PCI kopnes versijas. PCI Express - kas tas ir un galvenās īpašības Uz ko attiecas pci e līnijas?

Šobrīd sarežģītās elektronikas jomā notiek aktīva un strauja jaunu tehnoloģiju ieviešana, kā rezultātā daži sistēmas komponenti var novecot un tos nevar atjaunināt utt.

Šajā sakarā ir nepieciešams tiem pievienot dažādus papildinājumus un piederumus, kas bieži vien prasa noteiktus adapterus.

Šajā rakstā mēs apskatīsim adapteri pci-e pci, kā tas darbojas un kādas funkcijas tam ir.

Definīcija

Kāda ir šī ierīce un kam tā paredzēta? Stingri sakot, šī ir ievades un izvades kopne, kas savienojas ar personālo datoru.

Šai kopnei, tas ir, adapterim, varat pievienot noteiktu skaitu ārējo perifērijas ierīces.

Izmantojot seriālais savienojumsšīs perifērijas ierīces savieno ar datoru.

Šādas ierīces galvenā īpašība ir tā caurlaidspēja.

Tieši tas raksturo (vispārīgi) darba kvalitāti, tā ātrumu un šādi savienotā datora un elementu veiktspēju.

Caurlaides raksturlielums tiek izteikts savienojuma līniju skaitā (no 1 līdz 32).

Atkarībā no šīs galvenās īpašības cena var ievērojami atšķirties. no šīs ierīces. Tas ir, jo labāka ir šī īpašība (jo augstāks indikators), jo augstākas ir šādas ierīces izmaksas. Turklāt daudz kas ir atkarīgs no ražotāja statusa, aprīkojuma uzticamības un tā izturības. Vidēji cena sākas no 250-500 rubļiem (Āzijas produktiem ar mazu joslas platumu), līdz 2000 rubļiem (Eiropas un Japānas ierīcēm ar lielu joslas platumu).

Specifikācijas

No tehniskā viedokļa tāda ierīce ir trīs sastāvdaļas:

Iepriekš tika rakstīts par ierīces caurlaidspējas ārkārtējo nozīmi tās normālai darbībai.

Kas ir caurlaidspēja? Lai atbildētu uz šo jautājumu, jums ir jāsaprot šāda adaptera darbības princips.

Tas spēj vienlaicīgu divvirzienu (no kartes uz perifērijas ierīci un no perifērijas uz karti) iekārtu savienojumu.

Šajā gadījumā datu pārsūtīšana var notikt pa vienu vai vairākām līnijām.

Jo vairāk šādu līniju, jo stabilāk ierīce darbojas, jo lielāka tās caurlaidspēja un ātrāka būs perifērijas iekārta.

Svarīgi! Atkarībā no līniju skaita ierīcei var būt dažādas konfigurācijas: x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32. Skaitlis tieši norāda joslu skaitu divvirzienu vienlaicīgai informācijas pārraidei. Katra no šīm sloksnēm sastāv no diviem vadu pāriem (pārraidei divos virzienos).

Kā redzams no apraksta, šī konfigurācija būtiski ietekmē ierīces izmaksas.

Bet kāda tam ir praktiska nozīme, vai, iegādājoties ierīci, ir jēga tērēt papildus?

Tas ir tieši atkarīgs no tā, cik daudz jūs plānojat izveidot savienojumu mātesplatē– jo vairāk to ir, jo lielāks joslas platums ierīcei ir nepieciešams, lai uzturētu stabilu datora darbību.

Šifrēšana

Ar šādu informācijas pārraides sistēmu tiek izmantota noteikta sistēma, lai to pasargātu no izkropļojumiem un zudumiem.

Šī aizsardzības metode ir apzīmēta ar 8V/10V.

Lieta ir tāda, ka, lai pārsūtītu 8 bitus nepieciešamās informācijas, ir jāizmanto papildu 2 pakalpojuma biti, lai nodrošinātu drošību un aizsardzību pret traucējumiem.

Kad šāds adapteris darbojas, 20% tiek pastāvīgi pārsūtīti uz datoru oficiālā informācija, kas nenes nekādu slodzi un nav vajadzīgs lietotājam. Bet tieši tas, lai arī ielādē (tomēr ļoti nedaudz), nodrošina kopnes un perifērijas ierīču stabilitāti.

Stāsts

2000. gadu sākumā tika aktīvi izmantots AGP paplašināšanas slots, un tieši ar tā palīdzību .

Taču kādā brīdī tika sasniegta maksimālā tehniski iespējamā veiktspēja un radās nepieciešamība izveidot jauna veida adapteri.

Un drīz parādījās PCI-E - tas bija 2002. gads.

Nekavējoties radās nepieciešamība pēc adaptera, kas ļautu instalēt jaunus grafikas risinājumus novecojušā paplašināšanas slotā vai otrādi.

Tāpēc 2002. gadā daudzi izstrādātāji un ražotāji nopietni sāka veidot šādu adapteri.

Tolaik ierīcei bija viena svarīga īpašība - iespēja uzlabot datoru, tam iztērējot minimālas summas, jo mātesplates nomaiņas vietā pietika ar salīdzinoši lētu adapteri.

Bet izstrāde nebija veiksmīga, jo tajā laikā tie maksāja gandrīz tikpat, cik pirmie adapteri, un tāpēc bija jāizstrādā vienkāršāka adaptera konfigurācija.

Interesanti, ka ražotāji ir arī pastāvīgi palielinājuši šādu ierīču caurlaidspēju. Ja pirmajām konfigurācijām tas bija ne vairāk kā 8 Gb/s, tad otrajā jau 16 Gb/s, bet trešajā – 64 Gb/s. Tas apmierināja pieaugošās slodzes prasības, kas izriet no perifērijas ierīču modernizācijas.

Tajā pašā laikā sloti ar dažādos ātrumos transmisijas ir savietojamas ar visām ierīcēm ar zemāku “ātrgaitas” līmeni.

Tas ir, ja pievienojat otrās vai pirmās paaudzes grafikas platformu trešās paaudzes slotam, slots automātiski pārslēgsies uz citu ātruma režīmu, kas atbilst pievienotajai ierīcei.

Atšķirības starp PCI un PCI-E

Kādas īpašas atšķirības ir šīm divām konfigurācijām?

Pēc tehniskajiem un ekspluatācijas raksturlielumiem PCI ir līdzīgs AGP, savukārt PCI-E ir principiāli jauna attīstība.

Kamēr PCI nodrošina paralēlu informācijas pārsūtīšanu, PCI-E nodrošina sērijas informācijas pārsūtīšanu, tādējādi panākot ievērojami vairāk liels ātrums informācijas pārsūtīšana un veiktspēja, pat ņemot vērā adaptera izmantošanu.

Kāpēc tas ir vajadzīgs?

Kāpēc vajadzīgs šāds adapteris un kam to var izmantot Vai bez tā var iztikt?

Jums jāsaprot, ka lielākā daļa lietotāju iztiek bez šī aprīkojuma, jo tas nav nepieciešams pat vecos datoros, kas ir pakļauti ievērojamam nolietojumam.

Šis ir papildu aprīkojums, kas dažos gadījumos uzlabo datora funkcionalitāti, bet bez kura vidusmēra lietotājs var viegli iztikt.

Faktiski šāda adaptera izmantošana nodrošina tikai vienu galveno priekšrocību – iespēju atmiņas kartei pieslēgt noteiktu skaitu perifērijas ierīču, savukārt tik daudzas no tām nav iespējams tieši pieslēgt. Piemēram, šādā veidā jūs varat savienot diskrētu video vai papildus galvenajam.

Tas var būt arī diezgan ērti vienlaikus ātra izslēgšana visas perifērijas ierīces, ja nepieciešams.

Piemēram, ja datora veiktspēja samazinās vai citu iemeslu dēļ. Šajā gadījumā lietotājam nav nepieciešams ilgstoši programmatiski atspējot komponentus.

Trūkumi un iespējamās problēmas

Šīm ierīcēm ir vairāki būtiski trūkumi un problēmas, ko tās var radīt darbības laikā.

Visbiežāk rodas šādas grūtības:

• Ierīce ir diezgan liela, tāpēc tā ne vienmēr iekļaujas miniatūrās;
• Otrais punkts automātiski izriet no pirmā punkta - adapteris nav paredzēts darbam ar klēpjdatoriem;
• Daudzu ierīču stabila darbība ir iespējama tikai kombinācijā ar zema profila kartēm;
• Vienmēr pastāv kļūme, programmatūras vai ierīces tehniska (neliela) nesaderība ar mātesplatē datoru (visu sarežģī fakts, ka lielākā daļa šo ierīču tiek uzskatītas par universālām, lai gan daudzas patiesībā darbojas mazāk stabili nekā citas);
• Daži sējumi joprojām ir pastāvīgi aizņemti RAM PC dēļ .

Ja mātesplatei ir jāpievieno papildu ierīces, tad ir jēga izmēģināt šo metodi. Bet jums jāatceras, ka normāla stabila darbība ir iespējama tikai ar kvalitatīvām un efektīvām mātesplatēm un perifērijas ierīcēm.

Interfeisa atbalsts PCI Express 3.0 mātesplatēs – reāla priekšrocība vai mārketinga triks?

Pēdējo mēnešu laikā modeļu klāsts Sāka parādīties dažādu ražotāju mātesplates, kas paziņoja par atbalstu PCI Express 3.0 interfeisam. Pirmie par šādiem risinājumiem paziņoja ASRock, MSI un GIGABYTE. Tomēr tālāk šobrīd, tirgū nav absolūti nekādu mikroshēmojumu, grafikas vai centrālo procesoru, kas atbalstītu PCI Express 3.0 interfeisu.

Atcerēsimies, ka PCI Express 3.0 standarts tika apstiprināts pagājušajā gadā. Tam ir neskaitāmas priekšrocības salīdzinājumā ar priekšgājējiem, tāpēc nav pārsteidzoši, ka video karšu un mātesplates ražotāji to vēlas ieviest savos risinājumos pēc iespējas ātrāk. Tomēr esošie Intel un AMD mikroshēmojumi šodien aprobežojas ar PCI Express 2.0 standarta atbalstu. Vienīgā cerība tuvākajā nākotnē izmantot PCI Express 3.0 interfeisu ir jauna Intel procesori Ivy Bridge, kura izziņošana plānota tikai nākamā gada martā-aprīlī. Šiem procesoriem ir integrēts kontrolieris PCI autobusi Express 3.0, taču to varēs izmantot tikai grafikas mikroshēmas, jo citi komponenti izmanto mikroshēmojuma kontrolieri.

Ņemiet vērā, ka lieta neaprobežojas tikai ar procesora nomaiņu. Nepieciešams papildu atjauninājums BIOS iestatījumi un mikroshēmu programmaparatūru. Turklāt mātesplatēs ar vairākiem PCI Express x16 slotiem rodas problēma ar “slēdžiem” - mazām mikroshēmām, kas atrodas netālu no katra slota un ir atbildīgas par ātru speciālo līniju skaita pārkonfigurēšanu. Šiem "slēdžiem" jābūt saderīgiem arī ar PCI Express 3.0 interfeisu. Jāpiebilst, ka nForce 200 vai Lucid tilta mikroshēmas atbalsta tikai PCI Express 2.0 standartu un tās nevar strādāt ar PCI Express 3.0 specifikāciju.

Pēdējais arguments ir tāds, ka šobrīd mātesplates ražotājiem nav jaunu Intel Ivy Bridge līnijas procesoru inženiertehnisko paraugu vai jaunu grafisko mikroshēmu, kas atbalsta PCI Express 3.0 specifikāciju aparatūras līmenī. Tāpēc paziņotā saderība ar šo ātrdarbīgo interfeisu ir teorētiska un šobrīd to nevar praktiski apstiprināt.

Līdz ar to PCI Express 3.0 specifikācijas atbalsts no mūsdienu mātesplatēm ir tīri mārketinga triks, kura priekšrocības lietotājs var gūt tikai pēc dažiem mēnešiem, nomainot procesoru un atjauninot programmatūras komponentus.

1991. gada pavasaris Intel uzņēmums pabeidz PCI kopnes pirmā prototipa versijas izstrādi. Inženieru uzdevums bija izstrādāt lētu un augstas veiktspējas risinājumu, kas realizētu 486, Pentium un Pentium Pro procesoru iespējas. Turklāt bija jāņem vērā VESA pieļautās kļūdas projektējot VLB kopni (elektriskā slodze neļāva pieslēgt vairāk kā 3 paplašināšanas kartes), kā arī ieviest automātiskā iestatīšana ierīces.

1992. gadā parādījās pirmā PCI kopnes versija, Intel paziņoja, ka kopnes standarts būs atvērts, un izveidoja PCI īpašo interešu grupu. Pateicoties tam, jebkuram ieinteresētam izstrādātājam ir iespēja izveidot ierīces PCI kopnei, neiegādājoties licenci. Pirmās kopnes versijas takts frekvence bija 33 MHz, tā varēja būt 32 vai 64 bitu, un ierīces varēja darboties ar signāliem 5 V vai 3,3 V. Teorētiski kopnes caurlaidspēja bija 133 MB / s, bet patiesībā caurlaidspēja bija aptuveni 80 MB/s

Galvenās funkcijas:

• kopnes frekvence - 33,33 vai 66,66 MHz, sinhronā pārraide;
• kopnes platums - 32 vai 64 biti, multipleksēta kopne (adrese un dati tiek pārraidīti pa tām pašām līnijām);
• maksimālā caurlaidspēja 32 bitu versijai, kas darbojas ar 33,33 MHz, ir 133 MB/s;
• atmiņas adrešu telpa - 32 biti (4 baiti);
• I/O portu adrešu telpa - 32 biti (4 baiti);
• konfigurācijas adrešu telpa (vienai funkcijai) - 256 baiti;
• spriegums - 3,3 vai 5 V.

Savienotāju fotoattēli:

MiniPCI - 124 kontaktu
MiniPCI Express MiniSata/mSATA - 52 kontaktu
Apple MBA SSD, 2012
Apple SSD, 2012
Apple PCIe SSD
MXM, grafiskā karte, 230/232 kontaktu
MXM2 NGIFF 75 tapas KEY A PCIe x2 KEY B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, grafikas karte, 314 pin
PCI 5V
PCI universāls
PCI-X 5v
AGP universāls
AGP 3.3v
AGP 3.3 v + ADS jauda
PCIe x1
PCIe x16
Pielāgots PCIe
ISA 8 bitu
ISA 16 bitu
eISA
VESA
NuBus
PDS
PDS
Apple II/GS Expasion slots
PC/XT/AT paplašināšanas kopne 8 biti
ISA (nozares standarta arhitektūra) - 16 bitu
eISA
MBA — Micro Bus arhitektūra 16 bitu
MBA — mikroautobusu arhitektūra ar 16 bitu video
MBA — 32 bitu mikrokopnes arhitektūra
MBA — mikrokopnes arhitektūra ar 32 bitu video
ISA 16 + VLB (VESA)
Procesora tiešā slota PDS
601 procesora tiešā slota PDS
LC procesora tiešā slota PERCH
NuBus
PCI (Peripheral Computer Interconnect) - 5v
PCI 3.3v
CNR (sakari/tīkla stāvvads)
AMR (audio/modema stāvvads)
ACR (uzlabots sakaru stāvvads)
PCI-X (perifērais PCI) 3.3v
PCI-X 5v
PCI 5v + RAID opcija - ARO
AGP 3.3v
AGP 1.5v
AGP universāls
AGP Pro 1.5v
AGP Pro 1.5v+ADC jauda
PCIe (peripheral component interconnect express) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

Pirmā pamata standarta versija, kas kļuva plaši izplatīta, izmantoja gan kartes, gan slotus ar signāla spriegumu tikai 5 volti. Maksimālā caurlaidspēja - 133 MB/s.

PCI 2.1–3.0

Tās atšķīrās no versijas 2.0 ar iespēju vienlaikus darboties vairākiem autobusu meistariem (angļu bus-master, tā sauktais konkurences režīms), kā arī ar universālu paplašināšanas karšu izskatu, kas spēj darboties gan slotos, izmantojot 5 voltu spriegumu, un slotos, izmantojot 3,3 voltus (ar frekvenci attiecīgi 33 un 66 MHz). Maksimālā caurlaidspēja 33 MHz ir 133 MB/s, bet 66 MHz tā ir 266 MB/s.

• Versija 2.1 - darbs ar kartēm, kas paredzētas 3,3 voltu spriegumam, un atbilstošu elektropārvades līniju klātbūtne nebija obligāta.
• Versija 2.2 - ir paplašināšanas kartes, kas izgatavotas saskaņā ar šiem standartiem universālā atslēga strāvas savienotājs un spēj darboties daudzos vēlākos PCI kopņu slotos, kā arī dažos gadījumos 2.1 versijas slotos.
• Versija 2.3 — nesaderīga ar PCI kartēm, kas paredzētas 5 voltu izmantošanai, neskatoties uz to, ka tiek turpināti 32 bitu sloti ar 5 voltu atslēgu. Paplašināšanas kartēm ir universāls savienotājs, bet nevar strādāt 5 voltu slotos iepriekšējās versijās (līdz 2.1 ieskaitot).
• Versija 3.0 - pabeidz pāreju uz 3,3 voltu PCI kartēm, 5 voltu PCI kartes vairs netiek atbalstītas.

PCI 64

Pamata PCI standarta paplašinājums, kas ieviests versijā 2.1, kas divkāršo datu joslu skaitu un līdz ar to arī caurlaidspēju. PCI 64 slots ir parastā PCI slota paplašināta versija. Formāli 32 bitu karšu saderība ar 64 bitu slotiem (ja ir kopīgs atbalstītais signāla spriegums) ir pilna, bet 64 bitu karšu saderība ar 32 bitu slotiem ir ierobežota (jebkurā gadījumā būs veiktspējas zudums). Darbojas ar takts frekvenci 33 MHz. Maksimālā caurlaidspēja - 266 MB/s.

• 1. versija - izmanto 64 bitu PCI slotu un 5 voltu spriegumu.
• 2. versija - izmanto 64 bitu PCI slotu un 3,3 voltu spriegumu.

PCI 66

PCI 66 ir 66 MHz PCI 64 attīstība; slotā izmanto 3,3 voltus; kartēm ir universāls jeb 3,3 V formas koeficients. Maksimālā caurlaidspēja ir 533 MB/s.

PCI 64/66

PCI 64 un PCI 66 kombinācija nodrošina četras reizes lielāku datu pārraides ātrumu nekā pamata PCI standarts; izmanto 64 bitu 3,3 V slotus, kas ir saderīgi tikai ar universālajiem, un 3,3 V 32 bitu paplašināšanas kartes. PCI64/66 kartēm ir vai nu universāls (bet ar ierobežotu savietojamību ar 32 bitu slotiem) vai 3,3 voltu formas faktors (pēdējā iespēja būtībā nav saderīga ar populāru standartu 32 bitu 33 MHz slotiem). Maksimālā caurlaidspēja - 533 MB/s.

PCI-X

PCI-X 1.0 ir PCI64 kopnes paplašinājums, pievienojot divas jaunas darbības frekvences, 100 un 133 MHz, kā arī atsevišķu transakciju mehānismu, lai uzlabotu veiktspēju, kad vairākas ierīces darbojas vienlaikus. Parasti atpakaļsaderīgs ar visām 3,3 V un vispārējām PCI kartēm. PCI-X kartes parasti tiek ieviestas 64 bitu 3.3B formātā, un tām ir ierobežota atpakaļsaderība ar PCI64/66 slotiem, un dažas PCI-X kartes ir universālā formātā un spēj darboties (lai gan tam praktiski nav nekādas nozīmes ) parastajā PCI 2.2/2.3. Sarežģītos gadījumos, lai būtu pilnīgi pārliecināts par mātesplates un paplašināšanas kartes kombinācijas funkcionalitāti, jums jāiepazīstas ar abu ierīču ražotāju saderības sarakstiem.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0 - turpmāka PCI-X 1.0 iespēju paplašināšana; pievienotas 266 un 533 MHz frekvences, kā arī paritātes kļūdu korekcija datu pārraides laikā (ECC). Ļauj sadalīt 4 neatkarīgās 16 bitu kopnēs, kuras tiek izmantotas tikai iebūvēts un rūpnieciskās sistēmas ; Signāla spriegums ir samazināts līdz 1,5 V, bet savienotāji ir atpakaļsavietojami ar visām kartēm, kas izmanto signāla spriegumu 3,3 V. Pašlaik augstas veiktspējas datoru tirgus neprofesionālajam segmentam (jaudīgas darbstacijas un serveri sākuma līmenis), kurā tiek izmantota PCI-X kopne, tiek ražotas ļoti maz pamatplates, kas atbalsta kopni. Šī segmenta mātesplates piemērs ir ASUS P5K WS. Profesionālajā segmentā to izmanto RAID kontrolleros un PCI-E SSD diskos.

Mini PCI

Formas koeficients PCI 2.2, paredzēts lietošanai galvenokārt klēpjdatoros.

PCI Express

PCI Express vai PCIe vai PCI-E (pazīstams arī kā 3GIO 3. paaudzes I/O; nedrīkst jaukt ar PCI-X un PXI) - datoru kopne(lai gan fiziskajā līmenī tas nav autobuss, būdams punkts-punkts savienojums), izmantojot programmatūras modelis PCI kopnes un augstas veiktspējas fiziskais protokols, kura pamatā ir sērijas datu pārraide. PCI Express standarta izstrādi Intel uzsāka pēc atteikšanās no InfiniBand kopnes. Oficiāli pirmā pamata PCI Express specifikācija parādījās 2002. gada jūlijā. PCI Express standarta izstrādi veic PCI Special Interest Group.

Atšķirībā no PCI standarta, kas izmantoja kopēju kopni datu pārsūtīšanai ar vairākām paralēli savienotām ierīcēm, PCI Express kopumā ir pakešu tīkls ar zvaigžņu topoloģija. PCI Express ierīces sazinās savā starpā, izmantojot slēdžu veidotu datu nesēju, un katra ierīce ir tieši savienota ar slēdzi, izmantojot punktu-punktu savienojumu. Turklāt PCI Express kopne atbalsta:

• karstās maiņas kartes;
• garantēts joslas platums (QoS);
• enerģijas pārvaldība;
• pārsūtīto datu integritātes uzraudzība.

PCI Express kopne ir paredzēta lietošanai tikai kā vietējā kopne. Tā kā PCI Express programmatūras modelis lielā mērā ir mantots no PCI, esošās sistēmas un kontrollerus var pārveidot, lai izmantotu PCI Express kopni, aizstājot tikai fiziskais līmenis, bez izmaiņām programmatūra. PCI Express kopnes augstā maksimālā veiktspēja ļauj to izmantot AGP kopņu vietā un vēl jo vairāk PCI un PCI-X. De facto PCI Express aizstāja šos autobusus personālajos datoros.

• MiniCard (Mini PCIe) - Mini PCI formas faktora aizstājējs. Mini kartes savienotājs atbalsta šādas kopnes: x1 PCIe, 2.0 un SMBus.
  • M.2 - otrais Mini versija PCIe, līdz x4 PCIe un SATA.
• ExpressCard - līdzīgs PCMCIA formas faktoram. ExpressCard savienotājs atbalsta x1 PCIe un USB 2.0 kopnes; ExpressCard kartes atbalsta karsto pievienošanu.
• AdvancedTCA, MicroTCA - formas faktors modulārām telekomunikāciju iekārtām.
  
• Mobilais PCI Express modulis (MXM) ir rūpnieciskas formas faktors, ko klēpjdatoriem radījis NVIDIA. To izmanto, lai savienotu grafikas paātrinātājus.
• PCI Express kabeļa specifikācijas ļauj viena savienojuma garumam sasniegt vairākus desmitus metru, kas ļauj izveidot datoru, kura perifērijas ierīces atrodas ievērojamā attālumā.
  
• StackPC — specifikācija saliekamām ēkām datorsistēmas. Šajā specifikācijā ir aprakstīti paplašināšanas savienotāji StackPC, FPE un to relatīvās pozīcijas.

Neskatoties uz to, ka standarts pieļauj x32 līnijas uz vienu portu, šādi risinājumi ir fiziski diezgan apjomīgi un nav pieejami.

PCI Express 2.0

PCI-SIG izlaida PCI Express 2.0 specifikāciju 2007. gada 15. janvārī. Galvenie jauninājumi PCI Express 2.0:

• Palielināta caurlaidspēja: vienas līnijas joslas platums 500 MB/s vai 5 GT/s ( Gigatransactions/s).
• Ir veikti pārsūtīšanas protokola uzlabojumi starp ierīcēm un programmatūras modeli.
• Dinamiskā vadībaātrums (lai kontrolētu sakaru ātrumu).
• Joslas platuma brīdinājums (lai paziņotu programmatūrai par izmaiņām kopnes ātrumā un platumā).
• Piekļuves kontroles pakalpojumi — izvēles iespēja veikt darījumu pārvaldību no punkta uz punktu.
• Izpildes taimauta kontrole.
• Funkciju līmeņa atiestatīšana ir izvēles mehānisms PCI funkciju atiestatīšanai PCI ierīcē.
• Jaudas ierobežojuma atkārtota definēšana (lai atkārtoti definētu slota jaudas ierobežojumu, pievienojot ierīces, kas patērē vairāk enerģijas).

PCI Express 2.0 ir pilnībā savietojams ar PCI Express 1.1 (darbosies vecie mātesplatēm ah ar jauniem savienotājiem, bet tikai ar 2,5 GT/s, jo vecāki mikroshēmojumi nevar atbalstīt dubultu datu pārraides ātrumu; jaunie video adapteri darbosies bez problēmām vecajos PCI Express 1.x savienotājos).

PCI Express 2.1

Pēc fiziskajām īpašībām (ātrums, savienotājs) tas atbilst 2.0 programmatūras daļā, ir pievienotas funkcijas, kuras plānots pilnībā ieviest 3.0 versijā. Tā kā lielākā daļa mātesplašu tiek pārdotas ar versiju 2.0, tikai videokarte ar 2.1 neļauj izmantot 2.1 režīmu.

PCI Express 3.0

2010. gada novembrī tika apstiprinātas PCI Express 3.0 specifikācijas. Interfeisa datu pārraides ātrums ir 8 GT/s ( Gigatransactions/s). Bet, neskatoties uz to, tā faktiskā caurlaidspēja joprojām tika dubultota salīdzinājumā ar PCI Express 2.0 standartu. Tas tika panākts, pateicoties agresīvākai 128b/130b kodēšanas shēmai, kur 128 biti datu, kas nosūtīti pa kopni, tiek kodēti 130 bitos. Tajā pašā laikā pilnīga saderība ar iepriekšējās versijas PCI Express. PCI Express 1.x un 2.x kartes darbosies slotā 3.0 un, otrādi, PCI Express 3.0 karte darbosies slotā 1.x un 2.x.

PCI Express 4.0

PCI Special Interest Group (PCI SIG) norādīja, ka PCI Express 4.0 varētu tikt standartizēts līdz 2016.gada beigām, bet 2016.gada vidū, kad vairākas mikroshēmas jau tika sagatavotas ražošanai, mediji ziņoja, ka standartizācija gaidāma 2017.gada sākumā. caurlaidspēja būs 16 GT/s, tas ir, tas būs divreiz ātrāks par PCIe 3.0.

Atstājiet savu komentāru!

Uzmanību!Šis raksts ir par PCI kopni un tās atvasinājumiem PCI64 un PCI-X! Nejauciet to ar jaunāku riepu (PCI Express), kas ir pilnībā nesaderīga ar šajā FAQ aprakstītajām riepām.

PCI 2.1- no 2.0 atšķīrās ar iespēju vienlaikus darboties vairākām kopnes-masterierīcēm (tā sauktais konkurences režīms), kā arī ar universālu paplašināšanas karšu izskatu, kas spēj darboties gan 5V, gan 3,3V slotos. Iespēja strādāt ar 3,3 V kartēm un atbilstošo barošanas līniju klātbūtne versijā 2.1 bija pēc izvēles.

PCI 2.2- pamata kopnes standarta versija, kas ļauj pieslēgt paplašināšanas kartes ar signāla spriegumu gan 5V, gan 3,3V. Šo standartu 32 bitu versijas bija visizplatītākais slotu veids FAQ rakstīšanas laikā. Izmantotie sloti ir 32 bitu, 5 V.
Paplašināšanas kartēm, kas izgatavotas saskaņā ar šiem standartiem, ir universāls savienotājs, un tās spēj darboties gandrīz visos vēlākajos PCI kopņu slotos, kā arī dažos gadījumos arī 2.1 slotos.

PCI 2.3- nākamā vispārējā PCI kopnes standarta versija, paplašināšanas sloti, kas atbilst šim standartam, nav saderīgi ar PCI 5V kartēm, neskatoties uz to, ka tiek turpināti 32 bitu sloti ar 5 V atslēgu. Paplašināšanas kartēm ir universāls savienotājs, taču tās nevar darboties iepriekšējo versiju 5 V slotos (līdz 2.1 ieskaitot).
Atgādinām, ka barošanas spriegums (ne signāls!) 5V tiek uzturēts absolūti visās PCI kopnes savienotāju versijās.

PCI 64- pamata PCI standarta paplašinājums, kas ieviests 2.1 versijā, dubultojot datu līniju skaitu un līdz ar to arī caurlaidspēju. PCI64 slots ir parastā PCI slota paplašināta versija. Formāli 32 bitu karšu saderība ar 64 bitu slotiem (ja ir vispārējs atbalstītais signāla spriegums) ir pilna, un 64 bitu karšu saderība ar 32 bitu slotiem ir ierobežota (jebkurā gadījumā būs veiktspējas zudums), precīzus datus katrā konkrētajā gadījumā var atrast ierīces specifikācijās.
Pirmajās PCI64 versijās (atvasinātas no PCI 2.1) tika izmantots 64 bitu 5 V PCI slots un tas darbojās ar 33 MHz takts frekvenci.

PCI 66- PCI standarta paplašināšana, kas parādījās versijā 2.1 ar atbalstu 66 MHz takts frekvencei, tāpat kā PCI64, ļauj dubultot joslas platumu. Sākot ar versiju 2.2, tiek izmantoti 3.3V sloti (32 bitu versija uz personālajiem datoriem praktiski nav sastopama), kartēm ir universāls jeb 3.3V formas faktors. (Bija arī risinājumi, kuru pamatā ir versija 2.1, kas 5V 66MHz datoru tirgū bija nejauši reti sastopami; šādi sloti un plates bija savietojami tikai viens ar otru)

PCI 64/66- divu iepriekš aprakstīto tehnoloģiju kombinācija ļauj četrkāršot datu pārraides ātrumu, salīdzinot ar pamata PCI standartu, un izmanto 64 bitu 3,3 V slotus, kas saderīgi tikai ar universālajām un 3,3 V 32 bitu paplašināšanas kartēm. PCI64/66 standarta kartēm ir universāls (ar ierobežotu savietojamību ar 32 bitu slotiem) vai 3,3 V formas faktors (pēdējā iespēja būtībā nav saderīga ar populāro standartu 32 bitu 33 MHz slotiem)
Pašlaik termins PCI64 nozīmē PCI64/66, jo 33MHz 5V 64 bitu sloti nav izmantoti diezgan ilgu laiku.

PCI-X 1.0- PCI64 paplašināšana, pievienojot divas jaunas darbības frekvences, 100 un 133 MHz, kā arī atsevišķu transakciju mehānismu, lai uzlabotu veiktspēju, vienlaikus darbinot vairākas ierīces. Parasti atpakaļsaderīgs ar visām 3,3 V un vispārējām PCI kartēm.
PCI-X kartes parasti tiek ieviestas 64 bitu 3.3B formātā, un tām ir ierobežota atpakaļsaderība ar PCI64/66 slotiem, un dažas PCI-X kartes ir universālā formātā un spēj darboties (lai gan tam praktiski nav nekādas nozīmes ) parastajā PCI 2.2 /2.3.
Sarežģītos gadījumos, lai būtu pilnīgi pārliecināts par jūsu izvēlētās mātesplates un paplašināšanas kartes kombinācijas funkcionalitāti, jums jāiepazīstas ar abu ierīču ražotāju saderības sarakstiem.

PCI-X 2.0- tālāka PCI-X 1.0 iespēju paplašināšana, pievienotie ātrumi 266 un 533 MHz, kā arī paritātes kļūdu korekcija datu pārraides laikā (ECC). Ļauj sadalīt 4 neatkarīgās 16 bitu kopnēs, kuras tiek izmantotas tikai iegultās un industriālās sistēmās, signāla spriegums tiek samazināts līdz 1,5 V, bet savienotāji ir savietojami ar visām kartēm, kas izmanto 3,3 V signāla spriegumu.

PCI-X 1066/PCI-X 2133- plānotās PCI-X kopnes nākotnes versijas ar attiecīgi 1066 un 2133 MHz darbības frekvencēm, kas sākotnēji paredzētas 10 un 40 Gbit Ethernet adapteru pieslēgšanai.

Visām PCI-X kopnes opcijām ir šādi ierobežojumi katrai kopnei pievienoto ierīču skaitam:
66MHz - 4
100MHz - 2
133 MHz - 1 (2, ja viena vai abas ierīces nav uz paplašināšanas plates, bet jau ir integrētas vienā platē kopā ar kontrolieri)
266,533 MHz un vairāk -1.

Tieši tāpēc dažās situācijās, lai nodrošinātu vairāku stabilitāti instalētās ierīces ir nepieciešams ierobežot izmantotās PCI-X kopnes maksimālo darbības frekvenci (parasti tas tiek darīts ar džemperiem)

KompaktsPCI- standarts savienotājiem un paplašināšanas kartēm, ko izmanto rūpnieciskajos un iegultajos datoros. Mehāniski nav savietojams ne ar vienu no "parastajiem" standartiem.

MiniPCI- standarts dēļiem un savienotājiem integrēšanai klēpjdatoros (parasti izmanto adapteriem bezvadu tīkls) un tieši uz virsmu. Tas ir arī mehāniski nesaderīgs ar neko citu, izņemot sevi.

PCI paplašināšanas karšu veidi:

Karšu un slotu dizainu kopsavilkuma tabula atkarībā no standarta versijas:

Karšu un slotu saderības kopsavilkuma tabula atkarībā no versijas un dizaina:

Šajā rakstā mēs runāsim par PCI kopnes panākumu iemesliem un aprakstīsim augstas veiktspējas tehnoloģiju, kas to aizstāj - PCI Express kopni. Mēs arī apskatīsim PCI Express kopnes izstrādes vēsturi, aparatūras un programmatūras līmeņus, tā ieviešanas iezīmes un uzskaitīsim priekšrocības.

Kad 90. gadu sākumā. viņa parādījās, tad savā veidā tehniskās specifikācijas ievērojami pārāka par visām kopnēm, kas pastāvēja līdz šim brīdim, piemēram, ISA, EISA, MCA un VL-bus. Tolaik PCI (Peripheral Component Interconnect) kopne, kas darbojās ar 33 MHz, bija labi piemērota lielākajai daļai perifērijas ierīču. Taču šodien situācija daudzējādā ziņā ir mainījusies. Pirmkārt, procesora un atmiņas pulksteņa ātrums ir ievērojami palielinājies. Piemēram, procesora takts frekvence palielinājās no 33 MHz līdz vairākiem GHz, savukārt PCI darba frekvence pieauga tikai līdz 66 MHz. Tādu tehnoloģiju rašanās kā Gigabitu Ethernet un IEEE 1394B draudēja, ka visu PCI kopnes joslas platumu var iztērēt vienas ierīces apkalpošanai, kuras pamatā ir šīs tehnoloģijas.

Tajā pašā laikā PCI arhitektūrai ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar tās priekšgājējiem, tāpēc bija neracionāli to pilnībā pārskatīt. Pirmkārt, tas nav atkarīgs no procesora veida, tas pilnībā atbalsta bufera izolāciju, kopnes apgūšanas tehnoloģiju (kopnes uztveršanu) un PnP tehnoloģiju. Bufera izolācija nozīmē, ka PCI kopne darbojas neatkarīgi no iekšējā procesora kopnes, ļaujot procesora kopnei darboties neatkarīgi no sistēmas kopnes ātruma un slodzes. Pateicoties kopnes uztveršanas tehnoloģijai, perifērijas ierīces var tieši kontrolēt datu pārraides procesu kopnē, nevis gaidīt palīdzību no centrālais procesors, kas ietekmētu sistēmas veiktspēju. Visbeidzot, Plug and Play atbalsts ļauj automātiski iestatīt un konfigurēt ierīces, izmantojot to, un izvairīties no satraukuma ar džemperiem un slēdžiem, kas diezgan lielā mērā sabojāja ISA ierīču īpašnieku dzīvi.

Neskatoties uz neapšaubāmiem PCI panākumiem, pašlaik tas saskaras ar nopietnām problēmām. Tie ietver ierobežotu joslas platumu, reāllaika datu pārsūtīšanas iespēju trūkumu un nākamās paaudzes tīkla tehnoloģiju atbalsta trūkumu.

Dažādu PCI standartu salīdzinošās īpašības

Jāņem vērā, ka faktiskā caurlaidspēja var būt mazāka par teorētisko protokola darbības principa un kopnes topoloģijas īpašību dēļ. Turklāt kopējais joslas platums tiek sadalīts starp visām tai pievienotajām ierīcēm, tāpēc, jo vairāk ierīču ir kopnē, jo mazāks joslas platums katrai no tām.

Standarta, piemēram, PCI-X un AGP, uzlabojumi tika izstrādāti, lai novērstu tā galveno trūkumu - zemo pulksteņa ātrumu. Tomēr pulksteņa frekvences palielināšanās šajās implementācijās izraisīja efektīvā kopnes garuma un savienotāju skaita samazināšanos.

Jaunā kopnes paaudze PCI Express (vai saīsināti PCI-E) pirmo reizi tika ieviesta 2004. gadā, un tā tika izstrādāta, lai atrisinātu visas problēmas, ar kurām saskārās tā priekšgājējs. Mūsdienās lielākā daļa jauno datoru ir aprīkoti ar PCI Express kopni. Lai gan tiem ir arī standarta PCI sloti, nav tālu laiks, kad autobuss kļūs par vēstures lietu.

PCI Express arhitektūra

Kopnes arhitektūrai ir daudzlīmeņu struktūra, kā parādīts attēlā.

Kopne atbalsta PCI adresācijas modeli, kas ļauj ar to strādāt visiem pašreiz esošajiem draiveriem un lietojumprogrammām. Turklāt PCI Express kopne izmanto standarta mehānisms PnP, ko nodrošina iepriekšējais standarts.

Apskatīsim dažādu PCI-E organizācijas līmeņu mērķi. Ieslēgts programmas līmenī Kopne ģenerē lasīšanas/rakstīšanas pieprasījumus, kas tiek pārraidīti transporta līmenī, izmantojot īpašu pakešu protokolu. Datu slānis ir atbildīgs par kļūdu labošanas kodēšanu un nodrošina datu integritāti. Pamata aparatūras slānis sastāv no divkārša vienkāršā kanāla, kas sastāv no pārraides un saņemšanas pāra, ko kopā sauc par līniju. Kopējais kopnes ātrums 2,5 Gb/s nozīmē, ka katras PCI Express joslas caurlaidspēja ir 250 MB/s katrā virzienā. Ja ņemam vērā zaudējumus no protokola slodzes, tad katrai ierīcei ir pieejami aptuveni 200 MB/s. Šī caurlaidspēja ir 2–4 reizes lielāka nekā bija pieejama PCI ierīces. Un, atšķirībā no PCI, ja joslas platums ir sadalīts starp visām ierīcēm, tad tas tiek pilnībā nosūtīts uz katru ierīci.

Mūsdienās ir vairākas PCI Express standarta versijas, kas atšķiras ar joslas platumu.

PCI Express x16 kopnes caurlaidspēja dažādas versijas PCI-E, Gb/s:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

PCI-E kopnes formāti

Šobrīd pieejams dažādas iespējas PCI Express formāti, atkarībā no platformas mērķa – stacionārais dators, portatīvais dators vai serveris. Serveriem, kuriem nepieciešams lielāks joslas platums, ir vairāk PCI-E slotu, un šiem slotiem ir vairāk maģistrāļu. Turpretim klēpjdatoriem vidēja ātruma ierīcēm var būt tikai viena josla.

Videokarte ar PCI Express x16 interfeisu.

PCI Express paplašināšanas kartes ir ļoti līdzīgas PCI kartēm, taču PCI-E slotiem ir palielināta saķere, lai nodrošinātu, ka karte neizslīd no slota vibrācijas vai transportēšanas laikā. Ir vairāki PCI Express slotu formas faktori, kuru lielums ir atkarīgs no izmantoto joslu skaita. Piemēram, autobuss ar 16 joslām tiek apzīmēts ar PCI Express x16. Lai gan kopējais joslu skaits var būt līdz 32, praksē lielākā daļa mātesplates tagad ir aprīkotas ar PCI Express x16 kopni.

Mazākas formas kartes var pievienot slotiem lielākiem, nekaitējot veiktspējai. Piemēram, PCI Express x1 karti var pievienot PCI Express x16 slotam. Tāpat kā ar PCI kopni, vajadzības gadījumā ierīču pievienošanai varat izmantot PCI Express paplašinātāju.

Savienotāju izskats dažādi veidi uz mātesplates. No augšas uz leju: PCI-X slots, PCI Express x8 slots, PCI slots, PCI Express x16 slots.

Express karte

Express Card standarts piedāvā ļoti vienkāršu veidu, kā sistēmai pievienot aprīkojumu. Express Card moduļu mērķa tirgus ir klēpjdatori un mazie datori. Atšķirībā no tradicionālajām paplašināšanas kartēm galddatori, Express karti var pievienot sistēmai jebkurā laikā, kamēr dators darbojas.

Viens populārs Express karšu variants ir PCI Express Mini karte, kas paredzēta Mini PCI formas faktora karšu nomaiņai. Šajā formātā izveidota karte atbalsta gan PCI Express, gan USB 2.0. PCI Express Mini kartes izmēri ir 30x56 mm. PCI Express Mini karti var izveidot savienojumu ar PCI Express x1.

PCI-E priekšrocības

PCI Express tehnoloģija nodrošina priekšrocības salīdzinājumā ar PCI šādās piecās jomās:

1. Augstāka veiktspēja. Tikai ar vienu joslu PCI Express ir divreiz lielāka nekā PCI. Šajā gadījumā caurlaidspēja palielinās proporcionāli līniju skaitam autobusā, kuru maksimālais skaits var sasniegt 32. Papildu ieguvums ir tas, ka informāciju par autobusu var pārraidīt vienlaikus abos virzienos.
2. Vienkāršojiet I/O. PCI Express izmanto tādas kopnes kā AGP un PCI-X, un tam ir mazāk sarežģīta arhitektūra un salīdzinoši vienkārša ieviešana.
3. Daudzlīmeņu arhitektūra. PCI Express piedāvā arhitektūru, kas var pielāgoties jaunajām tehnoloģijām, neprasot ievērojamus programmatūras jauninājumus.
4. Jaunās paaudzes ievades/izvades tehnoloģijas. PCI Express nodrošina jaunas datu iegūšanas iespējas ar vienlaicīgas datu pārraides tehnoloģiju, kas nodrošina savlaicīgu informācijas saņemšanu.
5. Vienkārša lietošana. PCI-E lietotājam ievērojami atvieglo sistēmas jaunināšanu un paplašināšanu. Papildu formāti Ekspress kartes, piemēram, ExpressCard, ievērojami palielina iespēju serveriem un klēpjdatoriem pievienot ātrdarbīgas perifērijas ierīces.

Secinājums

PCI Express ir kopnes tehnoloģija perifērijas ierīču savienošanai, kas aizstāja tādas tehnoloģijas kā ISA, AGP un PCI. Tās izmantošana ievērojami palielina datora veiktspēju, kā arī lietotāja iespējas paplašināt un atjaunināt sistēmu.