Verzie zbernice PCI. PCI Express - čo to je a hlavné vlastnosti Čo sú to pci e pruhy

V súčasnosti v oblasti komplexnej elektroniky dochádza k aktívnemu a rýchlemu zavádzaniu nových technológií, v dôsledku čoho môžu niektoré komponenty systému zastarať a nie je možné ich aktualizovať atď.

V tejto súvislosti je potrebné k nim pripojiť rôzne doplnky, pre ktoré sú často potrebné určité adaptéry.

V tomto článku sa pozrieme na pci-e pci adaptér, ako funguje a aké funkcie má.

Definícia

Čo je toto zariadenie a na čo slúži? Presne povedané, ide o vstupnú a výstupnú zbernicu, ktorá sa pripája k osobnému počítaču.

K samotnej zbernici, teda k adaptéru, môžete pripojiť určitý (rôzny v závislosti od konfigurácie) počet externých periférií.

Používaním sériové pripojenie tieto periférne zariadenia sú pripojené k počítaču.

Hlavnou charakteristikou takéhoto zariadenia je jeho priepustnosť.

Práve ona charakterizuje (vo všeobecnom prípade) kvalitu práce, jej rýchlosť a rýchlosť počítača a takto prepojených prvkov.

Priepustná charakteristika je vyjadrená počtom spojovacích vedení (od 1 do 32).

V závislosti od tejto základnej charakteristiky sa môže výrazne líšiť aj cena. toto zariadenie. To znamená, že čím lepšia je táto charakteristika (ukazovateľ je vyšší), tým vyššie sú náklady na takéto zariadenie. Okrem toho veľa závisí od stavu výrobcu, spoľahlivosti zariadenia a jeho trvanlivosti. V priemere cena začína od 250 do 500 rubľov (pre ázijské výrobky s nízkou šírkou pásma), až do 2 000 rubľov (pre európske a japonské zariadenia s vysokou šírkou pásma).

technické údaje

Z technického hľadiska takéto zariadenie má tri zložky:

Vyššie bolo napísané o mimoriadnej dôležitosti šírky pásma zariadenia pre jeho normálne fungovanie.

Čo je priepustnosť? Ak chcete odpovedať na túto otázku, musíte pochopiť princíp fungovania takéhoto adaptéra.

Je schopný súčasného obojsmerného pripojenia (karta na perifériu a periféria na kartu) zariadenia.

V tomto prípade môže prenos údajov prebiehať cez jednu alebo niekoľko liniek.

Čím viac takýchto liniek, tým stabilnejšie zariadenie pracuje, tým väčšia je jeho šírka pásma a tým rýchlejšie bude periférne zariadenie.

Dôležité! V závislosti od počtu riadkov môže mať zariadenie rôzne konfigurácie: x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32. Na obrázku je priamo vyznačený počet jazdných pruhov pre obojsmerný súčasný prenos informácií. Každý z týchto pásikov pozostáva z dvoch párov drôtov (pre prenos v dvoch smeroch).

Ako je zrejmé z popisu, táto konfigurácia výrazne ovplyvňuje náklady na zariadenie.

Aký to má ale praktický význam, má naozaj zmysel míňať pri kúpe zariadenia navyše?

To priamo závisí od toho, na koľko sa plánujete pripojiť základná doska- čím viac ich je, tým väčšiu šírku pásma zariadenie potrebuje na udržanie stabilnej prevádzky počítača.

Šifrovanie

Pri takomto systéme prenosu informácií sa používa špecifický systém, ktorý ich chráni pred skreslením a stratou.

Tento spôsob ochrany je označený ako 8V/10V.

Ide o to, že na prenos 8 bitov potrebných informácií sa musia použiť ďalšie 2 obslužné bity na implementáciu bezpečnosti a ochrany proti skresleniu.

Pri použití takéhoto adaptéra sa 20% neustále prenáša do počítača. servisné informácie, ktorá nenesie žiadnu záťaž a nie je potrebná pre užívateľa. Ale je to ona, ktorá síce zaťažuje (avšak veľmi mierne), zabezpečuje stabilitu zbernice a periférnych zariadení.

Príbeh

Začiatkom roku 2000 sa rozširujúci slot AGP aktívne používal, práve s jeho pomocou .

V určitom okamihu sa však dosiahol jeho maximálny technicky možný výkon a bolo potrebné vytvoriť nový typ adaptéra.

A čoskoro sa objavil PCI-E - bol to rok 2002.

Okamžite sa objavila potreba adaptéra, ktorý by vám umožnil nainštalovať nové grafické riešenia do zastaraného rozširujúceho slotu alebo naopak.

Preto v roku 2002 mnohí vývojári a výrobcovia začali vážne vytvárať takýto adaptér.

V tom čase malo zariadenie jednu dôležitú vlastnosť - schopnosť upgradovať PC minimálnou sumou, pretože namiesto výmeny základnej dosky stačil relatívne lacný adaptér.

Ale vývoj nebol úspešný, pretože v tom čase stáli takmer rovnako ako prvé adaptéry, a preto bolo potrebné vyvinúť jednoduchšiu konfiguráciu adaptéra.

Zaujímavé je, že výrobcovia tiež dôsledne zvyšovali priepustnosť takýchto zariadení. Ak to pre prvé konfigurácie nebolo viac ako 8 Gb / s, potom pre druhé to už bolo 16 Gb / s a ​​pre tretie - 64 Gb / s. Tým sa splnili požiadavky zvyšujúceho sa zaťaženia vyplývajúceho z modernizácie periférnych zariadení.

Zároveň sloty s iná rýchlosť prenosy sú kompatibilné s akýmikoľvek zariadeniami nižšej „vysokorýchlostnej“ úrovne.

To znamená, že ak k slotu tretej generácie pripojíte grafickú platformu druhej alebo prvej generácie, slot sa automaticky prepne do iného rýchlostného režimu zodpovedajúceho pripojenému zariadeniu.

Rozdiely medzi PCI a PCI-E

Aké sú konkrétne rozdiely medzi týmito dvoma konfiguráciami?

Z hľadiska technických a prevádzkových charakteristík je PCI podobný AGP, zatiaľ čo PCI-E je zásadne nový vývoj.

Zatiaľ čo PCI poskytuje paralelný prenos informácií, PCI-E poskytuje sériový, vďaka čomu oveľa viac vysoká rýchlosť prenos informácií a výkon aj pri použití adaptéra.

Prečo je to potrebné?

Prečo je takýto adaptér potrebný a na čo sa dá použiť, dá sa bez neho zaobísť?

Je potrebné pochopiť, že väčšina používateľov sa bez tohto vybavenia zaobíde, pretože nie je potrebná ani na starých počítačoch, ktoré podliehajú značnému opotrebovaniu.

Ide o doplnkovú výbavu, ktorá v niektorých prípadoch zlepší funkčnosť vášho PC, ale bez ktorej sa bežný používateľ zaobíde.

V skutočnosti dáva použitie takéhoto adaptéra iba jednu hlavnú výhodu - možnosť pripojiť k pamäťovej karte určitý počet periférnych zariadení, pričom je nemožné pripojiť ich priamo. Týmto spôsobom môžete napríklad pripojiť samostatné video alebo okrem toho hlavné.

Pomerne pohodlnou funkciou môže byť aj súčasné rýchle vypnutie všetkých periférnych zariadení v prípade potreby.

Napríklad v prípade, keď sa výkon počítača zníži alebo z iných dôvodov. V tomto prípade používateľ nemusí dlho programovo deaktivovať komponenty.

Nevýhody a možné problémy

Existuje množstvo významných nevýhod týchto zariadení a problémov, ktoré môžu spôsobiť počas prevádzky.

Najčastejšie sa vyskytujú tieto ťažkosti:

• Zariadenie je pomerne veľké, pretože nie vždy sa zmestí do miniatúrnych;
• Druhý bod automaticky vyplýva z prvého bodu - adaptér nie je určený na prácu s notebookmi;
• Stabilná prevádzka mnohých zariadení je možná len v kombinácii s nízkoprofilovými kartami;
• Vždy existuje možnosť poruchy, softvérovej alebo technickej (drobnej) nekompatibility zariadenia s základná doska váš počítač (všetko je komplikované skutočnosťou, že väčšina týchto zariadení je deklarovaná ako univerzálna, hoci v skutočnosti fungujú s mnohými menej stabilnými ako s inými);
• Niektoré zväzky sú neustále obsadené Náhodný vstup do pamäťe PC kvôli .

Ak je potrebné pripojiť ďalšie zariadenia k základnej doske, potom má zmysel vyskúšať túto metódu. Musíte si však uvedomiť, že normálna stabilná prevádzka je možná iba s vysokokvalitnou a produktívnou základnou doskou a periférnym zariadením.

Podpora rozhrania PCI Express 3.0 v základných doskách – skutočná výhoda alebo marketingový ťah?

Počas posledných mesiacov v modelový rad sa začali objavovať základné dosky rôznych výrobcov, ktorí deklarovali podporu pre rozhranie PCI Express 3.0. ASRock, MSI a GIGABYTE boli prvými, ktorí ohlásili takéto riešenia. Momentálne však na trhu nie sú absolútne žiadne čipsety, grafiky a centrálne procesory, ktoré by podporovali rozhranie PCI Express 3.0.

Pripomeňme, že minulý rok bol schválený štandard PCI Express 3.0. Oproti svojim predchodcom má množstvo výhod, a tak nie je prekvapujúce, že výrobcovia grafických kariet a základných dosiek ho chcú čo najskôr implementovať do svojich riešení. Aktuálne existujúce čipsety od Intelu a AMD sú však obmedzené na podporu štandardu PCI Express 2.0. Jediná nádej na využitie rozhrania PCI Express 3.0 v blízkej budúcnosti spočíva v novom procesory Intel Ivy Bridge, ktorého vyhlásenie je naplánované len na marec-apríl budúceho roka. Tieto procesory majú integrovaný radič PCI zbernica Express 3.0, ale budú ho môcť využívať iba grafické čipy, keďže ostatné komponenty využívajú radič čipsetu.

Upozorňujeme, že záležitosť sa neobmedzuje len na výmenu procesora. Je potrebná ďalšia aktualizácia nastavenia systému BIOS a firmvér čipovej sady. Navyše na základných doskách s niekoľkými slotmi PCI Express x16 je problém s „switchmi“ – malými mikroobvodmi, ktoré sa nachádzajú v blízkosti každého slotu a sú zodpovedné za prevádzkovú rekonfiguráciu počtu vyhradených liniek. Tieto „prepínače“ musia byť kompatibilné aj s rozhraním PCI Express 3.0. Je potrebné poznamenať, že čipy nForce 200 alebo Lucid bridge podporujú iba štandard PCI Express 2.0 a nemôžu pracovať so špecifikáciou PCI Express 3.0.

Posledným argumentom je, že výrobcovia základných dosiek v súčasnosti nemajú technické vzorky nových procesorov Intel Ivy Bridge alebo nových grafických čipov, ktoré podporujú špecifikáciu PCI Express 3.0 na hardvérovej úrovni. Preto je ohlásená kompatibilita s týmto vysokorýchlostným rozhraním teoretická a v súčasnosti nemôže byť prakticky potvrdená.

Podpora špecifikácie PCI Express 3.0 modernými základnými doskami je teda čisto marketingovým ťahom, ktorého výhody bude môcť používateľ získať až o niekoľko mesiacov výmenou procesora a aktualizáciou softvérových komponentov.

jar 1991 Intel dokončuje vývoj prvej verzie zbernice PCI. Inžinieri mali za úlohu vyvinúť lacné a vysokovýkonné riešenie, ktoré by im umožnilo realizovať možnosti procesorov 486, Pentium a Pentium Pro. Okrem toho bolo potrebné vziať do úvahy chyby, ktorých sa VESA dopustila pri návrhu VLB zbernice (elektrická záťaž neumožňovala pripojenie viac ako 3 rozširujúcich dosiek), ako aj realizovať automatické ladenie zariadení.

V roku 1992 sa objavuje prvá verzia PCI zbernice, Intel oznamuje, že štandard zbernice bude otvorený a vytvára PCI Special Interest Group. Vďaka tomu získa každý zainteresovaný vývojár možnosť vytvárať zariadenia pre zbernicu PCI bez nutnosti zakúpenia licencie. Prvá verzia zbernice mala taktovanie 33 MHz, mohla byť 32- alebo 64-bitová a zariadenia mohli pracovať so signálmi 5 V alebo 3,3 V. Teoreticky bola šírka pásma zbernice 133 MB/s, ale v skutočnosti šírka pásma bola asi 80 MB/s

Hlavné charakteristiky:

• frekvencia zbernice - 33,33 alebo 66,66 MHz, synchrónny prenos;
• šírka zbernice - 32 alebo 64 bitov, multiplexná zbernica (adresa a dáta sa prenášajú cez rovnaké linky);
• špičková priepustnosť pre 32-bitovú verziu s frekvenciou 33,33 MHz je 133 MB/s;
• pamäťový adresný priestor - 32 bitov (4 bajty);
• adresný priestor vstupno-výstupných portov - 32 bitov (4 bajty);
• konfiguračný adresný priestor (pre jednu funkciu) - 256 bajtov;
• napätie - 3,3 alebo 5 V.

Foto konektory:

MiniPCI - 124 pin
MiniPCI Express MiniSata/mSATA - 52 pinov
Apple MBA SSD, 2012
Apple SSD, 2012
Apple PCIe SSD
MXM, grafická karta, 230/232 pin
MXM2 NGIFF 75 pinov KEY A PCIe x2 KEY B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, grafická karta, 314 pin
PCI 5V
PCI Universal
PCI-X 5v
AGP Universal
AGP 3.3v
AGP 3.3 v + ADS Power
PCIe x1
PCIe x16
Vlastné PCIe
ISA 8bit
ISA 16bit
eISA
VESA
NuBus
PDS
PDS
Rozširujúci slot Apple II / GS
PC/XT/AT rozširujúca zbernica 8bit
ISA (priemyselná štandardná architektúra) - 16 bit
eISA
MBA - Micro Bus architektúra 16 bit
MBA - Micro Bus architektúra s videom 16 bit
MBA - Micro Bus architektúra 32 bit
MBA - Micro Bus architektúra s videom 32 bit
ISA 16 + VLB (VESA)
Procesor Direct Slot PDS
601 Procesor Direct Slot PDS
LC Processor Direct Slot PERCH
NuBus
PCI (Peripheral Computer Interconnect) - 5v
PCI 3,3v
CNR (Komunikácia/nárast siete)
AMR (Audio / Modem Riser)
ACR (Advanced Communication Riser)
PCI-X (periférne PCI) 3,3v
PCI-X 5v
PCI 5v + možnosť RAID - ARO
AGP 3.3v
AGP 1,5V
AGP Universal
AGP Pro 1,5V
AGP Pro 1,5V + ADC napájanie
PCIe (peripheral component interconnect express) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

Prvá verzia základného štandardu, ktorá bola široko prijatá, používala karty aj sloty so signálovým napätím iba 5 voltov. Špičková šírka pásma - 133 MB / s.

PCI 2.1 - 3.0

Od verzie 2.0 sa líšili možnosťou súčasnej prevádzky viacerých bus masterov (angl. bus-master, tzv. konkurenčný režim), ako aj vzhľadom univerzálnych rozširujúcich kariet schopných obsluhovať obe v slotoch pomocou napätia 5 voltov a v slotoch pomocou 3,3 voltu (s frekvenciou 33 a 66 MHz, v tomto poradí). Špičková priepustnosť pre 33 MHz je 133 MB/s a pre 66 MHz je 266 MB/s.

• Verzia 2.1 - práca s kartami navrhnutými pre napätie 3,3 voltov a prítomnosť vhodných elektrických vedení boli voliteľné.
• Verzia 2.2 - rozširujúce karty vyrobené v súlade s týmito normami majú univerzálny kľúč napájacie konektory a sú schopné pracovať v mnohých neskorších typoch slotov zbernice PCI av niektorých prípadoch aj v slotoch verzie 2.1.
• Verzia 2.3 – Nie je kompatibilná s kartami PCI navrhnutými na používanie 5 voltov, napriek pokračujúcemu používaniu 32-bitových 5-voltových slotov s kľúčom. Rozširujúce karty majú univerzálny konektor, ale nie sú schopné pracovať v 5-voltových slotoch starších verzií (až do 2.1 vrátane).
• Verzia 3.0 - dokončuje prechod na 3,3 V PCI karty, 5 V PCI karty už nie sú podporované.

PCI 64

Rozšírenie základného štandardu PCI predstaveného vo verzii 2.1, ktoré zdvojnásobuje počet dátových pruhov a tým aj šírku pásma. Slot PCI 64 je rozšírenou verziou bežného slotu PCI. Formálne je kompatibilita 32-bitových kariet s 64-bitovými slotmi (za predpokladu, že existuje bežné podporované napätie signálu) úplná, zatiaľ čo kompatibilita 64-bitovej karty s 32-bitovými slotmi je obmedzená (v každom prípade bude byť stratou výkonu). Pracuje na frekvencii hodín 33 MHz. Špičková šírka pásma - 266 MB / s.

• Verzia 1 - používa 64-bitový PCI slot a napätie 5 voltov.
• Verzia 2 - používa 64-bitový PCI slot a napätie 3,3 voltu.

PCI 66

PCI 66 je 66 MHz vývoj PCI 64; používa napätie 3,3 voltov v slote; karty majú univerzálny alebo 3,3 V tvarový faktor. Špičková priepustnosť je 533 MB/s.

PCI 64/66

Kombinácia PCI 64 a PCI 66 umožňuje štvornásobnú rýchlosť prenosu dát v porovnaní so základným štandardom PCI; používa 64-bitové 3,3-voltové sloty kompatibilné iba s univerzálnymi a 3,3-voltové 32-bitové rozširujúce karty. Karty PCI64/66 majú buď univerzálny (ale obmedzená kompatibilita s 32-bitovými slotmi) alebo 3,3-voltový tvarový faktor (posledná možnosť je zásadne nekompatibilná s 32-bitovými 33 MHz slotmi populárnych štandardov). Špičková šírka pásma - 533 MB / s.

PCI-X

PCI-X 1.0 je rozšírením zbernice PCI64 s pridaním dvoch nových prevádzkových frekvencií, 100 a 133 MHz, ako aj samostatného transakčného mechanizmu na zlepšenie výkonu, keď súčasne pracuje viacero zariadení. Všeobecne spätne kompatibilný so všetkými 3,3V a univerzálnymi PCI kartami. Karty PCI-X sa zvyčajne vyrábajú v 64-bitovom formáte 3.3 a majú obmedzenú spätnú kompatibilitu so slotmi PCI64/66 a niektoré karty PCI-X sú v univerzálnom formáte a sú schopné pracovať (hoci to nemá takmer žiadnu praktickú hodnotu) v obvyklé PCI 2.2/2.3. V zložitých prípadoch, aby ste si boli úplne istí výkonom kombinácie základnej dosky a rozširujúcej karty, musíte sa pozrieť na zoznamy kompatibility (zoznamy kompatibility) výrobcov oboch zariadení.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0 – ďalšie rozšírenie možností PCI-X 1.0; boli pridané frekvencie 266 a 533 MHz, ako aj korekcia paritných chýb pri prenose dát (ECC). Umožňuje rozdelenie na 4 nezávislé 16-bitové zbernice, ktoré sa používajú výhradne v vložené a priemyselné systémy ; signálové napätie je znížené na 1,5 V, ale konektory sú spätne kompatibilné so všetkými kartami využívajúcimi signálové napätie 3,3 V. V súčasnosti je pre neprofesionálny segment trhu vysokovýkonných počítačov (výkonných vstupný level), ktoré využívajú zbernicu PCI-X, existuje len veľmi málo základných dosiek, ktoré túto zbernicu podporujú. Príkladom základnej dosky pre tento segment je ASUS P5K WS. V profesionálnom segmente sa používa v radičoch RAID, v SSD diskoch pre PCI-E.

Mini PCI

Form factor PCI 2.2, určený pre použitie hlavne v notebookoch.

PCI Express

PCI Express alebo PCIe alebo PCI-E (tiež známe ako 3GIO pre I/O 3. generácie; nezamieňať s PCI-X a PXI) - počítačová zbernica(hoci to nie je zbernica na fyzickej vrstve, ide o spojenie bod-bod). programovací model PCI zbernica a vysokovýkonný fyzický protokol založený na sériová komunikácia. Vývoj štandardu PCI Express začal Intel po opustení zbernice InfiniBand. Oficiálne sa prvá základná špecifikácia PCI Express objavila v júli 2002. Na vývoji štandardu PCI Express sa podieľa skupina PCI Special Interest Group.

Na rozdiel od štandardu PCI, ktorý používal spoločnú zbernicu na prenos dát s niekoľkými paralelne pripojenými zariadeniami, PCI Express je vo všeobecnosti paketová sieť s hviezdicová topológia. Zariadenia PCI Express medzi sebou komunikujú prostredníctvom média tvoreného prepínačmi, pričom každé zariadenie je priamo pripojené k prepínaču bod-bod. Okrem toho zbernica PCI Express podporuje:

• výmena kariet za chodu;
• garantovaná šírka pásma (QoS);
• energetický manažment;
• kontrola integrity prenášaných údajov.

Zbernica PCI Express je určená len na použitie ako lokálna zbernica. Keďže programovací model PCI Express je do značnej miery prevzatý z PCI, existujúce systémy a radiče možno upraviť tak, aby používali zbernicu PCI Express iba výmenou fyzická vrstva, bez úprav softvér. Vysoký špičkový výkon zbernice PCI Express umožňuje jej použitie namiesto zberníc AGP a ešte viac PCI a PCI-X. De facto PCI Express nahradil tieto zbernice v osobných počítačoch.

• MiniCard (Mini PCIe) je náhradou za formát Mini PCI. Na konektore Mini Card sú zobrazené zbernice: x1 PCIe, 2.0 a SMBus.
  • M.2 je druhá verzia Mini PCIe, až do x4 PCIe a SATA.
• ExpressCard - Podobné ako PCMCIA. Zbernice x1 PCIe a USB 2.0 sú vyvedené do konektora ExpressCard, karty ExpressCard podporujú hot plugging.
• AdvancedTCA, MicroTCA - tvarový faktor pre modulárne telekomunikačné zariadenia.
  
• Mobile PCI Express Module (MXM) je priemyselný tvarový faktor vytvorený pre notebooky spoločnosťou NVIDIA. Používa sa na pripojenie grafických akcelerátorov.
• Špecifikácie kábla PCI Express umožňujú preniesť dĺžku jedného pripojenia na desiatky metrov, čo umožňuje vytvoriť počítač, ktorého periférie sú umiestnené v značnej vzdialenosti.
  
• StackPC - špecifikácia pre budovanie stohovateľné počítačové systémy. Táto špecifikácia popisuje rozširujúce konektory StackPC , FPE a ich relatívnu polohu.

Napriek tomu, že štandard umožňuje x32 liniek na port, takéto riešenia sú fyzicky ťažkopádne a nie sú dostupné.

PCI Express 2.0

PCI-SIG vydala špecifikáciu PCI Express 2.0 15. januára 2007. Hlavné inovácie v PCI Express 2.0:

• Zvýšená priepustnosť: 500 MB/s šírka pásma jednej linky alebo 5 GT/s ( Gigatransakcie/s).
• Vylepšením bol prenosový protokol medzi zariadeniami a softvérový model.
• Dynamické ovládanie rýchlosť (na ovládanie rýchlosti komunikácie).
• Upozornenie na šírku pásma (upozorňuje softvér na zmeny rýchlosti a šírky zbernice).
• Služby riadenia prístupu – Voliteľné možnosti správy transakcií z bodu do bodu.
• Kontrola časového limitu vykonania.
• Reset na úrovni funkcií - voliteľný mechanizmus pre resetovanie funkcií (angl. PCI funkcie) vo vnútri zariadenia (ang. PCI zariadenie).
• Potlačenie limitu napájania (na prepísanie limitu výkonu slotu pri pripájaní zariadení, ktoré spotrebúvajú viac energie).

PCI Express 2.0 je plne kompatibilný s PCI Express 1.1 (staré budú fungovať na základných doskách s novými konektormi, ale iba pri 2,5GT/s, keďže staršie čipsety nedokážu podporovať dvojnásobnú rýchlosť prenosu dát; novšie grafické adaptéry budú fungovať bez problémov aj v starom PCI Express 1.x štandardné sloty).

PCI Express 2.1

Z hľadiska fyzikálnych vlastností (rýchlosť, konektor) zodpovedá 2.0, softvérová časť má pridané funkcie, ktoré sa plánujú plne implementovať vo verzii 3.0. Keďže väčšina základných dosiek sa predáva s verziou 2.0, použitie iba grafickej karty s verziou 2.1 neumožňuje zapnutie režimu 2.1.

PCI Express 3.0

V novembri 2010 boli schválené špecifikácie verzie PCI Express 3.0. Rozhranie má rýchlosť prenosu dát 8 GT/s ( Gigatransakcie/s). No napriek tomu bola jeho reálna priepustnosť stále dvojnásobná v porovnaní so štandardom PCI Express 2.0. Dosiahlo sa to vďaka agresívnejšej schéme kódovania 128b/130b, kde je 128 bitov dát odosielaných cez zbernicu zakódovaných v 130 bitoch. Zároveň plná kompatibilita s predchádzajúcimi PCI verzie expresné. Karty PCI Express 1.xa 2.x budú fungovať v slote 3.0 a naopak, karta PCI Express 3.0 bude fungovať v slotoch 1.xa 2.x.

PCI Express 4.0

PCI Special Interest Group (PCI SIG) uviedla, že PCI Express 4.0 môže byť štandardizovaný do konca roka 2016, ale od polovice roka 2016, keď sa už niekoľko čipov vyrábalo, médiá informovali, že štandardizácia sa očakáva začiatkom roka 2017. Očakáva sa, že bude mať šírku pásma 16 GT/s, to znamená, že bude dvakrát rýchlejší ako PCIe 3.0.

Zanechajte svoj komentár!

Pozor! Tento článok je o zbernici PCI a jej derivátoch PCI64 a PCI-X! Nezamieňajte si ju s novšou pneumatikou ("PCI Express"), ktorá je úplne nekompatibilná s pneumatikami popísanými v tomto FAQ.

PCI 2.1- od 2.0 sa líšila možnosťou súčasnej prevádzky viacerých zbernicových zariadení (tzv. konkurenčný režim), ako aj vzhľadom univerzálnych rozširujúcich kariet schopných prevádzky v 5V aj 3,3V slotoch. Možnosť práce s 3,3V kartami a prítomnosť príslušných napájacích vedení vo verzii 2.1 bola voliteľná.Objavili sa rozšírenia PCI66 a PCI64.

PCI 2.2- verzia základného štandardu zbernice, ktorá umožňuje pripojenie rozširujúcich kariet so signálovým napätím 5V aj 3,3V. 32-bitové verzie týchto štandardov boli najbežnejším typom slotu v čase písania FAQ. Používajú sa 32-bitové sloty typu 5V.
Rozširujúce karty vyrobené v súlade s týmito štandardmi majú univerzálny konektor a sú schopné pracovať v takmer všetkých neskorších typoch slotov pre zbernice PCI av niektorých prípadoch aj v slotoch 2.1.

PCI 2.3- ďalšia verzia spoločného štandardu pre zbernicu PCI, rozširujúce sloty, ktoré sú v súlade s týmto štandardom, nie sú kompatibilné s kartami PCI 5V, napriek pokračujúcemu používaniu 32-bitových slotov s 5V kľúčom. Rozširujúce karty majú univerzálny konektor, ale nie sú schopné pracovať v 5V slotoch starších verzií (až do 2.1 vrátane).
Pripomíname, že napájacie napätie (nie signál!) 5V je uložené absolútne na všetkých verziách konektorov PCI zbernice.

PCI 64- rozšírenie základného štandardu PCI, predstaveného vo verzii 2.1, zdvojnásobenie počtu dátových liniek a tým aj priepustnosti. Slot PCI64 je rozšírenou verziou bežného slotu PCI. Formálne je kompatibilita 32-bitových kariet so 64-bitovými slotmi (v závislosti od prítomnosti bežného podporovaného signálového napätia) úplná a kompatibilita 64-bitovej karty s 32-bitovými slotmi je obmedzená (v každom prípade, dôjde k strate výkonu), presné údaje v každom konkrétnom prípade nájdete v špecifikáciách zariadenia.
Prvé verzie PCI64 (odvodené z PCI 2.1) používali 64-bitový 5V PCI slot a bežali na 33 MHz.

PCI 66- rozšírenie štandardu PCI, ktoré sa objavilo vo verzii 2.1 s podporou taktovacej frekvencie 66 MHz, ako aj PCI64, umožňuje zdvojnásobiť šírku pásma. Počnúc verziou 2.2 používa 3,3V sloty (32-bitová verzia sa na PC takmer nenájde), karty majú univerzálny alebo 3,3V tvarový faktor. (Existovali aj riešenia založené na verzii 2.1, kazuisticky zriedkavé na trhu PC 5V 66MHz, takéto sloty a dosky boli kompatibilné iba navzájom)

PCI 64/66- Kombináciou dvoch vyššie uvedených technológií dokáže štvornásobne zvýšiť rýchlosť prenosu dát v porovnaní so základným štandardom PCI a využíva 64-bitové 3,3V sloty, kompatibilné len s univerzálnymi a 3,3V 32-bitovými rozširujúcimi kartami. Karty PCI64/66 majú univerzálny (s obmedzenou kompatibilitou s 32-bitovými slotmi) alebo 3,3V tvarový faktor (posledná možnosť v zásade nie je kompatibilná s 32-bitovými 33MHz slotmi populárnych štandardov)
V súčasnosti pojem PCI64 znamená presne PCI64/66, keďže 33MHz 5V 64-bitové sloty sa už dávno nepoužívajú.

PCI-X 1.0- Rozšírenie PCI64 s pridaním dvoch nových prevádzkových frekvencií, 100 a 133 MHz, ako aj samostatného transakčného mechanizmu na zlepšenie výkonu pri prevádzke viacerých zariadení súčasne. Všeobecne spätne kompatibilný so všetkými 3,3V a univerzálnymi PCI kartami.
Karty PCI-X sa zvyčajne vyrábajú v 64-bitovom formáte 3.3 a majú obmedzenú spätnú kompatibilitu so slotmi PCI64/66 a niektoré karty PCI-X sú v univerzálnom formáte a môžu fungovať (hoci to nemá takmer žiadnu praktickú hodnotu) v bežnom PCI. 2,2 /2,3.
V zložitých prípadoch, aby ste si boli úplne istí výkonom kombinácie základnej dosky a rozširujúcej karty, ktorú ste si vybrali, v prípade, že sa musíte pozrieť na zoznamy kompatibility výrobcov oboch zariadení.

PCI-X 2.0- ďalšie rozšírenie možností PCI-X 1.0, pridané rýchlosti 266 a 533 MHz, ako aj korekcia paritných chýb pri prenose dát (ECC). Umožňuje rozdelenie na 4 nezávislé 16-bitové zbernice, čo sa používa výhradne vo vstavaných a priemyselných systémoch, napätie signálu je znížené na 1,5V, ale konektory sú spätne kompatibilné so všetkými kartami využívajúcimi napätie signálu 3,3V.

PCI-X 1066/PCI-X 2133- plánované budúce verzie zbernice PCI-X s výslednými prevádzkovými frekvenciami 1066, respektíve 2133 MHz, pôvodne určené na pripojenie 10 a 40 Gbit ethernetových adaptérov.

Pre všetky varianty zbernice PCI-X platia nasledujúce obmedzenia počtu zariadení pripojených ku každej zbernici:
66 MHz - 4
100 MHz - 2
133 MHz - 1 (2, ak jedno alebo obe zariadenia nie sú na rozširujúcich doskách, ale sú už integrované na jednej doske spolu s ovládačom)
266,533 MHz a viac -1.

To je dôvod, prečo v niektorých situáciách zabezpečiť stabilitu niekoľkých nainštalované zariadenia je potrebné obmedziť maximálnu frekvenciu použitej PCI-X zbernice (zvyčajne sa to robí prepojkami)

CompactPCI- štandard pre konektory a rozširujúce karty používané v priemyselných a vstavaných počítačoch. Mechanicky nekompatibilné so žiadnym z "bežných" štandardov.

MiniPCI- štandard pre dosky a konektory na integráciu do notebookov (zvyčajne sa používa pre adaptéry bezdrôtová sieť) a priamo na povrch. Je tiež mechanicky nekompatibilný s čímkoľvek iným ako so sebou samým.

Typy rozširujúcich kariet PCI:

Súhrnná tabuľka konštrukcií kariet a slotov v závislosti od verzie štandardu:

Súhrnná tabuľka kompatibility kariet a slotov v závislosti od verzie a dizajnu:

V tomto článku vysvetlíme dôvody úspechu zbernice PCI a popíšeme vysokovýkonnú technológiu, ktorá ju nahradí – zbernicu PCI Express. Pozrieme sa aj na históriu vývoja, hardvérovú a softvérovú úroveň zbernice PCI Express, vlastnosti jej implementácie a vymenujeme jej výhody.

Keď začiatkom 90. rokov 20. storočia objavila sa, potom sama Technické špecifikácie výrazne prekonali všetky zbernice, ktoré dovtedy existovali, ako napríklad ISA, EISA, MCA a VL-bus. Pre väčšinu periférnych zariadení sa vtedy dobre hodila zbernica PCI (Peripheral Component Interconnect - interakcia periférnych komponentov), ​​pracujúca na frekvencii 33 MHz. Dnes sa však situácia v mnohom zmenila. V prvom rade sa výrazne zvýšili takty procesora a pamäte. Napríklad taktovací frekvencia procesorov sa zvýšila z 33 MHz na niekoľko GHz, zatiaľ čo pracovná frekvencia PCI sa zvýšila len na 66 MHz. Nástup technológií ako napr gigabitový ethernet a IEEE 1394B hrozilo, že celá šírka pásma PCI zbernice by mohla slúžiť jedinému zariadeniu založenému na týchto technológiách.

Architektúra PCI má zároveň oproti svojim predchodcom množstvo výhod, takže nebolo racionálne ju úplne revidovať. V prvom rade nezávisí od typu procesora, podporuje izoláciu vyrovnávacej pamäte, technológiu bus mastering (bus capture) a technológiu PnP v plnom rozsahu. Izolácia vyrovnávacej pamäte znamená, že zbernica PCI funguje nezávisle od internej zbernice procesora, čo umožňuje zbernici procesora fungovať nezávisle od rýchlosti a zaťaženia systémovej zbernice. Vďaka technológii zbernice majú periférne zariadenia možnosť priamo riadiť proces prenosu dát na zbernici namiesto čakania na pomoc od CPUčo by ovplyvnilo výkon systému. A napokon, podpora Plug and Play umožňuje automatickú konfiguráciu a konfiguráciu zariadení, ktoré ju používajú, a predchádza zmätkom s prepojkami a prepínačmi, ktoré do značnej miery ničili životy majiteľov zariadení ISA.

Napriek nespornému úspechu PCI v súčasnosti čelí vážnym problémom. Medzi nimi je obmedzená šírka pásma, nedostatok funkcií prenosu údajov v reálnom čase a nedostatočná podpora sieťových technológií novej generácie.

Porovnávacie charakteristiky rôznych štandardov PCI

Treba poznamenať, že skutočná priepustnosť môže byť menšia ako teoretická v dôsledku princípu protokolu a vlastností topológie zbernice. Okrem toho je celková šírka pásma rozdelená medzi všetky zariadenia, ktoré sú k nej pripojené, takže čím viac zariadení sedí na zbernici, tým menšia šírka pásma ide každému z nich.

Takéto štandardné vylepšenia ako PCI-X a AGP boli navrhnuté tak, aby odstránili jeho hlavnú nevýhodu - nízku rýchlosť hodín. Zvýšenie taktovacej frekvencie v týchto implementáciách však malo za následok zníženie efektívnej dĺžky zbernice a počtu konektorov.

Nová generácia zbernice, PCI Express (alebo skrátene PCI-E), bola prvýkrát predstavená v roku 2004 a bola navrhnutá tak, aby vyriešila všetky problémy, ktorým čelil jej predchodca. Dnes je väčšina nových počítačov vybavená zbernicou PCI Express. Hoci majú aj štandardné PCI sloty, nie je ďaleko doba, kedy sa zbernica stane históriou.

Architektúra PCI Express

Architektúra zbernice má vrstvenú štruktúru, ako je znázornené na obrázku.

Zbernica podporuje PCI adresovací model, ktorý umožňuje pracovať s ňou všetkým aktuálne existujúcim ovládačom a aplikáciám. Okrem toho využíva zbernicu PCI Express štandardný mechanizmus PnP poskytovaný predchádzajúcim štandardom.

Zvážte účel rôznych úrovní organizácie PCI-E. Na programovej úrovni tvoria sa požiadavky na čítanie/zápis zbernice, ktoré sa prenášajú na úrovni transportu pomocou špeciálneho paketového protokolu. Dátová vrstva je zodpovedná za kódovanie na opravu chýb a zabezpečuje integritu údajov. Základná hardvérová vrstva pozostáva z dvojitého simplexného kanála pozostávajúceho z vysielacieho a prijímacieho páru, spoločne označovaného ako linka. Celková rýchlosť zbernice 2,5 Gb/s znamená, že priepustnosť pre každý pruh PCI Express je 250 Mb/s v každom smere. Ak vezmeme do úvahy režijné náklady protokolu, potom je pre každé zariadenie k dispozícii približne 200 Mb / s. Táto priepustnosť je 2-4 krát vyššia, ako bola dostupná PCI zariadenia. A na rozdiel od PCI, ak je šírka pásma rozdelená medzi všetky zariadenia, potom ide do každého zariadenia v plnej miere.

K dnešnému dňu existuje niekoľko verzií štandardu PCI Express, ktoré sa líšia svojou šírkou pásma.

Šírka pásma zbernice PCI Express x16 pre rôzne verzie PCI-E, Gb/s:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

Formáty zbernice PCI-E

V súčasnosti sú k dispozícii rôzne možnosti formátov PCI Express v závislosti od účelu platformy - stolný počítač, prenosný počítač alebo server. Servery, ktoré vyžadujú väčšiu šírku pásma, majú viac slotov PCI-E a tieto sloty majú viac kanálov. Naproti tomu notebooky môžu mať len jednu linku pre stredne rýchle zariadenia.

Grafická karta s rozhraním PCI Express x16.

Rozširujúce karty PCI Express sú veľmi podobné kartám PCI, ale konektory PCI-E sú priľnavejšie, aby sa zabezpečilo, že karta nevykĺzne zo slotu v dôsledku vibrácií alebo počas prepravy. Existuje niekoľko tvarových faktorov slotov PCI Express, ktorých veľkosť závisí od počtu použitých pruhov. Napríklad autobus so 16 jazdnými pruhmi sa označuje ako PCI Express x16. Hoci celkový počet pruhov môže byť až 32, v praxi je dnes väčšina základných dosiek vybavená zbernicou PCI Express x16.

Karty s menším formátom možno zasunúť do slotov s väčším formátom bez zníženia výkonu. Napríklad kartu PCI Express x1 možno zapojiť do slotu PCI Express x16. Rovnako ako v prípade PCI zbernice, aj tu môžete v prípade potreby použiť PCI Express extender na pripojenie zariadení.

Vzhľad konektorov rôzne druhy na základnej doske. Zhora nadol: slot PCI-X, slot PCI Express x8, slot PCI, slot PCI Express x16.

Express Card

Štandard Express Card ponúka veľmi jednoduchý spôsob pridania hardvéru do systému. Cieľovým trhom pre moduly Express Card sú notebooky a malé počítače. Na rozdiel od tradičných rozširovacích dosiek stolné počítače, karta Express sa môže pripojiť k systému kedykoľvek, keď je počítač spustený.

Jednou z populárnych odrôd Express Card je karta PCI Express Mini Card, navrhnutá ako náhrada kariet formátu Mini PCI. Karta vytvorená v tomto formáte podporuje PCI Express aj USB 2.0. Rozmery PCI Express Mini Card sú 30×56 mm. PCI Express Mini Card sa dá pripojiť k PCI Express x1.

Výhody PCI-E

Technológia PCI Express získala oproti PCI výhody v nasledujúcich piatich oblastiach:

1. Lepší výkon. Len s jedným pruhom je priepustnosť PCI Express dvojnásobná v porovnaní s PCI. V tomto prípade sa priepustnosť zvyšuje úmerne s počtom liniek v zbernici, ktorých maximálny počet môže dosiahnuť 32. Ďalšou výhodou je, že informácie môžu byť prenášané po zbernici v oboch smeroch súčasne.
2. Zjednodušenie vstupu-výstupu. PCI Express využíva zbernice ako AGP a PCI-X, pričom ponúka menej zložitú architektúru a relatívne jednoduchú implementáciu.
3. Vrstvená architektúra. PCI Express ponúka architektúru, ktorá sa dokáže prispôsobiť novým technológiám bez potreby výrazných upgradov softvéru.
4. I/O technológie novej generácie. PCI Express vám dáva nové možnosti na prijímanie dát pomocou technológie simultánneho prenosu dát, ktorá zaisťuje, že informácie budú prijaté včas.
5. Jednoduchosť použitia. PCI-E značne zjednodušuje upgrady a rozšírenia systému používateľom. Ďalšie formáty Karty Express, ako napríklad ExpressCard, výrazne zvyšujú možnosť pridávania vysokorýchlostných periférnych zariadení k serverom a notebookom.

Záver

PCI Express je zbernicová technológia na pripojenie periférnych zariadení, ktorá nahrádza technológie ako ISA, AGP a PCI. Jeho použitie výrazne zvyšuje výkon počítača, ako aj možnosť používateľa rozširovať a aktualizovať systém.