Types de connecteurs pci. Qu'est-ce que PCI Express. À quoi sert PCI-Express et à quoi sert-il

Tendances de développement l'informatiqueévident - c'est l'unification, la simplification pour les fabricants (réduction et combinaison de nombreux appareils dans un seul boîtier. Il n'y a rien d'étonnant dans le fait que de nombreux utilisateurs novices modernes ne savent même pas ce qu'est un bus PCI. Ceux qui ont pris le temps de la formation basée sur 286, 386 et autres processeurs, rappelez-vous sans doute l'abondance de divers bus et interfaces matérielles utilisées dans systèmes informatiques ce temps. Il s'agit du fameux bus ISA 8 bits, puis de sa modification VLB (dit VESA), du bus PCI, d'un connecteur Intel spécialisé pour les modems logiciels, AGP, etc. De plus, tous, à de rares exceptions près, étaient nécessaires. Mais à l'heure actuelle, sur les cartes mères, l'étonnante "pauvreté" n'est qu'un bus PCI express, cependant, de révisions différentes et avec un nombre différent de lignes de signal. Hélas, l'utilisateur final doit payer pour une telle unification, littéralement. Après tout, même s'il existe, par exemple, un périphérique PCI de haute qualité, il n'y a tout simplement nulle part où le connecter (les adaptateurs inconfortables ne comptent pas) et vous devez acheter une version pour un autre bus ou, en général, passer à, franchement, une solution imparfaite et intégrée. La situation rappelle l'histoire du transfert "forcé" de tout le monde de l'AGP au PCI-E.

Pourquoi le bus PCI est-il si célèbre ? Son histoire a commencé en 1991, lorsqu'avec l'avènement des processeurs hautes performances de la classe Pentium, il est devenu clair que l'ISA 8 bits répandu ne pouvait plus fournir une vitesse d'interaction acceptable entre tous les composants. Rappelons qu'à cette époque, il n'y avait ni DMI ni Hyper Transport, et les composants de la carte mère étaient connectés via Bien que des tentatives aient été faites pour contourner les restrictions ISA, par exemple, le bus VESA est apparu, mais en raison de restrictions, ils n'ont pas pris racine.

En 1992, Intel a introduit le bus PCI version 1.0 basé sur un standard ouvert. Sa fréquence d'horloge était énorme à cette époque 33 MHz (ce qui facilitait la mise à l'échelle de la fréquence du processeur), selon l'implémentation matérielle, 32 ou 64 bits étaient pris en charge (comparer avec 8 bits d'ISA). La tension des lignes de données était de 5 et 3,3 V et s'élevait à 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 est devenu mondialement connu 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 est arrivé à temps, enfin, entièrement fourni travail correct Périphériques PCI avec technologie Plug & Play. Les lignes de signal permettaient de passer de 5V à 3,3V.

D'autres 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 incompatibles en tension. La transition vers 3,3 V se poursuit en 2.3, de sorte que l'utilisation de tels dispositifs dans les versions antérieures à 2.1 (5 V) a entraîné des dommages à la fois à la carte et, parfois, au bus. Dans la version 3.0, la tension de 5 V n'était plus utilisée.

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 révéler 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 est resté le même, mais l'implémentation physique a subi des changements importants. Le nombre de conducteurs a été modifié, la fréquence de fonctionnement a été augmentée (avec une diminution du courant). La façon dont les initiateurs de transaction (appareils connectés) sont configurés a également changé, ce qui facilite le traitement de leurs requêtes au bus.

Soit dit en passant, sur certaines cartes mères, vous pouvez toujours trouver des connecteurs de bus PCI. Cependant, nous ne parlons pas du support natif du chipset et du processeur - dans cette méthode L'implémentation utilise une puce de pont spéciale qui redirige les requêtes PCI vers PCI Express.

Bus ISA

Normes d'interface de bus

Au fur et à mesure que la largeur du bus augmentait et que la fréquence d'horloge augmentait dans l'ordinateur, les normes d'interface de bus changeaient également. Actuellement, les principales normes d'interface de bus suivantes sont utilisées dans les ordinateurs :

Bus ISA

Bus PCI

D'autres normes telles que MCA (Micro Channel Architecture), EISA (Extended Industry Standard Architecture) et VESA, communément appelées bus local, bus VL et développées par VESA (Video Electronics Standards Association) ne sont pas utilisées 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 8,33 MHz accepte les cartes d'extension 8 bits et 16 bits (bande passante de 8,33 et 16,6 Mo/s, respectivement).

Communication entre des périphériques externes à haut débit et RAM s'exécute avec la participation du processeur, ce qui, dans certains cas, peut ralentir les performances de l'ordinateur. Dans le mode d'accès direct introduit dans le bus ISA, le périphérique est connecté à la RAM directement via des canaux DMA (Direct Memory Access - accès direct à la mémoire). Ce mode d'échange de données est le plus efficace dans les situations où il est nécessaire haute 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 dans l'un des microcircuits de la carte mère. Un appareil qui nécessite un accès direct à la mémoire accède au 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 a lieu avec la participation du processeur, mais le transfert de données proprement dit est déjà sous le contrôle du contrôleur DMA, et non du processeur.

Le bus ISA n'est pas présent sur les cartes mères modernes et n'a survécu que dans 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 le PCI-SIG (PCI - Special Interest Group) (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 une bande passante maximale de 133 Mo/s, et un bus 64 bits avec une vitesse d'horloge de 33 et 66 MHz et une bande passante maximale, respectivement de 266 et 533 Mo/s.

Le mode rafale est utilisé pour accélérer le transfert de données dans le bus PCI. Dans ce mode, les données situées à n'importe quelle adresse sont transmises non pas une à la fois, mais en une seule fois comme un ensemble complet.

Le principe fondamental sous-jacent au bus PCI est l'utilisation de ce qu'on appelle des 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 de bus plus efficace, qui permet à un périphérique externe de contrôler le bus sans la participation du processeur. Lors du transfert d'informations, un appareil prenant en charge la maîtrise du bus prend le contrôle du bus et devient le maître. Cette approche libère le processeur pour effectuer d'autres tâches pendant le transfert des 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. ?????. Connecteurs pour la carte PCI sur la carte mère :

a) connecteur 32 bits ; b) Connecteur 64 bits

Un ajout à la norme PCI est la norme PCI Hot Plug v1.0. Les périphériques PCI conformes à cette norme peuvent être insérés ou retirés de l'emplacement pendant que l'ordinateur fonctionne - la connexion dite "à chaud" (hot plug).

Les bus PCI sont utilisés dans ordinateurs modernes pour connecter des appareils internes bloc système comme une carte son ou un modem. Cependant, pour les périphériques graphiques, ces bus ont des taux de transfert de données insuffisants, donc PCI-SIG a été conçu nouvelle norme– PCI-X (X signifie eXtended) cadencé à 66, 133, 266 et 533 MHz et des débits de pointe de 533, 1066, 2132 et 4264 Mo/s, respectivement. Cette norme est rétrocompatible avec la norme PCI 3.0, c'est-à-dire Les cartes PCI 3.0 et les cartes PCI-X peuvent être utilisées dans l'ordinateur.

dernière version La norme PCI-X - PCI-X 2.0 a été adoptée en 2002. Actuellement, les bus de cette norme ne sont pratiquement pas utilisés, car 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 une connexion série des périphériques utilisant des commutateurs. L'ancien nom de cette norme est 3GIO (3rd Generation Input/Output - la troisième génération d'entrée/sortie).

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

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

Lors de l'échange de données sur une paire torsadée, la méthode de signalisation différentielle basse tension - LVDS (Low-Voltage Differential Signaling) est utilisée. Les données dans LVDS sont transmises séquentiellement, bit par bit. Dans ce cas, une paire différentielle est utilisée pour transmettre un signal, c'est-à-dire que le côté émission applique des niveaux de tension différents aux conducteurs de la paire, qui sont comparés côté réception. Pour coder l'information, la différence de tension sur les conducteurs de la paire est utilisée. Petite amplitude de signal, ainsi qu'insignifiante influence électromagnétique une paire de fils superposés vous permet de réduire le bruit dans la ligne et de transmettre des données à hautes fréquences, c'est à dire. à grande vitesse. Plusieurs connexions peuvent être utilisées pour augmenter le taux de transfert de données ( paire torsadée) sur 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 périphérique est spécifié à l'aide d'un nombre suivi (ou précédé) d'un x. La spécification définit actuellement les connexions 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 utilisée actuellement) possède son propre type de connecteur. Sur la fig. ???? les emplacements PCI Express les plus courants sont répertoriés : 1x, 2x, 4x, 8x et 16x.

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

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

Le débit dans le bus PCI Express par connexion est actuellement de 2,5 Gb/s avec la perspective de passer à 10 Gb/s. La norme PCI Express est destinée à remplacer les normes PCI et PCI-X, ainsi que la norme AGP abordée dans la section suivante. Cependant, la norme PCI Express est compatible avec ces normes et, apparemment, sera utilisée conjointement avec elles pendant longtemps, car à l'heure actuelle, il existe et continue d'être produit de nombreuses cartes selon les normes PCI et AGP.

Dans cet article, nous allons expliquer les raisons du succès du bus PCI et décrire la technologie performante qui vient le remplacer : le bus PCI Express. Nous aborderons également l'historique du développement, les niveaux matériels et logiciels du bus PCI Express, les particularités de sa mise en œuvre et énumérerons ses avantages.

Quand au début des années 1990 elle est apparue, puis toute seule spécifications techniques surpassé de manière significative tous les bus qui existaient jusque-là, tels que ISA, EISA, MCA et VL-bus. A cette époque, le bus PCI (Peripheral Component Interconnect - interaction des composants périphériques), fonctionnant à une fréquence de 33 MHz, convenait bien à la plupart 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 fréquence d'horloge des processeurs est passée de 33 MHz à plusieurs GHz, tandis que la fréquence de fonctionnement du PCI est passée à seulement 66 MHz. L'avènement de technologies telles que Gigabit Ethernet et IEEE 1394B menaçait que toute la bande passante du bus PCI puisse servir à un seul appareil basé sur ces technologies.

Dans le même temps, l'architecture PCI présente un certain nombre d'avantages par rapport à ses prédécesseurs, il n'était donc pas rationnel de la revoir complètement. Tout d'abord, cela ne dépend pas du type de processeur, il prend en charge l'isolation de tampon, la technologie de maîtrise de bus (capture de bus) et la technologie PnP dans leur intégralité. L'isolation du tampon signifie que le bus PCI fonctionne indépendamment du bus du processeur interne, ce qui permet au bus du processeur de fonctionner indépendamment de la vitesse et de la charge du bus système. Grâce à la technologie de capture de bus, les périphériques ont la capacité de contrôler directement le processus de transfert de données sur le bus, au lieu d'attendre l'aide de CPU ce qui affecterait les performances du système. Enfin, le support Plug and Play permet réglage automatique et configurer les appareils qui l'utilisent et éviter de s'embêter avec des cavaliers et des commutateurs, ce qui a pratiquement ruiné la vie des propriétaires d'appareils ISA.

Malgré le succès indéniable de PCI, à l'heure actuelle, il est confronté à de sérieux problèmes. Parmi eux, la bande passante limitée, le manque de fonctionnalités de transfert de données en temps réel et le manque de prise en charge des technologies de réseau de nouvelle génération.

Caractéristiques comparatives des différentes normes PCI

Il convient de noter que le débit réel peut être inférieur au débit théorique en raison du principe 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, par conséquent, plus il y a d'appareils assis sur le bus, moins il y a de bande passante pour chacun d'eux.

Les améliorations standard 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 temps n'est pas loin où le bus entrera dans l'histoire.

Architecture PCI Express

L'architecture du bus a une structure en couches, comme illustré sur la figure.

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

Considérez le but des différents niveaux d'organisation PCI-E. Sur le niveau programme des requêtes de lecture / écriture de bus sont formées, qui sont transmises au niveau du transport à l'aide d'un protocole de paquet spécial. La couche de données est responsable du codage correcteur d'erreurs et assure l'intégrité des données. La couche matérielle de base consiste en un double canal simplex constitué d'une paire d'émission et de réception, collectivement appelée liaison. La vitesse totale du bus de 2,5 Gb/s signifie que le débit pour chaque voie PCI Express est de 250 Mb/s dans chaque sens. Si nous prenons en compte les frais généraux du protocole, environ 200 Mb / s sont disponibles pour chaque appareil. Cette bande passante est 2 à 4 fois supérieure à celle qui était disponible pour les périphériques PCI. Et, contrairement au PCI, si la bande passante est répartie entre tous les appareils, elle est intégralement transmise à chaque appareil.

A ce jour, il existe plusieurs versions de la norme PCI Express, qui diffèrent par leur bande passante.

Bande passante du bus PCI Express x16 pour différents Versions PCI-E, Go/s :

• 32/64
• 64/128
• 128/256

Formats de bus PCI-E

À l'heure actuelle, diverses options pour les formats PCI Express sont disponibles, en fonction de l'objectif de la plate-forme - un ordinateur de bureau, un ordinateur portable ou un serveur. Les serveurs qui nécessitent plus de bande passante ont plus d'emplacements PCI-E, et ces emplacements ont plus de troncs. En revanche, les ordinateurs portables peuvent n'avoir qu'une seule ligne 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 connecteurs PCI-E sont plus adhérents pour garantir que la carte ne glisse pas hors de l'emplacement en raison des vibrations ou pendant le transport. Il existe plusieurs facteurs de forme des slots PCI Express, dont la taille dépend du nombre de voies utilisées. Par exemple, un bus à 16 voies est appelé PCI Express x16. Bien que le nombre total de voies puisse atteindre 32, en pratique, la plupart des cartes mères sont aujourd'hui équipées d'un bus PCI Express x16.

Les cartes de facteur de forme plus petit peuvent être branchées dans des emplacements de facteur de forme plus grand sans compromettre les performances. Par exemple, une carte PCI Express x1 peut être branchée dans un slot PCI Express x16. Comme dans le cas du bus PCI, vous pouvez utiliser une extension PCI Express pour connecter des périphériques si nécessaire.

L'apparence 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 du matériel à un système. Le marché cible des modules Express Card sont les ordinateurs portables et les petits PC. Contrairement aux cartes d'extension traditionnelles ordinateurs de bureau, la carte Express peut se connecter au système à tout moment pendant que l'ordinateur est en marche.

L'une des variétés populaires de cartes 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 × 56 mm. La mini carte PCI Express peut se connecter à PCI Express x1.

Avantages du PCI-E

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

1. Meilleure performance. Avec une seule voie, le débit du PCI Express est le double de celui du PCI. Dans ce cas, la bande passante augmente proportionnellement au nombre de lignes dans le bus, dont le nombre maximum peut atteindre 32. Un avantage supplémentaire est que les informations peuvent être transmises sur le bus dans les deux sens simultanément.
2. Simplification des entrées-sorties. PCI Express tire parti des bus tels que AGP et PCI-X tout en offrant une architecture moins complexe et une mise en œuvre relativement simple.
3. Architecture en couches. PCI Express propose une architecture capable de s'adapter aux nouvelles technologies sans nécessiter de mises à niveau logicielles importantes.
4. Technologies d'E/S de nouvelle génération. PCI Express vous offre de nouvelles possibilités de recevoir des données à l'aide de la technologie de transfert de données simultané, qui garantit que les informations sont reçues en temps opportun.
5. Facilité d'utilisation. PCI-E simplifie grandement les mises à niveau et les extensions du système par l'utilisateur. Formats supplémentaires Les cartes Express telles que l'ExpressCard augmentent considérablement la capacité d'ajouter des périphériques à haut débit aux serveurs et aux ordinateurs portables.

Conclusion

PCI Express est une technologie de bus permettant de connecter des périphériques, remplaçant 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 à mettre à jour le système.

PCI Express est un bus utilisé pour connecter une variété de composants à un PC de bureau. Avec son aide, les cartes vidéo sont connectées, cartes réseau, cartes son, modules Wi-Fi et autres appareils similaires. Le développement de ce pneu a commencé Intel en 2002. Maintenant, 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 les bus obsolètes tels que AGP, PCI et PCI-X. Le bus PCI Express est situé en bas de la carte mère en position horizontale.

Quelle est la différence entre PCI Express et PCI

PCI Express est un bus développé à partir du bus PCI. Les principales différences entre PCI Express et PCI résident dans niveau physique. Alors que PCI utilise un bus commun, PCI Express utilise une topologie en étoile. Chaque périphérique PCI Express est connecté à un commutateur commun avec une connexion séparée.

Le modèle logiciel de PCI Express reprend en grande partie 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 prend en charge de nouvelles fonctionnalités telles que :

• Appareils enfichables à chaud ;
• Taux d'échange de données garanti ;
• Gestion de l'énergie;
• Contrôle de l'intégrité des informations transmises ;

Fonctionnement du bus PCI Express

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

Démonstration visuelle des tailles d'emplacement PCI Express et PCI

Dans le même temps, n'importe quel périphérique PCI Express peut fonctionner dans n'importe quel emplacement si l'emplacement a le même ou plusieurs voies. Cela vous permet d'installer une carte PCI Express avec un slot x1 dans un slot x16 sur la carte mère.

Le débit du PCI Express dépend du nombre de voies et de la version du bus.

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

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

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

MCA est une architecture à microcanaux développée par IBM pour son ordinateur IBM PS/2.

PCI est un bus développé par Intel pour les processeurs Pentium.

AGP - Variante PCI utilisée pour les cartes vidéo

PCI Express est un bus moderne qui a remplacé PCI

PCI (eng. Peripheral component interconnect, littéralement - la relation des composants périphériques) est un bus d'entrée / sortie permettant de connecter des périphériques à une carte mère d'ordinateur.

La norme de bus PCI définit :

paramètres physiques (par exemple, connecteurs et câblage des lignes de signal);

paramètres électriques (par exemple tensions);

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

Le groupe d'intérêt spécial PCI développe la norme PCI.

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 périphériques peuvent avoir une ROM contenant un code exécutable pour les processeurs x86 ou PA-RISC, 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 interruptions étaient configurées 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 que plusieurs périphériques fonctionnent avec une seule ligne de demande d'interruption ; généralement, le logiciel système essaie d'allouer 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 séparé pour améliorer les performances lorsque plusieurs périphériques fonctionnent simultanément. Généralement rétrocompatible avec toutes les cartes PCI 3,3 V et universelles.

Les cartes PCI-X sont généralement fabriquées au format 64 bits 3.3 et ont une rétrocompatibilité limitée avec les emplacements PCI64/66, et certaines cartes PCI-X sont au format universel et peuvent fonctionner (bien que cela n'ait presque aucune valeur pratique) dans le PCI 2.2/2.3 habituel.

Dans les cas difficiles, afin d'être totalement confiant dans les performances de la combinaison de la carte mère et de la carte d'extension, vous devez consulter les listes de compatibilité (listes de compatibilité) des fabricants des deux appareils.

PCI-X 2.0 - extension supplémentaire des capacités PCI-X 1.0 ; les fréquences 266 et 533 MHz ont été ajoutées, ainsi que la correction d'erreur de parité lors de la transmission de données (ECC). Permet de diviser en 4 bus 16 bits indépendants, qui est utilisé exclusivement dans les systèmes embarqués et systèmes industriels; la tension du signal est 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 des ordinateurs performants (stations de travail et serveurs puissants entrée de gamme) dans lequel il est utilisé Bus PCI-X, il existe très peu de cartes mères prenant en charge le bus. Un exemple de carte mère pour ce segment est la plate-forme ASUS P5K WS Workstation 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 de 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, le PCI Express, en général, est un réseau de paquets avec une topologie en étoile, les périphériques PCI Express interagissent les uns avec les autres via un support formé par des commutateurs, tandis que chaque périphérique est directement connecté par une connexion point à point.

De plus, le bus PCI Express prend en charge :

échange à chaud de cartes;

bande passante garantie (QoS);

gestion de l'énergie;

contrôle d'intégrité des données transmises.

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

Le bus PCI Express est destiné à être utilisé uniquement comme bus local. Étant donné que le modèle logiciel de PCI Express est largement hérité de 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 permettent de l'utiliser à la place des bus AGP, et plus encore PCI et PCI-X. Le PCI Express de facto a remplacé ces bus dans les ordinateurs personnels.

Pour connecter un périphérique PCI Express, une connexion série bidirectionnelle point à point est utilisée, appelée ligne (voie - voie, rangée); cela contraste fortement avec le PCI, dans lequel tous les périphériques sont connectés 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 plusieurs (x2, x4, x8, x12, x16 et x32) lignes bidirectionnelles en guirlande. Chaque appareil doit être connecté à au moins une ligne (x1).

Au niveau électrique, chaque connexion utilise la transmission de signal différentiel basse tension (LVDS), chaque périphérique PCI Express reçoit et transmet des informations sur deux conducteurs distincts, donc, dans le cas le plus simple, le périphérique est connecté au commutateur PCI Express avec seulement quatre conducteurs.

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 supérieur bande passante(par exemple, la carte x1 fonctionnera dans les emplacements x4 et x16);

un emplacement avec une taille physique plus grande peut ne pas utiliser toutes les lignes (par exemple, un emplacement x16 peut être connecté aux fils de données correspondant à x1 ou x8, et tout fonctionnera normalement ; cependant, vous devez connecter toute l'alimentation et la terre fils nécessaires pour le slot x16) .

Dans les deux cas, le bus PCI Express utilisera le nombre maximum de voies disponibles pour la carte et le slot. Cependant, cela ne permet pas à l'appareil de fonctionner dans un emplacement conçu pour les cartes avec une bande passante inférieure du bus PCI Express. Par exemple, une carte x4 ne rentrera pas physiquement dans un emplacement x1 standard, même si elle peut 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 déflecteur extrême, de sorte qu'ils peuvent installer des cartes plus longues que le connecteur. Cela ne fournit ni alimentation ni masse 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, via les mêmes lignes que celles utilisées pour le transfert de données. Le protocole série ne peut jamais être bloqué, donc les latences du bus PCI Express sont assez comparables à celles du bus PCI (notez que le bus PCI utilise des lignes physiques séparées IRQ#A, IRQ#B, IRQ#C, 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 dans le signal transmis. Au niveau physique, PCI Express utilise la méthode de codage de canal 8b/10b (8 bits sur dix, 20 % de redondance) pour éliminer le courant continu du signal transmis et pour intégrer les informations de synchronisation dans le flux de données. PCI Express 3.0 utilise un encodage 128b/130b plus économique avec une redondance de 1,5 %.

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

PCI Express 3.0 - En novembre 2010, les spécifications de la version PCI Express 3.0 ont été approuvées. L'interface a un taux de transfert de données de 8 GT/s (Gigatransactions/s). Mais malgré cela, son débit réel était tout de même doublé par rapport à la norme PCI Express 2.0. Ceci a été réalisé grâce au schéma de codage 128b/130b plus agressif, où 128 bits de données envoyés sur le bus sont codés avec 130 bits. PCI Express 2.0 a un débit de données de 5 GT/s et un schéma d'encodage 8b/10b. Dans le même temps, la compatibilité avec les versions précédentes de PCI Express a été préservée. Selon PCI-SIG, les premiers tests de PCI Express 3.0 commenceront en 2011, les outils de test de compatibilité pour les partenaires n'apparaîtront qu'au milieu de 2011 et les vrais appareils - seulement 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 basée 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, c'est-à-dire sera deux fois plus rapide que PCIe 3.0.