PCI-bussversioner. PCI Express - vad är det och huvudegenskaper Vad är pci e-banor

För närvarande, inom området komplex elektronik, finns det en aktiv och snabb introduktion av ny teknik, som ett resultat av vilket vissa komponenter i systemet kan bli föråldrade och inte kan uppdateras, etc.

I detta avseende är det nödvändigt att ansluta olika tillägg till dem och för vilka vissa adaptrar ofta krävs.

I den här artikeln kommer vi att titta på pci-e pci-adaptern, hur den fungerar och vilka funktioner den har.

Definition

Vad är den här enheten och vad är den till för? Strängt taget är detta en in- och utgångsbuss som ansluts till en persondator.

Till denna buss själv, det vill säga till adaptern, kan du ansluta ett visst (olika beroende på konfigurationen) antal externa kringutrustning.

Genom att använda seriell anslutning dessa kringutrustning är ansluten till datorn.

Det huvudsakliga kännetecknet för en sådan enhet är dess genomströmning.

Det är hon som karakteriserar (i det allmänna fallet) kvaliteten på arbetet, dess hastighet och hastigheten på datorn och de element som är anslutna på detta sätt.

Genomströmningskarakteristiken uttrycks i antalet anslutningslinjer (från 1 till 32).

Beroende på denna grundläggande egenskap kan priset också variera kraftigt. denna apparat. Det vill säga, ju bättre denna egenskap är (indikatorn är högre), desto högre blir kostnaden för en sådan enhet. Dessutom beror mycket på tillverkarens status, utrustningens tillförlitlighet och dess hållbarhet. I genomsnitt börjar priset från 250-500 rubel (för asiatiska produkter med låg bandbredd), upp till 2000 rubel (för europeiska och japanska enheter med hög bandbredd).

Specifikationer

Ur teknisk synvinkel, en sådan anordning har tre komponenter:

Ovan skrevs om den exceptionella betydelsen av enhetens bandbredd för dess normala funktion.

Vad är genomströmning? För att svara på denna fråga måste du förstå principen för driften av en sådan adapter.

Den är kapabel till samtidig dubbelriktad (kort-till-periferi och perifer-till-kort) utrustningsanslutning.

I detta fall kan dataöverföring ske både över en eller flera linjer.

Ju fler sådana linjer, desto stabilare fungerar enheten, desto högre bandbredd och desto snabbare blir kringutrustningen.

Viktig! Beroende på antalet rader kan enheten ha olika konfigurationer: x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32. Figuren anger direkt antalet körfält för tvåvägs samtidig överföring av information. Var och en av dessa remsor består av två par trådar (för överföring i två riktningar).

Som framgår av beskrivningen påverkar denna konfiguration avsevärt kostnaden för enheten.

Men vilken praktisk betydelse har det, är det verkligen vettigt att spendera extra när man köper en enhet?

Det beror direkt på hur mycket du planerar att ansluta till moderkort- Ju fler det finns, desto mer bandbredd behöver enheten för att upprätthålla en stabil datordrift.

Kryptering

Med ett sådant system för informationsöverföring används ett specifikt system för att skydda det från förvrängning och förlust.

Denna skyddsmetod är betecknad 8V/10V.

Poängen är att för att överföra de 8 bitarna med nödvändig information måste ytterligare 2 servicebitar användas för att implementera säkerhet och skydd mot distorsion.

När en sådan adapter används överförs hela tiden 20 % till datorn. serviceinformation, som inte bär någon last och inte behövs av användaren. Men det är hon som, även om den laddar (dock väldigt lite), säkerställer stabiliteten hos bussen och kringutrustning.

Berättelse

I början av 2000-talet användes AGP expansionsplats aktivt, det var med dess hjälp som .

Men någon gång uppnåddes dess maximala tekniskt möjliga prestanda och det blev nödvändigt att skapa en ny typ av adapter.

Och snart dök PCI-E upp - det var 2002.

Det fanns genast ett behov av en adapter som skulle göra det möjligt för dig att installera nya grafiklösningar i en föråldrad expansionsplats eller vice versa.

Därför började många utvecklare och tillverkare 2002 på allvar skapa en sådan adapter.

På den tiden hade enheten en viktig egenskap - möjligheten att uppgradera en dator genom att spendera minimala belopp på den, för istället för att byta ut moderkortet räckte en relativt billig adapter.

Men utvecklingen var inte framgångsrik, eftersom de på den tiden kostade nästan lika mycket som de första adaptrarna, och därför blev det nödvändigt att utveckla en enklare adapterkonfiguration.

Intressant nog har tillverkare också konsekvent ökat genomströmningen av sådana enheter. Om det för de första konfigurationerna inte var mer än 8 Gb / s, var det för den andra redan 16 Gb / s och för den tredje - 64 Gb / s. Detta uppfyllde kraven på ökande belastningar som härrör från moderniseringen av kringutrustning.

Samtidigt, slots med olika hastighetöverföringar är kompatibla med alla enheter med en lägre "höghastighets"-nivå.

Det vill säga, om du ansluter en andra eller första generationens grafikplattform till den tredje generationens slot, kommer sloten automatiskt att växla till ett annat hastighetsläge som motsvarar den anslutna enheten.

Skillnader mellan PCI och PCI-E

Vilka är de specifika skillnaderna mellan dessa två konfigurationer?

När det gäller dess tekniska och operativa egenskaper liknar PCI AGP, medan PCI-E är en fundamentalt ny utveckling.

Medan PCI tillhandahåller parallell överföring av information, tillhandahåller PCI-E seriell, vilket gör mycket mer hög hastighet informationsöverföring och prestanda även med användning av en adapter.

Varför behövs det?

Varför behövs en sådan adapter och vad kan den användas till, går det att klara sig utan den?

Det måste förstås att de flesta användare klarar sig utan denna utrustning eftersom det inte är nödvändigt även på gamla datorer som utsätts för betydande slitage.

Detta är ytterligare utrustning, som i vissa fall kommer att förbättra din dators funktionalitet, men utan vilken en vanlig användare kan klara sig utan.

Faktum är att användningen av en sådan adapter bara ger en huvudfördel - möjligheten att ansluta ett visst antal kringutrustning till minneskortet, medan det är omöjligt att ansluta så många av dem direkt. Till exempel, på detta sätt kan du ansluta en diskret video eller utöver den huvudsakliga.

En ganska bekväm funktion kan också vara den samtidiga snabba avstängningen av alla kringutrustningar om det behövs.

Till exempel i fallet då datorns prestanda minskar eller av andra skäl. I det här fallet behöver användaren inte programmässigt inaktivera komponenter under en längre tid.

Nackdelar och eventuella problem

Det finns ett antal betydande nackdelar med dessa anordningar och problem som de kan orsaka under drift.

Oftast finns det följande svårigheter:

• Enheten är ganska stor, eftersom den inte alltid passar i miniatyrer;
• Den andra punkten följer automatiskt från den första punkten - adaptern är inte utformad för att fungera med bärbara datorer;
• Stabil drift av många enheter är endast möjlig i kombination med lågprofilkort;
• Det finns alltid en möjlighet för fel, programvara eller teknisk (mindre) inkompatibilitet hos enheten med moderkort din PC (allt kompliceras av det faktum att de flesta av dessa enheter är deklarerade universella, även om de faktiskt fungerar med många mindre stabila än med andra);
• Vissa volymer är ständigt upptagna random access minne PC pga.

Om det finns ett behov av att ansluta ytterligare enheter till moderkortet, är det vettigt att prova den här metoden. Men du måste komma ihåg att normal stabil drift endast är möjlig med ett högkvalitativt och produktivt moderkort och kringutrustning.

Stöd för PCI Express 3.0-gränssnittet i moderkort - en verklig fördel eller ett marknadsföringsknep?

Under de senaste månaderna i modellutbud moderkort från olika tillverkare började dyka upp, som förklarade stöd för PCI Express 3.0-gränssnittet. ASRock, MSI och GIGABYTE var de första att tillkännage sådana lösningar. Men för närvarande finns det absolut inga styrkretsar, grafik och centrala processorer på marknaden som skulle stödja PCI Express 3.0-gränssnittet.

Kom ihåg att PCI Express 3.0-standarden godkändes förra året. Det har många fördelar jämfört med sina föregångare, så det är inte förvånande att grafikkorts- och moderkortstillverkare vill implementera det i sina lösningar så snart som möjligt. De nuvarande chipseten från Intel och AMD är dock begränsade till att stödja PCI Express 2.0-standarden. Det enda hoppet att dra nytta av PCI Express 3.0-gränssnittet inom en snar framtid ligger hos nya Intel-processorer Ivy Bridge, vars tillkännagivande är planerat endast till mars-april nästa år. Dessa processorer har en integrerad styrenhet PCI buss Express 3.0, men endast grafikkretsar kommer att kunna använda det, eftersom andra komponenter använder styrkretskontrollern.

Observera att frågan inte är begränsad till att bara byta ut processorn. Ytterligare uppdatering behövs BIOS-inställningar och chipset firmware. På moderkort med flera PCI Express x16-platser finns det dessutom ett problem med "switchar" - små mikrokretsar som finns nära varje kortplats och ansvarar för den operativa omkonfigureringen av antalet dedikerade linjer. Dessa "switchar" måste också vara kompatibla med PCI Express 3.0-gränssnittet. Det bör noteras att nForce 200- eller Lucid-bryggkretsar endast stöder PCI Express 2.0-standarden och de kan inte fungera med PCI Express 3.0-specifikationen.

Det sista argumentet är att moderkortstillverkarna för tillfället inte har några tekniska prover av nya Intel Ivy Bridge-processorer eller nya grafikkretsar som stödjer PCI Express 3.0-specifikationen på hårdvarunivå. Därför är den aviserade kompatibiliteten med detta höghastighetsgränssnitt teoretisk och kan för närvarande inte praktiskt bekräftas.

Stödet för PCI Express 3.0-specifikationen av moderna moderkort är alltså enbart ett marknadsföringsknep, de fördelar som användaren kommer att kunna få ut först om några månader genom att byta ut processorn och uppdatera mjukvarukomponenter.

Våren 1991 Intel slutför utvecklingen av den första breadboard-versionen av PCI-bussen. Ingenjörerna fick i uppdrag att utveckla en låg kostnad, högpresterande lösning som skulle göra det möjligt att realisera 486-, Pentium- och Pentium Pro-processorerna. Dessutom var det nödvändigt att ta hänsyn till de misstag som gjordes av VESA vid utformningen av VLB-bussen (den elektriska belastningen tillät inte att ansluta mer än 3 expansionskort), samt att implementera automatisk inställning enheter.

1992 kommer den första versionen av PCI-bussen, Intel meddelar att bussstandarden kommer att vara öppen och skapar PCI Special Interest Group. Tack vare detta får alla intresserade utvecklare möjlighet att skapa enheter för PCI-bussen utan att behöva köpa en licens. Den första versionen av bussen hade en klockhastighet på 33 MHz, kunde vara 32- eller 64-bitars, och enheter kunde arbeta med signaler på 5 V eller 3,3 V. Teoretiskt var bussens bandbredd 133 MB/s, men i verkligheten bandbredden var cirka 80 MB/s

Huvuddragen:

• bussfrekvens - 33,33 eller 66,66 MHz, synkron överföring;
• bussbredd - 32 eller 64 bitar, multiplexerad buss (adress och data överförs över samma linjer);
• toppkapaciteten för 32-bitarsversionen som körs på 33,33 MHz är 133 MB/s;
• minnesadressutrymme - 32 bitar (4 byte);
• adressutrymme för in- och utgångsportar - 32 bitar (4 byte);
• konfigurationsadressutrymme (för en funktion) - 256 byte;
• spänning - 3,3 eller 5 V.

Fotokontakter:

MiniPCI - 124 stift
MiniPCI Express MiniSata/mSATA - 52 stift
Apple MBA SSD, 2012
Apple SSD, 2012
Apple PCIe SSD
MXM, grafikkort, 230/232 stift
MXM2 NGIFF 75 stift NYCKLA EN PCIe x2 KEY B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, grafikkort, 314 stift
PCI 5V
PCI Universal
PCI-X 5v
AGP Universal
AGP 3.3v
AGP 3.3 v + ADS Power
PCIe x1
PCIe x16
Anpassad PCIe
ISA 8bit
ISA 16bit
eISA
VESA
NuBus
PDS
PDS
Apple II / GS Expansion kortplats
PC/XT/AT expansionsbuss 8bit
ISA (industristandardarkitektur) - 16 bitar
eISA
MBA - Micro Bus-arkitektur 16 bitar
MBA - Micro Bus-arkitektur med video 16 bitar
MBA - Micro Bus-arkitektur 32 bitar
MBA - Micro Bus-arkitektur med video 32 bitar
ISA 16 + VLB (VESA)
Processor Direct Slot PDS
601 Processor Direct Slot PDS
LC-processor Direct Slot PERCH
NuBus
PCI (Peripheral Computer Interconnect) - 5v
PCI 3.3v
CNR (Communications/Network Riser)
AMR (Audio/Modem Riser)
ACR (Advanced Communication Riser)
PCI-X (Perifer PCI) 3,3v
PCI-X 5v
PCI 5v + RAID-alternativ - ARO
AGP 3.3v
AGP 1,5v
AGP Universal
AGP Pro 1.5v
AGP Pro 1,5v+ADC-ström
PCIe (peripheral component interconnect express) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

Den första versionen av grundstandarden, som antogs allmänt, använde både kort och kortplatser med en signalspänning på endast 5 volt. Toppbandbredd - 133 MB/s.

PCI 2.1 - 3.0

De skilde sig från version 2.0 i möjligheten till samtidig drift av flera bussmaster (eng. bus-master, det så kallade konkurrensläget), såväl som utseendet på universella expansionskort som kan fungera både i kortplatser med en spänning på 5 volt och i kortplatser som använder 3,3 volt (med en frekvens på 33 respektive 66 MHz). Toppkapaciteten för 33 MHz är 133 MB/s och för 66 MHz är 266 MB/s.

• Version 2.1 - arbete med kort designade för spänning på 3,3 volt och närvaron av lämpliga kraftledningar var valfria.
• Version 2.2 - expansionskort tillverkade i enlighet med dessa standarder har universell nyckel strömkontakter och kan fungera i många senare varianter av PCI-bussplatser, och även, i vissa fall, i version 2.1-platser.
• Version 2.3 - Inte kompatibel med PCI-kort som är designade för att använda 5 volt, trots fortsatt användning av 32-bitars 5-volts nyckelkortplatser. Expansionskort har universalkontakt, men kan inte fungera i 5-voltsplatser av tidigare versioner (till och med 2.1).
• Version 3.0 - slutför övergången till 3,3 volt PCI-kort, 5 volt PCI-kort stöds inte längre.

PCI 64

En utökning av PCI-standarden som introducerades i version 2.1 som fördubblar antalet databanor och därmed bandbredden. PCI 64-kortplatsen är en utökad version av den vanliga PCI-platsen. Formellt är kompatibiliteten för 32-bitarskort med 64-bitarsplatser (förutsatt att det finns en gemensam signalspänning) fullständig, medan kompatibiliteten för ett 64-bitarskort med 32-bitarsplatser är begränsad (i alla fall kommer det att vara en prestationsförlust). Fungerar med en klockfrekvens på 33 MHz. Toppbandbredd - 266 MB/s.

• Version 1 - använder en 64-bitars PCI-plats och en spänning på 5 volt.
• Version 2 - använder en 64-bitars PCI-plats och en spänning på 3,3 volt.

PCI 66

PCI 66 är en 66 MHz-utveckling av PCI 64; använder en spänning på 3,3 volt i kortplatsen; kort har en universal eller 3,3 V formfaktor. Toppkapaciteten är 533 MB/s.

PCI 64/66

Kombinationen av PCI 64 och PCI 66 tillåter fyra gånger dataöverföringshastigheten jämfört med bas-PCI-standarden; använder 64-bitars 3,3-volts kortplatser som endast är kompatibla med universella och 3,3-volts 32-bitars expansionskort. PCI64/66-kort har antingen universella (men begränsad kompatibilitet med 32-bitars kortplatser) eller 3,3-volts formfaktor (det senare alternativet är i grunden inkompatibelt med 32-bitars 33-MHz-kortplatser av populära standarder). Toppbandbredd - 533 MB/s.

PCI-X

PCI-X 1.0 är en expansion av PCI64-bussen med tillägg av två nya driftsfrekvenser, 100 och 133 MHz, samt en separat transaktionsmekanism för att förbättra prestandan när flera enheter arbetar samtidigt. Generellt bakåtkompatibel med alla 3,3V och universella PCI-kort. PCI-X-kort är vanligtvis implementerade i 64-bitars 3.3-format och har begränsad bakåtkompatibilitet med PCI64/66-kortplatser, och vissa PCI-X-kort är i universellt format och kan fungera (även om detta nästan inte har något praktiskt värde) i vanliga PCI 2.2/2.3. I svåra fall, för att vara helt säker på prestandan för en kombination av ett moderkort och ett expansionskort, måste du titta på kompatibilitetslistorna för tillverkarna av båda enheterna.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0 - ytterligare expansion av PCI-X 1.0-kapacitet; frekvenserna 266 och 533 MHz har lagts till, liksom paritetsfelkorrigering under dataöverföring (ECC). Tillåter uppdelning i 4 oberoende 16-bitars bussar, som endast används i inbäddade och industriella system ; signalspänningen reduceras till 1,5 V, men kontakterna är bakåtkompatibla med alla kort som använder en 3,3 V-signalspänning. För närvarande, för det icke-professionella segmentet av marknaden för högpresterande datorer (kraftig nybörjarnivå) som använder PCI-X-bussen finns det väldigt få moderkort som stöder bussen. Ett exempel på ett moderkort för detta segment är ASUS P5K WS. I det professionella segmentet används det i RAID-kontroller, i SSD-enheter för PCI-E.

Mini PCI

Formfaktor PCI 2.2, avsedd för användning främst i bärbara datorer.

PCI Express

PCI Express, eller PCIe, eller PCI-E (även känd som 3GIO för 3:e generationens I/O; inte att förväxla med PCI-X och PXI) - datorbuss(även om det inte är en buss i det fysiska lagret, eftersom det är en punkt-till-punkt-anslutning) med hjälp av programmeringsmodell PCI-buss och högpresterande fysiskt protokoll baserat på seriell kommunikation. Utvecklingen av PCI Express-standarden startade av Intel efter att InfiniBand-bussen övergavs. Officiellt dök den första grundläggande PCI Express-specifikationen upp i juli 2002. PCI Express-standarden utvecklas av PCI Special Interest Group.

Till skillnad från PCI-standarden, som använde en gemensam buss för dataöverföring med flera enheter kopplade parallellt, är PCI Express i allmänhet ett paketnätverk med stjärntopologi. PCI Express-enheter kommunicerar med varandra via ett medium som bildas av switchar, där varje enhet är direkt ansluten via en punkt-till-punkt-anslutning till switchen. Dessutom stöder PCI Express-bussen:

• hot swapping av kort;
• garanterad bandbredd (QoS);
• energihushållning;
• integritetskontroll av överförda data.

PCI Express-bussen är endast avsedd att användas som en lokal buss. Eftersom PCI Express-programmeringsmodellen till stor del ärvs från PCI, kan befintliga system och styrenheter modifieras för att använda PCI Express-bussen genom att endast ersätta fysiskt lager utan ändringar programvara. PCI Express-bussens höga toppprestanda gör att den kan användas istället för AGP-bussar, och ännu mer PCI och PCI-X. De facto PCI Express har ersatt dessa bussar i persondatorer.

• MiniCard (Mini PCIe) - En ersättning för Mini PCI-formfaktorn. Bussar visas på minikortkontakten: x1 PCIe, 2.0 och SMBus.
  • M.2 är den andra versionen av Mini PCIe, upp till x4 PCIe och SATA.
• ExpressCard - Liknar PCMCIA-formfaktorn. x1 PCIe- och USB 2.0-bussarna matas ut till ExpressCard-kontakten, ExpressCard-kort stöder hot plugging.
• AdvancedTCA, MicroTCA - formfaktor för modulär telekommunikationsutrustning.
  
• Mobile PCI Express Module (MXM) är en industriell formfaktor skapad för bärbara datorer av NVIDIA. Den används för att ansluta grafikacceleratorer.
• Kabelspecifikationer PCI Express tillåter dig att få längden på en anslutning till tiotals meter, vilket gör det möjligt att skapa en dator, kringutrustning som är på avsevärt avstånd.
  
• StackPC - specifikation för att bygga stapelbar datorsystem. Denna specifikation beskriver StackPC, FPE expansionskontakter och deras relativa position.

Trots att standarden tillåter x32 linjer per port är sådana lösningar fysiskt besvärliga och inte tillgängliga.

PCI Express 2.0

PCI-SIG släppte PCI Express 2.0-specifikationen den 15 januari 2007. De viktigaste innovationerna i PCI Express 2.0:

• Ökad genomströmning: 500 MB/s enkelradsbandbredd, eller 5 GT/s ( Gigatransaktioner/s).
• Förbättringar har gjorts av överföringsprotokollet mellan enheter och mjukvarumodellen.
• Dynamisk kontroll hastighet (för att kontrollera kommunikationshastigheten).
• Bandwidth Alert (för att meddela programvara om ändringar i busshastighet och bredd).
• Åtkomstkontrolltjänster - Valfria funktioner för punkt-till-punkt transaktionshantering.
• Utförande timeout kontroll.
• Återställ på funktionsnivå - en valfri mekanism för att återställa funktioner (eng. PCI-funktioner) inuti enheten (eng. PCI-enhet).
• Åsidosätt effektbegränsning (för att åsidosätta kortplatseffektgränsen när du ansluter enheter som förbrukar mer ström).

PCI Express 2.0 är fullt kompatibel med PCI Express 1.1 (gamla kommer att fungera i moderkort med nya kontakter, men bara vid 2,5GT/s, eftersom äldre chipset inte kan stödja dubbla dataöverföringshastigheter; nyare videoadaptrar kommer att fungera utan problem i gamla PCI Express 1.x standardplatser).

PCI Express 2.1

När det gäller fysiska egenskaper (hastighet, kontakt) motsvarar det 2.0, mjukvarudelen har lagt till funktioner som planeras vara fullt implementerade i version 3.0. Eftersom de flesta moderkort säljs med version 2.0 tillåter inte 2.1-läge att aktiveras om man bara har ett grafikkort med 2.1.

PCI Express 3.0

I november 2010 godkändes versionsspecifikationerna för PCI Express 3.0. Gränssnittet har en dataöverföringshastighet på 8 GT/s ( Gigatransaktioner/s). Men trots detta fördubblades dess verkliga genomströmning fortfarande jämfört med PCI Express 2.0-standarden. Detta uppnåddes tack vare det mer aggressiva 128b/130b-kodningsschemat, där 128 bitar av data som skickas över bussen kodas i 130 bitar. Samtidigt full kompatibilitet med tidigare PCI-versioner uttrycka. PCI Express 1.x- och 2.x-kort fungerar i kortplats 3.0 och vice versa, PCI Express 3.0-kort fungerar i kortplatser 1.x och 2.x.

PCI Express 4.0

PCI Special Interest Group (PCI SIG) har uppgett att PCI Express 4.0 kan komma att standardiseras före slutet av 2016, men från och med mitten av 2016, när ett antal chips redan tillverkades, rapporterade media att standardisering väntas i början av 2017 Det förväntas att han kommer att ha en bandbredd på 16 GT/s, det vill säga den kommer att vara dubbelt så snabb som PCIe 3.0.

Lämna din kommentar!

Uppmärksamhet! Den här artikeln handlar om PCI-bussen och dess PCI64- och PCI-X-derivat! Förväxla det inte med det nyare däcket ("PCI Express"), som är helt inkompatibelt med däcken som beskrivs i denna FAQ.

PCI 2.1- skilde sig från 2.0 genom möjligheten till samtidig drift av flera bus-master-enheter (det så kallade konkurrensläget), såväl som utseendet på universella expansionskort som kan fungera i både 5V och 3,3V-platser. Möjligheten att arbeta med 3,3 V-kort och närvaron av lämpliga kraftledningar i version 2.1 var valfri. PCI66- och PCI64-förlängningar dök upp.

PCI 2.2- en version av den grundläggande bussstandarden som tillåter anslutning av expansionskort med en signalspänning på både 5V och 3,3V. 32-bitarsversionerna av dessa standarder var den vanligaste slottypen vid den tidpunkt då FAQ skrevs. 32-bitars 5V-typplatser används.
Expansionskort tillverkade i enlighet med dessa standarder har en universell kontakt och kan fungera i nästan alla senare varianter av PCI-bussplatser, och även, i vissa fall, i 2.1-platser.

PCI 2.3- nästa version av den gemensamma standarden för PCI-bussen, expansionsplatser som överensstämmer med denna standard är inte kompatibla med PCI 5V-kort, trots fortsatt användning av 32-bitarsplatser med en 5V-nyckel. Expansionskort har en universell kontakt, men kan inte fungera i 5V-kortplatser i tidigare versioner (upp till 2.1 inklusive).
Vi påminner om att matningsspänningen (ej signal!) 5V lagras absolut på alla versioner av PCI-busskontakterna.

PCI 64- en utökning av den grundläggande PCI-standarden, introducerad i version 2.1, fördubbling av antalet datalinjer och följaktligen genomströmningen. PCI64-kortplatsen är en utökad version av den vanliga PCI-platsen. Formellt är kompatibiliteten för 32-bitarskort med 64-bitarsplatser (med förbehåll för närvaron av en gemensam stödd signalspänning) fullständig, och kompatibiliteten för ett 64-bitarskort med 32-bitarsplatser är begränsad (i alla fall, det kommer att bli prestandaförlust), exakta data i varje enskilt fall kan hittas i enhetens specifikationer.
De första versionerna av PCI64 (härledd från PCI 2.1) använde en 64-bitars 5V PCI-kortplats och körde på 33MHz.

PCI 66- en förlängning av PCI-standarden som dök upp i version 2.1 med stöd för en klockfrekvens på 66 MHz, samt PCI64, gör att du kan dubbla bandbredden. Från och med version 2.2 använder den 3,3V-platser (32-bitarsversionen finns nästan aldrig på en PC), kort har en universell eller 3,3V-formfaktor. (Det fanns också lösningar baserade på version 2.1, kasuistiskt sällsynt på PC 5V 66MHz-marknaden, sådana kortplatser och kort var bara kompatibla med varandra)

PCI 64/66- En kombination av ovanstående två tekniker, den kan fyrdubbla dataöverföringshastigheten jämfört med den grundläggande PCI-standarden och använder 64-bitars 3.3V-platser, endast kompatibla med universella och 3.3V 32-bitars expansionskort. PCI64/66-kort har en universell (med begränsad kompatibilitet med 32-bitars kortplatser) eller 3,3V formfaktor (det senare alternativet är i grunden inte kompatibelt med 32-bitars 33MHz-kortplatser av populära standarder)
För närvarande betyder termen PCI64 exakt PCI64/66, eftersom 33MHz 5V 64-bitars slots inte har använts på länge.

PCI-X 1.0- Utbyggnad av PCI64 med tillägg av två nya driftsfrekvenser, 100 och 133 MHz, samt en separat transaktionsmekanism för att förbättra prestandan när du kör flera enheter samtidigt. Generellt bakåtkompatibel med alla 3,3V och universella PCI-kort.
PCI-X-kort är vanligtvis implementerade i 64-bitars 3.3-format och har begränsad bakåtkompatibilitet med PCI64/66-kortplatser, och vissa PCI-X-kort är i universellt format och kan fungera (även om detta nästan inte har något praktiskt värde) i vanlig PCI 2.2 /2.3.
I svåra fall, för att vara helt säker på prestandan för kombinationen av moderkort och expansionskort du har valt, i fallet måste du titta på kompatibilitetslistorna för tillverkarna av båda enheterna.

PCI-X 2.0- ytterligare utökning av funktionerna i PCI-X 1.0, tillagda hastigheter på 266 och 533 MHz, samt paritetsfelkorrigering under dataöverföring (ECC). Tillåter uppdelning i 4 oberoende 16-bitars bussar, som endast används i inbyggda och industriella system, signalspänningen reduceras till 1,5V, men kontakterna är bakåtkompatibla med alla kort som använder en 3,3V signalspänning.

PCI-X 1066/PCI-X 2133- förväntade framtida versioner av PCI-X-bussen, med resulterande driftsfrekvenser på 1066 respektive 2133 MHz, ursprungligen avsedda för anslutning av 10 och 40 Gb Ethernet-adaptrar.

För alla varianter av PCI-X-bussen finns det följande begränsningar för antalet enheter som är anslutna till varje buss:
66MHz - 4
100MHz - 2
133MHz - 1 (2, om en eller båda enheterna inte finns på expansionskort, men redan är integrerade på ett kort tillsammans med styrenheten)
266,533MHz och över -1.

Det är därför, i vissa situationer, för att säkerställa stabiliteten för flera installerade enheter det är nödvändigt att begränsa den maximala frekvensen för den använda PCI-X-bussen (vanligtvis görs detta av byglar)

Kompakt PCI- en standard för kontakter och expansionskort som används i industriella och inbyggda datorer. Mekaniskt inte kompatibel med någon av de "vanliga" standarderna.

MiniPCI- en standard för kort och kontakter för integration i bärbara datorer (används vanligtvis för adaptrar trådlöst nätverk) och direkt till ytan. Den är också mekaniskt inkompatibel med något annat än sig själv.

Typer av PCI-expansionskort:

Sammanfattningstabell över konstruktioner av kort och kortplatser beroende på versionen av standarden:

Sammanfattningstabell över kompatibilitet för kort och kortplatser beroende på version och design:

I den här artikeln kommer vi att förklara orsakerna till framgången med PCI-bussen och beskriva den högpresterande tekniken som kommer att ersätta den - PCI Express-bussen. Vi kommer också att titta på utvecklingshistorien, hårdvaru- och mjukvarunivåerna för PCI Express-bussen, funktionerna i dess implementering och lista dess fördelar.

När i början av 1990-talet hon dök upp, sedan på egen hand tekniska specifikationer avsevärt bättre än alla befintliga bussar som ISA, EISA, MCA och VL-bus. På den tiden var PCI-bussen (Peripheral Component Interconnect - interaktion mellan perifera komponenter), som fungerade med en frekvens på 33 MHz, väl lämpad för de flesta kringutrustning. Men idag har situationen förändrats på många sätt. Först och främst har klockhastigheterna för processorn och minnet ökat avsevärt. Till exempel har klockfrekvensen för processorer ökat från 33 MHz till flera GHz, medan driftsfrekvensen för PCI har ökat till endast 66 MHz. Tillkomsten av teknologier som t.ex gigabit ethernet och IEEE 1394B hotade att PCI-bussens hela bandbredd skulle kunna användas för att betjäna en enda enhet baserad på dessa teknologier.

Samtidigt har PCI-arkitekturen ett antal fördelar jämfört med sina föregångare, så det var inte rationellt att revidera den helt. För det första beror det inte på typen av processor, den stöder buffertisolering, busmastering-teknik (bus capture) och PnP-teknik fullt ut. Buffertisolering innebär att PCI-bussen fungerar oberoende av den interna processorbussen, vilket gör att processorbussen kan fungera oberoende av systembussens hastighet och belastning. Tack vare bus capture-tekniken har kringutrustning möjligheten att direkt styra processen för dataöverföring på bussen, istället för att vänta på hjälp från centrala behandlingsenheten vilket skulle påverka systemets prestanda. Slutligen tillåter Plug and Play-stödet automatisk konfiguration och konfiguration av enheter som använder det och undviker att pilla med byglar och switchar, vilket i stort sett förstörde livet för ägare av ISA-enheter.

Trots PCI:s otvivelaktiga framgång står den för närvarande inför allvarliga problem. Bland dem finns begränsad bandbredd, avsaknaden av dataöverföringsfunktioner i realtid och avsaknaden av stöd för nästa generations nätverksteknologier.

Jämförande egenskaper hos olika PCI-standarder

Det bör noteras att den faktiska genomströmningen kan vara mindre än den teoretiska på grund av principen för protokollet och egenskaperna hos busstopologin. Dessutom är den totala bandbredden fördelad mellan alla enheter som är anslutna till den, därför, ju fler enheter som sitter på bussen, desto mindre bandbredd går till var och en av dem.

Sådana standardförbättringar som PCI-X och AGP utformades för att eliminera dess största nackdel - låg klockhastighet. Ökningen av klockfrekvensen i dessa implementeringar resulterade emellertid i en minskning av bussens effektiva längd och antalet kontakter.

Den nya generationen av bussen, PCI Express (eller PCI-E för kort), introducerades först 2004 och designades för att lösa alla problem som dess föregångare stod inför. Idag är de flesta nya datorer utrustade med en PCI Express-buss. Även om de även har vanliga PCI-slots, är tiden inte långt kvar när bussen kommer att bli historia.

PCI Express-arkitektur

Bussarkitekturen har en skiktad struktur som visas i figuren.

Bussen stöder PCI-adresseringsmodellen, som gör att alla befintliga drivrutiner och applikationer kan arbeta med den. Dessutom använder PCI Express-bussen standardmekanism PnP tillhandahålls av den tidigare standarden.

Tänk på syftet med de olika organisationsnivåerna PCI-E. På programnivå bussläs/skrivförfrågningar bildas, vilka sänds på transportnivå med användning av ett speciellt paketprotokoll. Datalagret ansvarar för felkorrigerande kodning och säkerställer dataintegritet. Det grundläggande hårdvaruskiktet består av en dubbel simplexkanal bestående av ett sändnings- och mottagningspar, gemensamt kallat en linje. Den totala busshastigheten på 2,5 Gb/s innebär att genomströmningen för varje PCI Express-fil är 250 Mb/s varje väg. Om vi ​​tar hänsyn till protokollets overheadkostnader, är cirka 200 Mb/s tillgängligt för varje enhet. Denna genomströmning är 2-4 gånger högre än vad som var tillgängligt för PCI-enheter. Och, till skillnad från PCI, om bandbredden är fördelad mellan alla enheter, går den till varje enhet i sin helhet.

Hittills finns det flera versioner av PCI Express-standarden, som skiljer sig åt i sin bandbredd.

PCI Express x16 buss bandbredd för olika versioner PCI-E, Gb/s:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

PCI-E-bussformat

För tillfället finns olika alternativ för PCI Express-format tillgängliga, beroende på syftet med plattformen - en stationär dator, bärbar dator eller server. Servrar som kräver mer bandbredd har fler PCI-E-platser, och dessa platser har fler trunkar. Däremot kan bärbara datorer bara ha en linje för medelhastighetsenheter.

Grafikkort med PCI Express x16-gränssnitt.

PCI Express expansionskort påminner mycket om PCI-kort, dock har PCI-E-kontakter ökat grepp för att säkerställa att kortet inte glider ut ur kortplatsen på grund av vibrationer eller under transport. Det finns flera formfaktorer för PCI Express-slots, vars storlek beror på antalet körfält som används. Till exempel kallas en buss med 16 körfält PCI Express x16. Även om det totala antalet körfält kan vara så högt som 32, är i praktiken de flesta moderkort numera utrustade med en PCI Express x16-buss.

Mindre formfaktorkort kan pluggas in i större formfaktorkortplatser utan att kompromissa med prestanda. Till exempel kan ett PCI Express x1-kort anslutas till en PCI Express x16-kortplats. Som i fallet med PCI-bussen kan du använda en PCI Express-förlängare för att ansluta enheter vid behov.

Utseendet på kontakterna olika typer på moderkortet. Uppifrån och ned: PCI-X-plats, PCI Express x8-plats, PCI-plats, PCI Express x16-plats.

Expresskort

Express Card-standarden erbjuder ett mycket enkelt sätt att lägga till hårdvara till ett system. Målmarknaden för Express Card-moduler är bärbara datorer och små datorer. Till skillnad från traditionella expansionskort stationära datorer, kan Express-kortet ansluta till systemet när som helst medan datorn är igång.

En av de populära varianterna av Express Card är PCI Express Mini Card, designat som en ersättning för Mini PCI formfaktorkort. Ett kort skapat i detta format stöder både PCI Express och USB 2.0. PCI Express Mini Cards dimensioner är 30×56 mm. PCI Express Mini Card kan anslutas till PCI Express x1.

Fördelar med PCI-E

PCI Express-tekniken har fått fördelar jämfört med PCI inom följande fem områden:

1. Bättre prestanda. Med bara ett körfält är genomströmningen för PCI Express dubbelt så stor som för PCI. I detta fall ökar genomströmningen i proportion till antalet linjer i bussen, vars maximala antal kan nå 32. En ytterligare fördel är att information kan överföras på bussen i båda riktningarna samtidigt.
2. Förenkling av input-output. PCI Express drar fördel av bussar som AGP och PCI-X samtidigt som den erbjuder en mindre komplex arkitektur och relativt enkel implementering.
3. Skiktad arkitektur. PCI Express erbjuder en arkitektur som kan anpassa sig till ny teknik utan behov av betydande programvaruuppgraderingar.
4. Ny generation I/O-teknik. PCI Express ger dig nya möjligheter att ta emot data med hjälp av simultan dataöverföringsteknik, vilket säkerställer att information tas emot i tid.
5. Enkel användning. PCI-E förenklar systemuppgraderingar och expansioner avsevärt för användaren. Ytterligare format Expresskort som ExpressCard ökar avsevärt möjligheten att lägga till höghastighets kringutrustning till servrar och bärbara datorer.

Slutsats

PCI Express är en bussteknik för anslutning av kringutrustning, som ersätter teknologier som ISA, AGP och PCI. Dess användning ökar avsevärt datorns prestanda, såväl som användarens förmåga att utöka och uppdatera systemet.