel a sorti le bus AGP pour les cartes vidéo qui ne pouvaient pas libérer pleinement leur potentiel sur PCI.

Désormais, le bus PCI, comme mentionné précédemment, n'est pratiquement plus utilisé, laissant la place à son successeur - PCI Express. Le mécanisme d'adressage logiciel reste le même, mais la mise en œuvre physique a subi des changements importants. Le nombre de conducteurs a été modifié, la fréquence de fonctionnement a été augmentée (ainsi qu'une diminution du courant). La façon dont les initiateurs de transactions (appareils connectés) sont configurés a également changé, leur permettant de traiter plus facilement leurs requêtes au bus.

D'ailleurs, sur certaines cartes mères, vous pouvez encore trouver des connecteurs de bus PCI. Cependant, nous ne parlons pas de support natif du chipset et du processeur - en cette méthode la mise en œuvre utilise une puce de pont spéciale qui redirige les requêtes PCI vers PCI Express.

Autobus ISA

Normes d'interface de bus

À mesure que la largeur du bus augmentait et que la fréquence d'horloge de l'ordinateur augmentait, les normes d'interface du bus ont également changé. Actuellement, les ordinateurs utilisent les principales normes d'interface de bus suivantes :

· Autobus ISA ;

· Bus PCI ;

D'autres standards tels que MCA (Micro Channel Architecture), EISA (Extended Industry Standard Architecture) et VESA, communément appelé bus local, bus VL et développés par VESA (Video Electronics Standards Association) ne sont pas utilisés actuellement.

Le premier standard d'interface de bus commun, le bus ISA (Industry Standard Architecture), a été développé par IBM lors de la création de l'ordinateur IBM PC AT (1984). Ce bus 16 bits avec une fréquence d'horloge de 8,33 MHz permet l'installation de cartes d'extension 8 bits et 16 bits (avec une bande passante de 8,33 et 16,6 Mo/s, respectivement).

Échange de données entre des appareils externes à haut débit et RAM est effectué avec la participation du processeur, ce qui dans certains cas peut entraîner une diminution des performances de l'ordinateur. En mode d'accès direct, introduit dans le bus ISA, le périphérique communique avec la RAM directement via les canaux DMA (Direct Memory Access). Ce mode d'échange de données est plus efficace dans les situations où il est requis grande vitesse pour transférer une grande quantité d'informations (par exemple, lors du chargement de données en mémoire à partir d'un disque dur).

Pour organiser l'accès direct à la mémoire, un contrôleur DMA est utilisé, intégré à l'une des puces de la carte mère. Un appareil nécessitant un accès direct à la mémoire contacte le contrôleur via l'un des canaux DMA libres, lui indiquant le chemin (adresse) d'où ou où envoyer les données, l'adresse de départ du bloc de données et la quantité de données. L'initialisation de l'échange s'effectue avec la participation du processeur, mais le transfert de données proprement dit est effectué sous le contrôle du contrôleur DMA, et non du processeur.

Le bus ISA est absent des cartes mères modernes et n'est conservé que sur les ordinateurs plus anciens.

Le bus PCI (Peripheral Component Interconnect) a été développé par Intel avec la participation de plusieurs autres sociétés en 1993 pour son nouveau processeur Pentium hautes performances.

Actuellement, toutes les normes PCI sont développées et maintenues par l'organisation PCI-SIG (PCI - Special Interest Group).

La dernière norme PCI, PCI 3.0, adoptée en 2004, définit à la fois un bus 32 bits avec une vitesse d'horloge de 33 MHz et un débit maximal de 133 Mo/s, et des bus 64 bits avec une vitesse d'horloge de 33 et 66 MHz. et un débit maximal, respectivement de 266 et 533 Mo/s.

Pour accélérer le transfert de données sur le bus PCI, le mode rafale est utilisé. Dans ce mode, les données situées à n'importe quelle adresse sont transmises non pas une à la fois, mais dans leur ensemble à la fois.

Le principe fondamental du bus PCI est l'utilisation de ponts qui communiquent entre le bus PCI et d'autres bus. Une caractéristique importante du bus PCI est qu'au lieu des canaux DMA, il implémente un mode de maîtrise du bus plus efficace, qui permet à un périphérique externe de contrôler le bus sans la participation du processeur. Lors du transfert d'informations, un périphérique prenant en charge la maîtrise du bus prend le relais et devient le maître. Avec cette approche, le processeur central est libre d'effectuer d'autres tâches pendant le transfert de données. Ceci est particulièrement important lors de l’utilisation de systèmes d’exploitation multitâches Type de fenêtres et Unix.

Les connecteurs de la carte PCI sur la carte mère sont illustrés à la Fig. ??????.

Riz. ??????. Emplacements pour carte PCI sur la carte mère :

a) connecteur 32 bits ; b) connecteur 64 bits

Un complément à la norme PCI est la norme PCI Hot Plug v1.0. Les périphériques PCI conformes à cette norme peuvent être insérés ou retirés du connecteur pendant que l'ordinateur est en cours d'exécution - c'est ce qu'on appelle le « hot plug ».

Les bus PCI sont utilisés dans ordinateurs modernes pour connecter des appareils internes unité système, comme une carte son ou un modem. Cependant, pour les périphériques graphiques, ces bus n'ont pas une vitesse de transfert de données suffisante, c'est pourquoi PCI-SIG a été développé nouvelle norme– PCI-X (le X signifie eXtended) avec des fréquences d'horloge de 66, 133, 266 et 533 MHz et des débits maximaux de 533, 1066, 2132 et 4264 Mo/s, respectivement. Cette norme est rétrocompatible avec la norme PCI 3.0, c'est-à-dire Votre ordinateur peut utiliser à la fois des cartes PCI 3.0 et des cartes PCI-X.

Dernière version Norme PCI-X – PCI-X 2.0 a été adoptée en 2002. Actuellement, les bus de cette norme ne sont pratiquement pas utilisés, puisque la même année, PCI-SIG a commencé à développer une norme de bus PCI fondamentalement nouvelle - PCI Express.

La norme PCI Express, également appelée PCI-E ou PCe, remplace la structure partagée parallèle utilisée par les bus PCI et PCI-X par des connexions série de périphériques utilisant des commutateurs. L'ancien nom de cette norme est 3GIO (3 rd Generation Input/Output - troisième génération d'entrée/sortie).

La dernière norme PCI Express actuelle est PCI Express Base 2.0, adoptée en 2006.

Contrairement à la norme PCI, qui connecte tous les périphériques à un bus unidirectionnel parallèle commun de 32 bits, PCI Express utilise une ou plusieurs connexions série point à point bidirectionnelles sur du cuivre à paire torsadée pour connecter un périphérique.

Lors de l'échange de données sur paire torsadée, la méthode de transmission de signal différentiel basse tension - LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) est utilisée. Les données dans LVDS sont transférées séquentiellement, bit par bit. Dans ce cas, une paire différentielle est utilisée pour transmettre un signal, c'est-à-dire que le côté émetteur applique différents niveaux de tension aux conducteurs de la paire, qui sont comparés du côté réception. Pour coder les informations, la différence de tension aux bornes des conducteurs d’une paire est utilisée. Faible amplitude du signal, ainsi qu'insignifiant influence électromagnétique des paires de fils superposés vous permettent de réduire le bruit dans la ligne et de transmettre des données à hautes fréquences, c'est à dire. à grande vitesse. Vous pouvez utiliser plusieurs connexions pour augmenter les vitesses de transfert de données ( paires torsadées), à travers lequel les bits sont transmis en parallèle, c'est-à-dire simultanément.

PCI Express peut utiliser une ou plusieurs connexions pour transférer des données. Le nombre de connexions pour un appareil est précisé par un chiffre suivi (ou précédé) de la lettre x. La spécification définit actuellement les connexions comme 1x, 2x, 4x, 8x, 16x et 32x. Chacune de ces connexions de bus PCI Express (à l'exception de la connexion 32x, qui n'est pas encore utilisée) possède son propre type de connecteur. En figue. ???? Les emplacements PCI Express les plus courants sont affichés : 1x, 2x, 4x, 8x et 16x.

Riz. ??????. Les connecteurs PCI Express les plus courants : a) 1x slot ; b) emplacement 4x ;

c) emplacement 8x ; d) emplacement 16x ;

Le débit sur le bus PCI Express par connexion est actuellement de 2,5 Gbit/s avec une perspective d'augmentation jusqu'à 10 Gbit/s. La norme PCI Express devrait remplacer les normes PCI et PCI-X, ainsi que la norme AGP évoquée dans la section suivante. Cependant, la norme PCI Express est compatible avec ces normes et sera apparemment utilisée pendant longtemps en conjonction avec elles, puisque de nombreuses cartes basées sur les normes PCI et AGP ont été publiées et continuent de l'être.

Dans cet article, nous parlerons des raisons du succès du bus PCI et décrirons la technologie haute performance qui le remplace : le bus PCI Express. Nous examinerons également l'historique du développement, les niveaux matériels et logiciels du bus PCI Express, les caractéristiques de sa mise en œuvre et énumérerons ses avantages.

Au début des années 1990. elle est apparue, puis à sa manière spécifications techniques nettement supérieur à tous les bus qui existaient jusque-là, tels que les bus ISA, EISA, MCA et VL. A cette époque, le bus PCI (Peripheral Component Interconnect), fonctionnant à 33 MHz, était bien adapté à la plupart des applications. périphériques. Mais aujourd’hui, la situation a changé à bien des égards. Tout d’abord, les vitesses d’horloge du processeur et de la mémoire ont considérablement augmenté. Par exemple, la vitesse d'horloge du processeur est passée de 33 MHz à plusieurs GHz, tandis que la fréquence de fonctionnement PCI est passée à seulement 66 MHz. L'émergence de technologies telles que Gigabit Ethernet et IEEE 1394B menaçait que toute la bande passante du bus PCI puisse être consacrée à la maintenance d'un seul périphérique basé sur ces technologies.

Dans le même temps, l'architecture PCI présente un certain nombre d'avantages par rapport à ses prédécesseurs, il était donc irrationnel de la réviser complètement. Tout d'abord, cela ne dépend pas du type de processeur, il prend entièrement en charge l'isolation du tampon, la technologie de maîtrise du bus (capture de bus) et la technologie PnP. L'isolation du tampon signifie que le bus PCI fonctionne indépendamment du bus processeur interne, permettant au bus processeur de fonctionner indépendamment de la vitesse et de la charge du bus système. Grâce à la technologie de capture de bus, les périphériques peuvent contrôler directement le processus de transfert de données sur le bus, au lieu d'attendre l'aide de processeur central, ce qui affecterait les performances du système. Enfin, la prise en charge Plug and Play vous permet de réglage automatique et la configuration des appareils qui l'utilisent et évitez de vous soucier des cavaliers et des commutateurs, ce qui a assez gâché la vie des propriétaires d'appareils ISA.

Malgré le succès incontestable du PCI, celui-ci est actuellement confronté à de sérieux problèmes. Ceux-ci incluent une bande passante limitée, le manque de capacités de transfert de données en temps réel et le manque de prise en charge des technologies réseau de nouvelle génération.

Caractéristiques comparatives des différentes normes PCI

Il convient de tenir compte du fait que le débit réel peut être inférieur au débit théorique en raison du principe de fonctionnement du protocole et des caractéristiques de la topologie du bus. De plus, la bande passante totale est répartie entre tous les appareils qui y sont connectés, de sorte que plus il y a d'appareils sur le bus, moins chacun d'entre eux dispose de bande passante.

Les améliorations apportées à la norme telles que PCI-X et AGP ont été conçues pour éliminer son principal inconvénient : la faible vitesse d'horloge. Cependant, l'augmentation de la fréquence d'horloge dans ces implémentations a entraîné une diminution de la longueur effective du bus et du nombre de connecteurs.

La nouvelle génération de bus, PCI Express (ou PCI-E en abrégé), a été introduite pour la première fois en 2004 et a été conçue pour résoudre tous les problèmes rencontrés par son prédécesseur. Aujourd'hui, la plupart des nouveaux ordinateurs sont équipés d'un bus PCI Express. Bien qu'ils disposent également d'emplacements PCI standard, le moment n'est pas loin où le bus deviendra une chose de l'histoire.

Architecture PCI-Express

L'architecture du bus a une structure à plusieurs niveaux, comme le montre la figure.

Le bus prend en charge le modèle d'adressage PCI, qui permet à tous les pilotes et applications actuellement existants de fonctionner avec lui. De plus, le bus PCI Express utilise mécanisme standard PnP fourni par le standard précédent.

Considérons le but des différents niveaux d'organisation PCI-E. Sur niveau du programme Le bus génère des requêtes de lecture/écriture qui sont transmises au niveau transport à l'aide d'un protocole de paquets spécial. La couche de données est responsable du codage correcteur d’erreurs et garantit l’intégrité des données. La couche matérielle de base consiste en un double canal simplex composé d'une paire d'émission et de réception, qui sont ensemble appelées une ligne. La vitesse globale du bus de 2,5 Gb/s signifie que le débit pour chaque voie PCI Express est de 250 Mo/s dans chaque direction. Si nous prenons en compte la perte due à la surcharge du protocole, environ 200 Mo/s sont disponibles pour chaque appareil. Ce débit est 2 à 4 fois supérieur à celui disponible pour les périphériques PCI. Et, contrairement au PCI, si la bande passante est répartie entre tous les appareils, elle est alors intégralement transmise à chaque appareil.

Il existe aujourd'hui plusieurs versions de la norme PCI Express, qui diffèrent par leur débit.

Débit du bus PCI Express x16 pour différents Versions PCI-E, Gbit/s :

• 32/64
• 64/128
• 128/256

Formats de bus PCI-E

Actuellement, diverses options pour les formats PCI Express sont disponibles, en fonction de l'objectif de la plate-forme : ordinateur de bureau, ordinateur portable ou serveur. Les serveurs qui nécessitent plus de bande passante disposent de plus d'emplacements PCI-E, et ces emplacements ont plus de lignes réseau. En revanche, les ordinateurs portables ne peuvent disposer que d’une seule voie pour les appareils à vitesse moyenne.

Carte vidéo avec interface PCI Express x16.

Les cartes d'extension PCI Express sont très similaires aux cartes PCI, mais les emplacements PCI-E ont une adhérence accrue pour garantir que la carte ne glissera pas hors de l'emplacement en raison des vibrations ou du transport. Il existe plusieurs facteurs de forme d'emplacements PCI Express, dont la taille dépend du nombre de voies utilisées. Par exemple, un bus à 16 voies est désigné PCI Express x16. Même si le nombre total de voies peut aller jusqu'à 32, en pratique la plupart des cartes mères sont désormais équipées d'un bus PCI Express x16.

Les cartes de format plus petit peuvent être branchées dans des emplacements pour des cartes plus grandes sans compromettre les performances. Par exemple, une carte PCI Express x1 peut être connectée à un emplacement PCI Express x16. Comme pour le bus PCI, vous pouvez utiliser un prolongateur PCI Express pour connecter des périphériques si nécessaire.

Apparition des connecteurs divers types sur la carte mère. De haut en bas : emplacement PCI-X, emplacement PCI Express x8, emplacement PCI, emplacement PCI Express x16.

Carte Express

La norme Express Card offre un moyen très simple d’ajouter des équipements à un système. Le marché cible des modules Express Card est celui des ordinateurs portables et des petits PC. Contrairement aux cartes d'extension traditionnelles ordinateurs de bureau, la carte Express peut être connectée au système à tout moment pendant que l'ordinateur est en marche.

Une variété populaire de carte Express est la mini-carte PCI Express, conçue pour remplacer les cartes au facteur de forme Mini PCI. Une carte créée dans ce format prend en charge à la fois PCI Express et USB 2.0. Les dimensions de la mini carte PCI Express sont de 30 x 56 mm. La mini carte PCI Express peut se connecter au PCI Express x1.

Avantages du PCI-E

La technologie PCI Express offre des avantages par rapport au PCI dans les cinq domaines suivants :

1. Des performances supérieures. Avec une seule voie, le PCI Express a un débit deux fois supérieur au PCI. Dans ce cas, le débit augmente proportionnellement au nombre de lignes du bus, dont le nombre maximum peut atteindre 32. Avantage supplémentaire est que les informations sur le bus peuvent être transmises simultanément dans les deux sens.
2. Simplifiez les E/S. PCI Express tire parti de bus tels que AGP et PCI-X et possède une architecture moins complexe et une facilité de mise en œuvre relative.
3. Architecture multi-niveaux. PCI Express offre une architecture capable de s'adapter aux nouvelles technologies sans nécessiter de mises à niveau logicielles importantes.
4. Technologies d'entrée/sortie de nouvelle génération. PCI Express offre de nouvelles capacités d'acquisition de données avec une technologie de transfert de données simultanée qui garantit que les informations sont reçues en temps opportun.
5. Facilité d'utilisation. PCI-E permet à l'utilisateur de mettre à niveau et d'étendre beaucoup plus facilement le système. Formats supplémentaires Les cartes Express telles qu'ExpressCard augmentent considérablement la possibilité d'ajouter des périphériques haut débit aux serveurs et aux ordinateurs portables.

Conclusion

PCI Express est une technologie de bus permettant de connecter des périphériques, qui a remplacé des technologies telles que ISA, AGP et PCI. Son utilisation augmente considérablement les performances de l’ordinateur, ainsi que la capacité de l’utilisateur à étendre et mettre à jour le système.

PCI Express est un bus utilisé pour connecter divers composants à un ordinateur de bureau. Il est utilisé pour connecter des cartes vidéo, cartes réseau, cartes son, modules WiFi et autres appareils similaires. Le développement de ce pneu a commencé société Intel en 2002. Aujourd'hui, l'organisation à but non lucratif PCI Special Interest Group développe de nouvelles versions de ce bus.

À l'heure actuelle, le bus PCI Express a complètement remplacé des bus obsolètes tels que AGP, PCI et PCI-X. Le bus PCI Express est situé au bas de la carte mère en position horizontale.

Quelles sont les différences entre PCI Express et PCI

PCI Express est un bus développé sur la base du bus PCI. Les principales différences entre PCI Express et PCI résident dans niveau physique. Alors que PCI utilise un bus partagé, PCI Express utilise une topologie en étoile. Chaque périphérique PCI Express est connecté au commutateur commun avec une connexion distincte.

Le modèle logiciel PCI Express suit largement le modèle PCI. Par conséquent, la plupart des contrôleurs CI existants peuvent être facilement modifiés pour utiliser le bus PCI Express.

De plus, le bus PCI Express supporte de nouvelles fonctionnalités telles que :

• Branchement à chaud d'appareils ;
• Vitesse d’échange de données garantie ;
• Gestion de l'énergie;
• Contrôler l'intégrité des informations transmises ;

Comment fonctionne le bus PCI Express ?

Le bus PCI Express utilise une communication bidirectionnelle pour connecter les périphériques. connexion série. De plus, une telle connexion peut comporter une (x1) ou plusieurs (x2, x4, x8, x12, x16 et x32) lignes distinctes. Plus ces lignes sont utilisées, plus la vitesse de transfert de données que le bus PCI Express peut fournir est élevée. En fonction du nombre de lignes prises en charge, la taille des notes sur la carte mère sera différente. Il existe des emplacements avec une (x1), quatre (x4) et seize (x16) lignes.

Démonstration visuelle des tailles d'emplacement PCI Express et PCI

De plus, n'importe quel périphérique PCI Express peut fonctionner dans n'importe quel emplacement si l'emplacement comporte la même ou plusieurs lignes. Cela vous permet d'installer une carte PCI Express avec un connecteur x1 dans un emplacement x16 de la carte mère.

La bande passante PCI Express dépend du nombre de voies et de la version du bus.

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Le bus d'extension est un bus informatique utilisé sur la carte système des ordinateurs ou des contrôleurs industriels pour ajouter des périphériques (cartes) à l'ordinateur. Il en existe plusieurs types :

ISA - 8 et 16 bits, utilisés dans les premiers ordinateurs personnels

VL-bus - un bus développé pour remplacer le bus ISA, par opposition au MCA

MCA est une architecture microcanal développée par IBM pour son ordinateur IBM PS/2

PCI est un bus développé par Intel pour les processeurs Pentium

AGP est une variante de PCI utilisée pour les cartes vidéo

PCI Express est un bus moderne qui a remplacé PCI

PCI (anglais : Peripheral Component Interconnect, littéralement - interconnexion de composants périphériques) - bus d'entrée/sortie pour connecter des périphériques à la carte mère de l'ordinateur.

La norme de bus PCI définit :

paramètres physiques (par exemple, connecteurs et câblage des signaux) ;

paramètres électriques (par exemple, tension) ;

modèle logique (par exemple, types de cycles de bus, adressage du bus).

La norme PCI est développée par le PCI Special Interest Group.

Les périphériques PCI sont plug and play du point de vue de l'utilisateur. Après le démarrage de l'ordinateur, le logiciel système examine l'espace de configuration PCI de chaque périphérique connecté au bus et alloue des ressources.

Chaque périphérique peut demander jusqu'à six plages dans l'espace d'adressage de la mémoire PCI ou dans l'espace d'adressage d'E/S PCI.

De plus, les appareils peuvent avoir une ROM contenant du code exécutable pour les processeurs x86 ou PA-RISC, un Open Firmware (logiciel système pour les ordinateurs SPARC et PowerPC) ou un pilote EFI.

Les interruptions sont également configurées par le système logiciel(contrairement au bus ISA, où les paramètres d'interruption étaient effectués par des commutateurs sur la carte). Une demande d'interruption sur le bus PCI est transmise en modifiant le niveau du signal sur l'une des lignes IRQ, il est donc possible de faire fonctionner plusieurs appareils avec une seule ligne de demande d'interruption ; En règle générale, le logiciel système tente d'attribuer une interruption distincte à chaque périphérique pour augmenter les performances.

PCI-X 1.0 est une extension du bus PCI64 avec l'ajout de deux nouvelles fréquences de fonctionnement, 100 et 133 MHz, ainsi qu'un mécanisme de transaction distinct pour améliorer les performances lorsque plusieurs appareils fonctionnent simultanément. Généralement rétrocompatible avec toutes les cartes PCI 3,3 V et génériques.

Les cartes PCI-X sont généralement implémentées au format 64 bits 3.3B et ont une compatibilité descendante limitée avec les emplacements PCI64/66, et certaines cartes PCI-X sont au format universel et sont capables de fonctionner (bien que cela n'ait presque aucune valeur pratique ) dans un PCI 2.2/2.3 standard.

Dans les cas difficiles, afin d'être totalement sûr de la fonctionnalité de la combinaison carte mère et carte d'extension, vous devez consulter les listes de compatibilité des fabricants des deux appareils.

PCI-X 2.0 - nouvelle extension des capacités de PCI-X 1.0 ; des fréquences de 266 et 533 MHz ont été ajoutées, ainsi qu'une correction des erreurs de parité lors de la transmission des données (ECC). Permet de se diviser en 4 bus 16 bits indépendants, utilisés exclusivement dans les systèmes embarqués et systèmes industriels; La tension du signal a été réduite à 1,5 V, mais les connecteurs sont rétrocompatibles avec toutes les cartes utilisant une tension de signal de 3,3 V.

Actuellement, pour le segment non professionnel du marché de l'informatique performante (postes de travail et serveurs puissants niveau d'entrée), dans lequel il trouve application Bus PCI-X, très peu de cartes mères prenant en charge le bus sont produites. Un exemple de carte mère pour ce segment est la plate-forme de station de travail ASUS P5K WS avec prise en charge PCI-X. Dans le segment professionnel, il est utilisé dans les contrôleurs RAID en Disques SSD sous PCI-E. PCI Express, ou PCIe, ou PCI-E (également connu sous le nom de 3GIO pour E/S de 3e génération ; à ne pas confondre avec PCI-X et PXI) est un bus informatique qui utilise le modèle logiciel du bus PCI et un processeur physique hautes performances. protocole basé sur le transfert de données en série.

La norme PCI Express est développée par le PCI Special Interest Group.

Contrairement au bus PCI, qui utilisait un bus commun pour le transfert de données, PCI Express est généralement un réseau de paquets avec une topologie en étoile. Les périphériques PCI Express communiquent entre eux via un support constitué de commutateurs, chaque périphérique étant directement connecté par un point vers ; -point de connexion.

De plus, le bus PCI Express prend en charge :

cartes remplaçables à chaud ;

bande passante garantie (QoS) ;

gestion de l'énergie;

surveiller l’intégrité des données transmises.

Le développement du standard PCI Express a été lancé par Intel après l'abandon du bus InfiniBand. Officiellement, la première spécification de base PCI Express est apparue en juillet 2002.

Le bus PCI Express est destiné à être utilisé uniquement comme bus local. Le modèle logiciel PCI Express étant largement hérité du PCI, les systèmes et contrôleurs existants peuvent être modifiés pour utiliser le bus PCI Express en remplaçant uniquement la couche physique, sans modifier le logiciel. Les performances de pointe élevées du bus PCI Express lui permettent d'être utilisé à la place des bus AGP, et plus encore des bus PCI et PCI-X. De facto, PCI Express a remplacé ces bus dans les ordinateurs personnels.

Pour connecter un périphérique PCI Express, une connexion série bidirectionnelle point à point appelée ligne est utilisée ; cela contraste fortement avec le PCI, qui connecte tous les périphériques à un bus bidirectionnel parallèle 32 bits commun.

Connexion (lien anglais - connexion, connexion) entre deux Périphériques PCI Express et se compose d'une (x1) ou de plusieurs (x2, x4, x8, x12, x16 et x32) lignes de guirlande bidirectionnelles. Chaque appareil doit prendre en charge la connexion à au moins une ligne (x1).

Au niveau électrique, chaque connexion utilise la signalisation différentielle basse tension (LVDS), chaque périphérique PCI Express envoyant et recevant des informations sur deux fils distincts. Ainsi, dans le cas le plus simple, le périphérique se connecte au commutateur PCI Express avec seulement quatre fils.

L’utilisation de cette approche présente les avantages suivants :

La carte PCI Express s'adapte et fonctionne correctement dans n'importe quel emplacement identique ou plus grand bande passante(par exemple, une carte x1 fonctionnera dans les emplacements x4 et x16) ;

un emplacement physique plus grand peut ne pas utiliser toutes les voies (par exemple, un emplacement x16 peut être connecté à des fils de données x1 ou x8 et tout fonctionnera correctement ; cependant, tous les fils d'alimentation et de terre requis pour l'emplacement x16 doivent être connectés) .

Dans les deux cas, le bus PCI Express utilisera le nombre maximum de voies disponibles à la fois pour la carte et pour le slot. Cependant, cela ne permet pas à l'appareil de fonctionner dans un emplacement conçu pour les cartes avec une bande passante de bus PCI Express inférieure. Par exemple, une carte x4 ne rentrera pas physiquement dans un emplacement x1 standard, même si elle pourrait fonctionner dans un emplacement x4 en utilisant une seule voie. Sur certaines cartes mères, vous pouvez trouver des emplacements x1 et x4 non standard qui n'ont pas de cloison externe, ils peuvent donc accueillir des cartes plus longues que le connecteur. Cela ne fournit pas d'alimentation ni de mise à la terre à la partie saillante de la carte, ce qui peut entraîner divers problèmes.

PCI Express envoie toutes les informations de contrôle, y compris les interruptions, sur les mêmes lignes utilisées pour le transfert de données. Le protocole série ne peut jamais être bloqué, les latences du bus PCI Express sont donc tout à fait comparables à celles du bus PCI (à noter que le bus PCI utilise des lignes physiques distinctes IRQ#A, IRQ#B, IRQ#C, IRQ#D).

Dans tous les protocoles série à haut débit (par exemple Gigabit Ethernet), les informations de synchronisation doivent être intégrées au signal transmis. Au niveau de la couche physique, PCI Express utilise une technique de codage de canal 8b/10b (8 bits sur dix, 20 % de redondance) pour éliminer les composants CC dans le signal transmis et pour intégrer les informations de synchronisation dans le flux de données. PCI Express 3.0 utilise un codage 128b/130b plus économe en énergie avec une redondance de 1,5 %.

Certains protocoles (par exemple SONET/SDH) utilisent une technique appelée brouillage pour intégrer des informations de synchronisation dans le flux de données et « brouiller » le spectre du signal transmis. La spécification PCI Express fournit également une fonctionnalité de brouillage, mais le brouillage PCI Express est différent de SONET.

PCI Express 3.0 - En novembre 2010, les spécifications du PCI Express 3.0 ont été approuvées. L'interface a un taux de transfert de données de 8 GT/s (Giga transactions/s). Mais malgré cela, son débit réel était toujours doublé par rapport à la norme PCI Express 2.0. Ceci a été réalisé grâce à un schéma de codage 128b/130b plus agressif, lorsque 128 bits de données envoyées sur le bus sont codés avec 130 bits. PCI Express 2.0 a un taux de transfert de données de 5 GT/s et un schéma de codage 8b/10b. Dans le même temps, la compatibilité avec les versions précédentes de PCI Express est maintenue. Selon PCI-SIG, les premiers tests de PCI Express 3.0 débuteront en 2011, les outils de test de compatibilité pour les partenaires n'apparaîtront qu'à la mi-2011 et les appareils réels n'apparaîtront qu'en 2012. MSI est devenu le premier fabricant au monde à lancer carte mère avec prise en charge de la norme PCI-3.0. À l'été 2011, Gigabyte a officiellement présenté la carte mère G1.Sniper 2, construite sur le chipset Intel Z68 et prenant en charge l'interface PCI Express 3.0.

PCI Express 4.0 - Le PCI Special Interest Group (PCI SIG) a déclaré que PCI Express 4.0 pourrait être standardisé avant 2015. Il aura un débit de 16 GT/s ou plus, soit sera deux fois plus rapide que PCIe 3.0.