PCI veri yolu sürümleri. PCI Express - nedir ve ana özellikleri pci e şeritleri nedir

Şu anda, karmaşık elektronik alanında, sistemin bazı bileşenlerinin eski hale gelebileceği ve güncellenemeyeceği vb.

Bu bağlamda, bunlara çeşitli eklentiler bağlamak gerekir ve bunun için genellikle belirli adaptörler gerekir.

Bu yazıda adaptörü ele alacağız pci-e pci nasıl çalışır ve hangi özelliklere sahiptir.

Tanım

Bu cihaz nedir ve ne için? Kesin olarak, bu bir kişisel bilgisayara bağlanan bir giriş ve çıkış veriyoludur.

Bu veri yolunun kendisine, yani bağdaştırıcıya, belirli sayıda (yapılandırmaya bağlı olarak farklı) harici bağlayabilirsiniz. çevre birimleri.

Kullanarak seri bağlantı bu çevre birimleri bilgisayara bağlıdır.

Böyle bir cihazın ana özelliği, verim.

(Genel durumda) işin kalitesini, hızını ve bilgisayarın hızını ve bu şekilde bağlanan unsurları karakterize eden kişidir.

Verim özelliği, bağlantı hattı sayısıyla ifade edilir (1'den 32'ye kadar).

Bu temel özelliğe bağlı olarak, fiyat da önemli ölçüde değişebilir. bu cihaz. Yani, bu özellik ne kadar iyiyse (gösterge daha yüksek), böyle bir cihazın maliyeti o kadar yüksek olur. Ek olarak, çoğu üreticinin durumuna, ekipmanın güvenilirliğine ve dayanıklılığına bağlıdır. Ortalama olarak, fiyat 250-500 ruble'den (düşük bant genişliğine sahip Asya ürünleri için), 2000 ruble'ye kadar (yüksek bant genişliğine sahip Avrupa ve Japon cihazları için) başlar.

Özellikler

Teknik açıdan, böyle bir cihaz üç bileşeni vardır:

Yukarıda, cihazın bant genişliğinin normal çalışması için olağanüstü önemi hakkında yazılmıştır.

verim nedir? Bu soruyu cevaplamak için böyle bir adaptörün çalışma prensibini anlamanız gerekir.

Eşzamanlı çift yönlü (karttan çevre birimine ve çevre biriminden karta) ekipman bağlantısı yeteneğine sahiptir.

Bu durumda, veri iletimi hem bir hem de birkaç hat üzerinden gerçekleşebilir.

Bu tür hatlar ne kadar çok olursa, cihaz o kadar kararlı çalışır, bant genişliği o kadar yüksek olur ve çevresel ekipman o kadar hızlı olur.

Önemli! Hat sayısına bağlı olarak, cihazın farklı konfigürasyonları olabilir: x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32. Şekil, bilginin iki yönlü eşzamanlı iletimi için doğrudan şerit sayısını gösterir. Bu şeritlerin her biri iki çift telden oluşur (iki yönde iletim için).

Açıklamadan da görülebileceği gibi, bu konfigürasyon cihazın maliyetini önemli ölçüde etkiler.

Ancak bunun pratik önemi nedir, bir cihaz satın alırken fazladan harcamak gerçekten mantıklı mı?

Doğrudan ne kadar bağlanmayı planladığınıza bağlıdır. anakart- ne kadar çok varsa, cihazın kararlı bilgisayar çalışmasını sürdürmek için o kadar fazla bant genişliğine ihtiyacı vardır.

şifreleme

Böyle bir bilgi aktarım sistemi ile, onu bozulma ve kayıptan korumak için özel bir sistem kullanılır.

Bu koruma yöntemi 8V/10V olarak belirlenmiştir.

Mesele şu ki, 8 bitlik gerekli bilgiyi iletmek için, bozulmaya karşı güvenlik ve koruma sağlamak için ek 2 hizmet biti kullanılmalıdır.

Böyle bir adaptör kullanıldığında %20 sürekli olarak bilgisayara aktarılır. servis bilgisi herhangi bir yük taşımayan ve kullanıcının ihtiyaç duymadığı bir üründür. Ancak, yüklenmesine rağmen (ancak çok az), veri yolunun ve çevre birimlerinin dengesini sağlayan odur.

Tarih

2000'li yılların başında, AGP genişletme yuvası aktif olarak kullanıldı, onun yardımıyla .

Ancak bir noktada teknik olarak mümkün olan maksimum performansı elde edildi ve yeni bir adaptör türü oluşturmak gerekli hale geldi.

Ve yakında PCI-E ortaya çıktı - 2002'ydi.

Hemen, yeni grafik çözümlerini eski bir genişletme yuvasına veya tam tersine kurmanıza izin verecek bir adaptöre ihtiyaç duyuldu.

Bu nedenle, 2002'de birçok geliştirici ve üretici ciddi bir şekilde böyle bir adaptör yaratmaya başladı.

O zamanlar, cihazın önemli bir kalitesi vardı - bir PC'yi minimum miktarda harcayarak yükseltme yeteneği, çünkü anakartı değiştirmek yerine nispeten ucuz bir adaptör yeterliydi.

Ancak geliştirme başarılı olmadı çünkü o zamanlar ilk adaptörlerle neredeyse aynı maliyete sahipti ve bu nedenle daha basit bir adaptör konfigürasyonu geliştirmek gerekli hale geldi.

İlginç bir şekilde, üreticiler de bu tür cihazların verimini sürekli olarak artırdı. İlk yapılandırmalar için 8 Gb / s'den fazla değilse, ikincisi için zaten 16 Gb / s ve üçüncüsü için - 64 Gb / s idi. Bu, çevresel aygıtların modernizasyonundan kaynaklanan artan yüklerin gerekliliklerini karşıladı.

Aynı zamanda, slotlar ile farklı hız transferler, daha düşük bir "yüksek hız" seviyesindeki tüm cihazlarla uyumludur.

Yani, ikinci veya birinci nesil bir grafik platformunu üçüncü nesil yuvaya bağlarsanız, yuva otomatik olarak bağlı cihaza karşılık gelen farklı bir hız moduna geçecektir.

PCI ve PCI-E arasındaki farklar

Bu iki yapılandırma arasındaki belirli farklar nelerdir?

Teknik ve operasyonel özellikleri açısından PCI, AGP'ye benzerken, PCI-E temelde yeni bir gelişmedir.

PCI paralel bilgi aktarımı sağlarken, PCI-E seri sağlar, bu nedenle çok daha fazlası yüksek hız bir adaptör kullanımıyla bile bilgi aktarımı ve performansı.

Neden gerekli?

Neden böyle bir adaptöre ihtiyaç var ve ne için kullanılabilir, onsuz yapmak mümkün mü?

Önemli aşınma ve yıpranmaya maruz kalan eski bilgisayarlarda bile gerekli olmadığı için çoğu kullanıcının bu ekipmandan vazgeçtiği anlaşılmalıdır.

Bu, bazı durumlarda PC'nizin işlevselliğini artıracak, ancak sıradan bir kullanıcının onsuz yapamayacağı ek ekipmandır.

Aslında, böyle bir adaptörün kullanılması yalnızca bir ana avantaj sağlar - belirli sayıda çevre birimini hafıza kartına bağlama yeteneği, ancak bu kadar çoğunu doğrudan bağlamak imkansızdır. Örneğin, bu şekilde ayrı bir videoyu veya ana videoya ek olarak bağlayabilirsiniz.

Ayrıca, oldukça uygun bir özellik, gerekirse tüm çevre birimlerinin aynı anda hızlı bir şekilde kapatılması olabilir.

Örneğin, bilgisayar performansının düşmesi durumunda veya başka nedenlerle. Bu durumda, kullanıcının bileşenleri uzun süre programlı olarak devre dışı bırakmasına gerek yoktur.

Dezavantajlar ve olası problemler

Bu cihazların bir takım önemli dezavantajları ve çalışma sırasında yaratabilecekleri sorunlar vardır.

Çoğu zaman, aşağıdaki zorluklar vardır:

• Cihaz oldukça büyük çünkü minyatür olanlara her zaman sığmıyor;
• İkinci nokta otomatik olarak birinci noktadan sonra gelir - adaptör dizüstü bilgisayarlarla çalışacak şekilde tasarlanmamıştır;
• Birçok cihazın kararlı çalışması, yalnızca düşük profilli kartlarla birlikte mümkündür;
• Cihazın arıza, yazılım veya teknik (küçük) uyumsuzluk olasılığı her zaman vardır. anakart PC'niz (aslında diğerlerinden daha az kararlı olanlarla çalışmasına rağmen, bu cihazların çoğunun evrensel ilan edilmesi gerçeğiyle her şey karmaşıktır);
• Bazı ciltler sürekli dolu rasgele erişim belleği nedeniyle bilgisayar.

Anakarta ek cihazlar bağlama ihtiyacı varsa, bu yöntemi denemek mantıklıdır. Ancak, normal kararlı çalışmanın yalnızca yüksek kaliteli ve üretken bir ana kart ve çevresel aygıtla mümkün olduğunu hatırlamanız gerekir.

Arayüz desteği PCI Ekspres Anakartlarda 3.0 - gerçek bir avantaj mı yoksa bir pazarlama taktiği mi?

son aylarda içinde model aralığı PCI Express 3.0 arayüzünü desteklediğini beyan eden farklı anakart üreticileri görünmeye başladı. ASRock, MSI ve GIGABYTE bu tür çözümleri ilk duyuranlar oldu. Ancak şu anda piyasada kesinlikle PCI Express 3.0 arayüzünü destekleyecek hiçbir yonga seti, grafik kartı ve merkezi işlemci yok.

PCI Express 3.0 standardının geçen yıl onaylandığını hatırlayın. Kendinden öncekilere göre çok sayıda avantajı var, bu nedenle grafik kartı ve anakart üreticilerinin bunu bir an önce çözümlerine uygulamak istemeleri şaşırtıcı değil. Ancak, Intel ve AMD'nin şu anda mevcut olan yonga setleri, PCI Express 2.0 standardını desteklemekle sınırlıdır. Yakın gelecekte PCI Express 3.0 arabiriminden yararlanmanın tek umudu, yeni Intel işlemciler Duyurusu sadece önümüzdeki yıl Mart-Nisan aylarında yapılması planlanan Ivy Bridge. Bu işlemciler entegre bir denetleyiciye sahiptir. PCI veri yolu Express 3.0, ancak diğer bileşenler yonga seti denetleyicisini kullandığından yalnızca grafik yongaları onu kullanabilir.

Unutmayın mesele sadece işlemci değiştirmekle sınırlı değil. Ek güncelleme gerekli BIOS ayarları ve yonga seti üretici yazılımı. Ek olarak, birkaç PCI Express x16 yuvasına sahip anakartlarda, "anahtarlar" - her yuvanın yanında bulunan ve ayrılmış hatların sayısının operasyonel olarak yeniden yapılandırılmasından sorumlu olan küçük mikro devreler - ile ilgili bir sorun vardır. Bu "anahtarlar" ayrıca PCI Express 3.0 arabirimiyle uyumlu olmalıdır. nForce 200 veya Lucid köprü yongalarının yalnızca PCI Express 2.0 standardını desteklediğine ve PCI Express 3.0 spesifikasyonu ile çalışamayacağına dikkat edilmelidir.

Son argüman, şu anda anakart üreticilerinin, donanım düzeyinde PCI Express 3.0 spesifikasyonunu destekleyen yeni Intel Ivy Bridge işlemcilerinin mühendislik örneklerine veya yeni grafik yongalarına sahip olmamasıdır. Bu nedenle, bu yüksek hızlı arayüzle duyurulan uyumluluk teoriktir ve şu anda pratik olarak doğrulanamaz.

Bu nedenle, modern anakartlar tarafından PCI Express 3.0 spesifikasyonu için destek, tamamen bir pazarlama taktiğidir ve kullanıcının işlemciyi değiştirerek ve yazılım bileşenlerini güncelleyerek yalnızca birkaç ay içinde yararlanabileceği avantajlar.

Bahar 1991 bilgi PCI veri yolunun ilk devre tahtası sürümünün geliştirilmesini tamamlar. Mühendislere, 486, Pentium ve Pentium Pro işlemcilerin yeteneklerini gerçekleştirmelerini sağlayacak düşük maliyetli ve yüksek performanslı bir çözüm geliştirme görevi verildi. Ek olarak, VLB veri yolunu tasarlarken (elektrik yükü 3'ten fazla genişletme kartının bağlanmasına izin vermiyordu) VESA tarafından yapılan hataların yanı sıra uygulamanın da dikkate alınması gerekiyordu. otomatik ayarlama cihazlar.

1992'de PCI veri yolunun ilk versiyonu ortaya çıkıyor, Intel veri yolu standardının açılacağını duyuruyor ve PCI Özel İlgi Grubunu kuruyor. Bu sayede ilgilenen herhangi bir geliştirici, bir lisans satın almaya gerek kalmadan PCI veri yolu için aygıtlar oluşturma fırsatına sahip olur. Veri yolunun ilk sürümü 33 MHz saat hızına sahipti, 32 veya 64 bit olabilir ve cihazlar 5 V veya 3,3 V sinyallerle çalışabilir. Teorik olarak, veri yolu bant genişliği 133 MB / s idi, ancak gerçekte bant genişliği yaklaşık 80 MB/s idi

Temel özellikleri:

• veri yolu frekansı - 33,33 veya 66,66 MHz, senkronize iletim;
• veri yolu genişliği - 32 veya 64 bit, çoklanmış veri yolu (adres ve veriler aynı hatlar üzerinden iletilir);
• 33,33 MHz'de çalışan 32 bit sürüm için en yüksek aktarım hızı 133 MB/sn'dir;
• bellek adres alanı - 32 bit (4 bayt);
• giriş-çıkış portlarının adres alanı - 32 bit (4 bayt);
• yapılandırma adres alanı (bir işlev için) - 256 bayt;
• voltaj - 3,3 veya 5 V.

Fotoğraf konektörleri:

MiniPCI - 124 iğneli
MiniPCI Ekspres MiniSata/mSATA - 52 pin
Apple MBA SSD, 2012
Apple SSD, 2012
Apple PCIe SSD
MXM, Grafik Kartı, 230 / 232 pin
MXM2 NGIFF 75 pin ANAHTAR PCIe x2 ANAHTAR B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, Grafik Kartı, 314 pimli
PCI 5V
PCI Evrensel
PCI-X 5v
AGP Evrensel
AGP 3.3v
AGP 3.3 v + ADS Gücü
PCIe x1
PCIe x16
Özel PCIe
ISA 8bit
ISA 16bit
eISA
VESA
NuBus
PDS
PDS
Apple II / GS Genişletme yuvası
PC/XT/AT genişletme veriyolu 8bit
ISA (endüstri standardı mimarisi) - 16 bit
eISA
MBA - Mikro Veri Yolu mimarisi 16 bit
MBA - Video 16 bit ile Mikro Veri Yolu mimarisi
MBA - Mikro Veri Yolu mimarisi 32 bit
MBA - Video 32 bit ile Mikro Veri Yolu mimarisi
ISA 16 + VLB (VESA)
İşlemci Doğrudan Yuvası PDS
601 İşlemci Doğrudan Yuvası PDS
LC İşlemci Doğrudan Yuvası PERCH
NuBus
PCI (Çevresel Bilgisayar Ara Bağlantısı) - 5v
PCI 3.3v
CNR (İletişim/ağ Yükseltici)
AMR (Ses / Modem Yükseltici)
ACR (Gelişmiş İletişim Yükseltici)
PCI-X (Çevresel PCI) 3.3v
PCI-X 5v
PCI 5v + RAID seçeneği - ARO
AGP 3.3v
AGP 1.5v
AGP Evrensel
AGPPro 1.5v
AGP Pro 1.5v+ADC gücü
PCIe (çevresel bileşen ara bağlantı ekspres) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

Yaygın olarak benimsenen temel standardın ilk versiyonu, yalnızca 5 volt sinyal voltajına sahip hem kartlar hem de yuvalar kullanıyordu. Tepe bant genişliği - 133 MB / sn.

PCI 2.1 - 3.0

Birkaç veri yolu yöneticisinin (eng. bus-master, sözde rekabetçi mod) eşzamanlı çalışma olasılığı ve ayrıca her ikisini de 5 voltaj kullanarak yuvalarda çalıştırabilen evrensel genişletme kartlarının görünümü açısından sürüm 2.0'dan farklıydılar. volt ve 3,3 volt kullanan yuvalarda (sırasıyla 33 ve 66 MHz frekansla). 33 MHz için en yüksek aktarım hızı 133 MB/sn ve 66 MHz için 266 MB/sn'dir.

• Sürüm 2.1 - 3,3 volt voltaj için tasarlanmış kartlarla çalışın ve uygun güç hatlarının varlığı isteğe bağlıydı.
• Sürüm 2.2 - bu standartlara uygun olarak yapılan genişletme kartları evrensel anahtar güç konektörleri ve daha sonraki pek çok PCI veri yolu yuvası çeşidinde ve ayrıca bazı durumlarda sürüm 2.1 yuvalarında çalışabilirler.
• Sürüm 2.3 - 32 bit 5 volt anahtarlı yuvaların sürekli kullanımına rağmen, 5 volt kullanmak üzere tasarlanmış PCI kartlarıyla uyumlu değildir. Genişletme kartları var evrensel konektör, ancak önceki sürümlerin (2.1'e kadar ve dahil) 5 voltluk yuvalarında çalışamazlar.
• Sürüm 3.0 - 3,3 voltluk PCI kartlara geçişi tamamlar, 5 voltluk PCI kartlar artık desteklenmemektedir.

PCI 64

Veri yolu sayısını ve dolayısıyla bant genişliğini iki katına çıkaran, sürüm 2.1'de tanıtılan çekirdek PCI standardının bir uzantısı. PCI 64 yuvası, normal PCI yuvasının genişletilmiş bir sürümüdür. Resmi olarak, 32 bit kartların 64 bit yuvalarla uyumluluğu (ortak bir desteklenen sinyal voltajı olması koşuluyla) tamamlanırken, 64 bit kartların 32 bit yuvalarla uyumluluğu sınırlıdır (her durumda, performans kaybı olabilir). 33 MHz saat frekansında çalışır. Tepe bant genişliği - 266 MB / sn.

• Sürüm 1 - 64 bit PCI yuvası ve 5 volt voltaj kullanır.
• Sürüm 2 - 64 bit PCI yuvası ve 3,3 volt voltaj kullanır.

PCI 66

PCI 66, PCI 64'ün 66 MHz'lik bir evrimidir; yuvada 3,3 voltluk bir voltaj kullanır; kartların evrensel veya 3,3 V form faktörü vardır.En yüksek aktarım hızı 533 MB/sn'dir.

PCI 64/66

PCI 64 ve PCI 66'nın birleşimi, temel PCI standardına kıyasla dört kat daha fazla veri aktarım hızı sağlar; yalnızca evrensel yuvalarla uyumlu 64 bit 3,3 volt yuvalar ve 3,3 volt 32 bit genişletme kartları kullanır. PCI64/66 kartları evrensel (ancak 32 bit yuvalarla sınırlı uyumluluk) veya 3,3 volt form faktörüne sahiptir (ikinci seçenek, popüler standartlardaki 32 bit 33 MHz yuvalarla temel olarak uyumsuzdur). Tepe bant genişliği - 533 MB / sn.

PCI-X

PCI-X 1.0, PCI64 veri yolunun, 100 ve 133 MHz olmak üzere iki yeni çalışma frekansının yanı sıra birden çok aygıt aynı anda çalışırken performansı artırmak için ayrı bir işlem mekanizmasının eklenmesiyle genişletilmesidir. Genel olarak tüm 3.3V ve evrensel PCI kartlarıyla geriye dönük uyumludur. PCI-X kartları genellikle 64 bit 3.3 formatında yapılır ve PCI64/66 yuvalarıyla sınırlı geriye dönük uyumluluğa sahiptir ve bazı PCI-X kartları evrensel formattadır ve (bunun neredeyse hiçbir pratik değeri olmamasına rağmen) çalışabilir. olağan PCI 2.2/2.3. Karmaşık durumlarda, anakart ve genişletme kartı kombinasyonunun performansından tamamen emin olmak için her iki cihazın üreticilerinin uyumluluk listelerine (uyumluluk listeleri) bakmanız gerekir.

PCI-X2.0

PCI-X 2.0 - PCI-X 1.0 yeteneklerinin daha da genişletilmesi; 266 ve 533 MHz frekanslarının yanı sıra veri iletimi sırasında eşlik hatası düzeltmesi (ECC) eklenmiştir. Özel olarak kullanılan 4 bağımsız 16-bit veri yoluna ayrılmaya izin verir. gömülü ve endüstriyel sistemler ; sinyal voltajı 1,5 V'a düşürülür, ancak konektörler 3,3 V sinyal voltajı kullanan tüm kartlarla geriye dönük uyumludur. Şu anda, yüksek performanslı bilgisayarlar (güçlü) için pazarın profesyonel olmayan segmenti için giriş seviyesi) PCI-X veri yolunu kullananlar, veri yolunu destekleyen çok az sayıda anakart vardır. Bu segment için bir anakart örneği ASUS P5K WS'dir. Profesyonel segmentte, RAID denetleyicilerinde, PCI-E için SSD sürücülerinde kullanılır.

Küçük PCI

Form faktörü PCI 2.2, ağırlıklı olarak dizüstü bilgisayarlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

PCI Ekspres

PCI Express veya PCIe veya PCI-E (3. Nesil G/Ç için 3GIO olarak da bilinir; PCI-X ve PXI ile karıştırılmamalıdır) - bilgisayar otobüsü kullanarak (fiziksel katmanda bir veri yolu olmasa da, noktadan noktaya bir bağlantıdır) programlama modeli PCI veri yolu ve yüksek performanslı fiziksel protokole dayalı seri iletişim. PCI Express standardının geliştirilmesi, InfiniBand veri yolunun terk edilmesinden sonra Intel tarafından başlatıldı. Resmi olarak, ilk temel PCI Express belirtimi Temmuz 2002'de yayınlandı. PCI Özel İlgi Grubu, PCI Express standardının geliştirilmesine dahil oldu.

Paralel bağlı birkaç cihazla veri aktarımı için ortak bir veri yolu kullanan PCI standardının aksine, PCI Express genel olarak bir paket ağıdır. Yıldız topolojisi. PCI Express aygıtları, her aygıtın anahtara noktadan noktaya bağlantıyla doğrudan bağlı olduğu, anahtarlardan oluşan bir ortam aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurar. Ek olarak, PCI Express veri yolu şunları destekler:

• kartların çalışırken değiştirilmesi;
• garantili bant genişliği (QoS);
• enerji yönetimi;
• iletilen verilerin bütünlük kontrolü.

PCI Express veri yolunun yalnızca yerel veri yolu olarak kullanılması amaçlanmıştır. PCI Express programlama modeli büyük ölçüde PCI'den devralındığından, mevcut sistemler ve denetleyiciler yalnızca değiştirilerek PCI Express veri yolunu kullanacak şekilde değiştirilebilir. Fiziksel katman, değişiklik yapılmadan yazılım. PCI Express veri yolunun yüksek performansı, AGP veri yolları ve hatta PCI ve PCI-X yerine kullanılmasına izin verir. Fiili PCI Express, kişisel bilgisayarlarda bu veri yollarının yerini almıştır.

• MiniCard (Mini PCIe), Mini PCI form faktörünün yerine geçer. Veri yolları Mini Kart konektöründe görüntülenir: x1 PCIe, 2.0 ve SMBus.
  • M.2, Mini PCIe'nin x4 PCIe ve SATA'ya kadar ikinci sürümüdür.
• ExpressCard - PCMCIA form faktörüne benzer. x1 PCIe ve USB 2.0 veri yolları, ExpressCard konektörüne çıkar, ExpressCard kartları çalışırken takmayı destekler.
• AdvancedTCA, MicroTCA - modüler telekomünikasyon ekipmanı için form faktörü.
  
• Mobil PCI Express Modülü (MXM), NVIDIA tarafından dizüstü bilgisayarlar için oluşturulmuş endüstriyel bir form faktörüdür. Grafik hızlandırıcıları bağlamak için kullanılır.
• Kablo özellikleri PCI Express, bir bağlantının uzunluğunu onlarca metreye getirmenize izin verir, bu da çevre birimleri önemli bir mesafeye yerleştirilmiş bir bilgisayar oluşturmayı mümkün kılar.
  
• StackPC - istiflenebilir yapı özelliği bilgisayar sistemleri. Bu belirtim, StackPC , FPE genişletme konektörlerini ve bunların göreli konumlarını açıklar.

Standardın bağlantı noktası başına x32 hatlarına izin vermesine rağmen, bu tür çözümler fiziksel olarak hantaldır ve mevcut değildir.

PCI Ekspres 2.0

PCI-SIG, 15 Ocak 2007'de PCI Express 2.0 spesifikasyonunu yayınladı. PCI Express 2.0'daki ana yenilikler:

• Artırılmış verim: 500 MB/sn tek hat bant genişliği veya 5 GT/sn ( Gigaişlemler/s).
• Cihazlar ve yazılım modeli arasındaki aktarım protokolünde iyileştirmeler yapılmıştır.
• Dinamik kontrol hız (iletişim hızını kontrol etmek için).
• Bant Genişliği Uyarısı (veri yolu hızı ve genişliğindeki değişiklikleri yazılıma bildirmek için).
• Erişim Kontrol Hizmetleri - İsteğe bağlı noktadan noktaya işlem yönetimi yetenekleri.
• Yürütme zaman aşımı kontrolü.
• İşlev seviyesinde sıfırlama - aygıtın (İng. PCI aygıtı) içindeki işlevleri (İng. PCI işlevleri) sıfırlamak için isteğe bağlı bir mekanizma.
• Güç limitini geçersiz kılma (daha fazla güç tüketen cihazları bağlarken yuva güç limitini geçersiz kılmak için).

PCI Express 2.0, PCI Express 1.1 ile tamamen uyumludur (eski yonga setleri çift veri aktarım hızlarını destekleyemediği için eskileri yeni konektörlere sahip anakartlarda çalışır, ancak yalnızca 2,5GT/s'de çalışır; daha yeni video bağdaştırıcıları eski PCI Express'te sorunsuz çalışır 1.x standart yuvalar).

PCI Ekspres 2.1

Fiziksel özellikler (hız, konektör) açısından 2.0'a karşılık gelir, yazılım bölümü, sürüm 3.0'da tam olarak uygulanması planlanan işlevler ekledi. Anakartların çoğu 2.0 sürümüyle satıldığından, yalnızca 2.1'li bir video kartına sahip olmak 2.1 modunun etkinleştirilmesine izin vermez.

PCI Ekspres 3.0

Kasım 2010'da PCI Express 3.0 sürüm özellikleri onaylandı. Arayüzün veri aktarım hızı 8 GT/sn'dir ( Gigaişlemler/s). Ancak buna rağmen, PCI Express 2.0 standardına kıyasla gerçek verimi hala iki katına çıktı. Bu, veri yolu üzerinden gönderilen 128 bit verinin 130 bit olarak kodlandığı daha agresif 128b/130b kodlama şeması sayesinde başarıldı. Aynı zamanda, tam uyumluluk önceki sürümler PCI Ekspres. PCI Express 1.x ve 2.x kartları 3.0 yuvasında çalışır ve tersi, PCI Express 3.0 kartı 1.x ve 2.x yuvalarında çalışır.

PCI Ekspres 4.0

PCI Özel İlgi Grubu (PCI SIG), PCI Express 4.0'ın 2016'nın sonundan önce standart hale getirilebileceğini belirtti, ancak 2016'nın ortalarından itibaren, bir dizi çip zaten üretimdeyken, medya standardizasyonun 2017'nin başlarında beklendiğini bildirdi. 16 GT/s bant genişliğine sahip olması yani PCIe 3.0'dan iki kat daha hızlı olması bekleniyor.

Yorumunuzu bırakın!

Dikkat! Bu makale, PCI veri yolu ve onun PCI64 ve PCI-X türevleri hakkındadır! Bu SSS'de açıklanan lastiklerle tamamen uyumsuz olan daha yeni lastik ("PCI Express") ile karıştırmayın.

PCI 2.1- 2.0'dan birkaç bus-master cihazının (sözde rekabetçi mod) eşzamanlı çalışma olasılığı ve ayrıca hem 5V hem de 3.3V yuvalarında çalışabilen evrensel genişletme kartlarının görünümü ile farklıydı. 2.1 sürümünde 3.3V kartlarla çalışabilme ve uygun güç hatlarının varlığı isteğe bağlıydı.PCI66 ve PCI64 uzantıları ortaya çıktı.

PCI 2.2- hem 5V hem de 3,3V sinyal voltajına sahip genişletme kartlarının bağlanmasına izin veren temel veri yolu standardının bir versiyonu. Bu standartların 32 bit sürümleri, SSS yazıldığı sırada en yaygın yuva türüydü. 32-bit, 5V tipi slotlar kullanılmaktadır.
Bu standartlara uygun olarak yapılan genişletme kartları evrensel bir konektöre sahiptir ve hemen hemen tüm sonraki PCI veri yolu yuvalarında ve ayrıca bazı durumlarda 2.1 yuvalarında çalışabilir.

PCI 2.3- PCI veri yolu için ortak standardın bir sonraki sürümü, bu standarda uyan genişletme yuvaları, 5V anahtarlı 32 bit yuvaların sürekli kullanımına rağmen PCI 5V kartlarıyla uyumlu değildir. Genişletme kartları evrensel bir konektöre sahiptir, ancak önceki sürümlerin (2.1 dahil) 5V yuvalarında çalışamaz.
5V besleme voltajının (sinyal değil!) PCI veri yolu konektörlerinin tüm sürümlerinde kesinlikle saklandığını hatırlatırız.

PCI 64- sürüm 2.1'de tanıtılan temel PCI standardının bir uzantısı, veri hattı sayısını ve sonuç olarak verimi ikiye katlıyor. PCI64 yuvası, normal PCI yuvasının genişletilmiş bir sürümüdür. Resmi olarak, 32 bit kartların 64 bit yuvalarla uyumluluğu (ortak bir desteklenen sinyal voltajının varlığına bağlı olarak) tamamlanmıştır ve 64 bit kartların 32 bit yuvalarla uyumluluğu sınırlıdır (her durumda, performans kaybı olacaktır), her özel durumda kesin veriler cihazın teknik özelliklerinde bulunabilir.
PCI64'ün ilk sürümleri (PCI 2.1'den türetilmiştir) 64 bit 5V PCI yuvası kullanıyordu ve 33 MHz'de çalışıyordu.

PCI 66- PCI64'ün yanı sıra 66 MHz saat frekansı desteğiyle sürüm 2.1'de ortaya çıkan PCI standardının bir uzantısı, bant genişliğini ikiye katlamanıza olanak tanır. Sürüm 2.2'den başlayarak, 3.3V yuvaları kullanır (32 bit sürüm neredeyse hiçbir PC'de bulunmaz), kartların evrensel veya 3.3V form faktörü vardır. (Ayrıca PC 5V 66MHz pazarında rastlantısal olarak nadir bulunan sürüm 2.1'e dayalı çözümler de vardı, bu tür yuvalar ve kartlar yalnızca birbirleriyle uyumluydu)

PCI 64/66- Yukarıdaki iki teknolojinin birleşimi, temel PCI standardına kıyasla veri aktarım hızını dört katına çıkarabilir ve yalnızca evrensel ve 3,3V 32-bit genişletme kartlarıyla uyumlu 64-bit 3,3V yuvalar kullanır. PCI64/66 kartları evrensel (32 bit yuvalarla sınırlı uyumluluğa sahip) veya 3,3 V form faktörüne sahiptir (ikinci seçenek temelde popüler standartlardaki 32 bit 33 MHz yuvalarla uyumlu değildir)
Şu anda PCI64 terimi tam olarak PCI64/66 anlamına geliyor çünkü 33MHz 5V 64-bit yuvalar uzun süredir kullanılmıyor.

PCI-X1.0- PCI64'ün, 100 ve 133 MHz olmak üzere iki yeni çalışma frekansının yanı sıra aynı anda birden çok aygıtı çalıştırırken performansı artırmak için ayrı bir işlem mekanizmasının eklenmesiyle genişletilmesi. Genel olarak tüm 3.3V ve evrensel PCI kartlarıyla geriye dönük uyumludur.
PCI-X kartları genellikle 64 bit 3.3 formatında yapılır ve PCI64/66 yuvalarıyla sınırlı geriye dönük uyumluluğa sahiptir ve bazı PCI-X kartları evrensel formattadır ve normal PCI'de çalışabilir (bunun neredeyse hiçbir pratik değeri olmamasına rağmen). 2.2 /2.3.
Zor durumlarda, seçtiğiniz anakart ve genişletme kartı kombinasyonunun performansından tamamen emin olmak için, her iki cihazın üreticilerinin uyumluluk listelerine bakmanız gerektiğinde.

PCI-X2.0- PCI-X 1.0'ın yeteneklerinin daha da genişletilmesi, 266 ve 533 MHz'lik ek hızların yanı sıra veri aktarımı sırasında eşlik hatası düzeltmesi (ECC). Yalnızca gömülü ve endüstriyel sistemlerde kullanılan 4 bağımsız 16 bit veri yoluna ayrılmaya izin verir, sinyal voltajı 1,5 V'a düşürülür, ancak konektörler 3,3 V sinyal voltajı kullanan tüm kartlarla geriye dönük uyumludur.

PCI-X 1066/PCI-X 2133- başlangıçta 10 ve 40 Gbit Ethernet adaptörlerini bağlamak için tasarlanmış, sırasıyla 1066 ve 2133 MHz çalışma frekansları ile sonuçlanan PCI-X veri yolunun öngörülen gelecek sürümleri.

PCI-X veri yolunun tüm türevleri için, her veri yoluna bağlı cihaz sayısında aşağıdaki kısıtlamalar vardır:
66MHz - 4
100MHz - 2
133MHz - 1 (2, aygıtlardan biri veya her ikisi genişletme kartlarında değilse, ancak denetleyiciyle birlikte zaten bir kartta tümleşikse)
266.533MHz ve üzeri -1.

Bu nedenle, bazı durumlarda birkaç sistemin istikrarını sağlamak için kurulu cihazlar kullanılan PCI-X veri yolunun maksimum frekansını sınırlamak gerekir (genellikle bu atlama telleriyle yapılır)

CompactPCI- endüstriyel ve gömülü bilgisayarlarda kullanılan konektörler ve genişletme kartları için bir standart. Mekanik olarak "yaygın" standartların hiçbiriyle uyumlu değildir.

MiniPCI- dizüstü bilgisayarlara entegrasyon için kartlar ve konektörler için bir standart (genellikle adaptörler için kullanılır) Kablosuz ağ) ve doğrudan yüzeye. Ayrıca mekanik olarak kendisinden başka hiçbir şeyle uyumsuzdur.

PCI genişletme kartı türleri:

Standardın sürümüne bağlı olarak kartların ve yuvaların yapılarının özet tablosu:

Sürüme ve tasarıma bağlı olarak kartların ve yuvaların uyumluluğunun özet tablosu:

Bu yazıda, PCI veri yolunun başarısının nedenlerini açıklayacağız ve onun yerini alacak olan yüksek performanslı teknolojiyi, yani PCI Express veri yolunu açıklayacağız. Ayrıca PCI Express veri yolunun geliştirme geçmişine, donanım ve yazılım seviyelerine, uygulama özelliklerine bakacağız ve avantajlarını listeleyeceğiz.

1990'ların başındayken göründü, sonra kendi başına teknik özellikler ISA, EISA, MCA ve VL-bus gibi o ana kadar var olan tüm veri yollarından önemli ölçüde daha iyi performans gösterdi. O zamanlar, 33 MHz frekansında çalışan PCI veri yolu (Peripheral Component Interconnect - çevresel bileşenlerin etkileşimi) çoğu çevresel aygıt için çok uygundu. Ancak bugün durum birçok yönden değişti. Her şeyden önce, işlemci ve belleğin saat hızları önemli ölçüde arttı. Örneğin, işlemcilerin saat frekansı 33 MHz'den birkaç GHz'e yükselirken, PCI'nin çalışma frekansı yalnızca 66 MHz'e yükseldi. gibi teknolojilerin ortaya çıkışı gigabit ethernet ve IEEE 1394B, PCI veri yolunun tüm bant genişliğinin bu teknolojilere dayalı tek bir cihaza hizmet verebileceği tehdidinde bulundu.

Aynı zamanda, PCI mimarisinin öncekilere göre bir takım avantajları vardır, bu nedenle onu tamamen revize etmek mantıklı değildi. Her şeyden önce, işlemci tipine bağlı değildir, arabellek izolasyonunu, bus mastering teknolojisini (bus capture) ve PnP teknolojisini tam olarak destekler. Arabellek yalıtımı, PCI veri yolunun dahili işlemci veri yolundan bağımsız olarak çalışması anlamına gelir; bu da işlemci veri yolunun sistem veri yolunun hızından ve yükünden bağımsız olarak çalışmasına olanak tanır. Veri yolu yakalama teknolojisi sayesinde, çevresel aygıtlar, yardım beklemek yerine, veri yolu üzerindeki veri aktarım sürecini doğrudan kontrol etme yeteneğine sahiptir. İşlemci hangi sistem performansını etkileyecektir. Son olarak, Tak ve Çalıştır desteği, onu kullanan aygıtların otomatik olarak yapılandırılmasına ve yapılandırılmasına izin verir ve ISA aygıtlarının sahiplerinin hayatlarını büyük ölçüde mahveden atlama telleri ve anahtarlarla uğraşmayı önler.

PCI'nin şüphesiz başarısına rağmen, şu anda ciddi sorunlarla karşı karşıya. Bunlar arasında sınırlı bant genişliği, gerçek zamanlı veri aktarım fonksiyonlarının olmaması ve yeni nesil ağ teknolojileri için destek eksikliği yer alıyor.

Çeşitli PCI standartlarının karşılaştırmalı özellikleri

Protokol ilkesi ve veri yolu topolojisinin özellikleri nedeniyle gerçek verimin teorik olandan daha az olabileceğine dikkat edilmelidir. Ek olarak, toplam bant genişliği kendisine bağlı tüm cihazlar arasında dağıtılır, bu nedenle veri yolunda ne kadar çok cihaz oturursa, her birine o kadar az bant genişliği gider.

PCI-X ve AGP gibi standart iyileştirmeler, ana dezavantajı olan düşük saat hızını ortadan kaldırmak için tasarlandı. Ancak bu uygulamalarda saat frekansının arttırılması veri yolunun efektif uzunluğunda ve konnektör sayısında azalmaya neden olmuştur.

Yeni nesil veri yolu, PCI Express (veya kısaca PCI-E), ilk olarak 2004 yılında tanıtıldı ve selefinin karşılaştığı tüm sorunları çözmek için tasarlandı. Bugün, çoğu yeni bilgisayar bir PCI Express veri yolu ile donatılmıştır. Standart PCI yuvalarına da sahip olmalarına rağmen, veri yolunun tarih olacağı zaman çok uzak değil.

PCI Express Mimarisi

Otobüs mimarisi şekilde görüldüğü gibi katmanlı bir yapıya sahiptir.

Veri yolu, mevcut tüm sürücülerin ve uygulamaların onunla çalışmasına izin veren PCI adresleme modelini destekler. Ek olarak, PCI Express veri yolu kullanır standart mekanizmaÖnceki standart tarafından sağlanan PnP.

PCI-E'nin çeşitli organizasyon düzeylerinin amacını göz önünde bulundurun. Açık program seviyesiözel bir paket protokolü kullanılarak taşıma düzeyinde iletilen veri yolu okuma / yazma istekleri oluşturulur. Veri katmanı, hata düzeltme kodlamasından sorumludur ve veri bütünlüğünü sağlar. Temel donanım katmanı, topluca bir hat olarak anılan bir verici ve alıcı çiftinden oluşan çift tek yönlü bir kanaldan oluşur. 2,5 Gb/s'lik toplam veri yolu hızı, her bir PCI Express hattı için iş hacminin her yönde 250 Mb/s olduğu anlamına gelir. Protokolün genel masraflarını hesaba katarsak, her cihaz için yaklaşık 200 Mb / s kullanılabilir. Bu verim, mevcut olandan 2-4 kat daha yüksektir. PCI cihazları. Ve PCI'den farklı olarak, bant genişliği tüm cihazlar arasında dağıtılırsa, her cihaza tam olarak gider.

Bugüne kadar, PCI Express standardının bant genişliklerinde farklılık gösteren birkaç sürümü vardır.

için PCI Express x16 veri yolu bant genişliği farklı versiyonlar PCI-E, Gb/sn:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

PCI-E veri yolu formatları

Şu anda, platformun amacına bağlı olarak - bir masaüstü bilgisayar, dizüstü bilgisayar veya sunucu - PCI Express formatları için çeşitli seçenekler mevcuttur. Daha fazla bant genişliği gerektiren sunucularda daha fazla PCI-E yuvası bulunur ve bu yuvalarda daha fazla gövde bulunur. Buna karşılık, dizüstü bilgisayarlarda orta hızlı aygıtlar için yalnızca bir satır bulunabilir.

PCI Express x16 arayüzüne sahip ekran kartı.

PCI Express genişletme kartları, PCI kartlarına çok benzer, ancak PCI-E konektörleri, kartın titreşim nedeniyle veya nakliye sırasında yuvadan kaymamasını sağlamak için daha kavrayıcıdır. Boyutları kullanılan şerit sayısına bağlı olan PCI Express yuvalarının çeşitli form faktörleri vardır. Örneğin, 16 şeritli bir veri yolu, PCI Express x16 olarak anılır. Toplam şerit sayısı 32'ye kadar çıkabilse de, pratikte günümüzde çoğu anakart bir PCI Express x16 veri yolu ile donatılmıştır.

Daha küçük form faktörlü kartlar, performanstan ödün vermeden daha büyük form faktörlü yuvalara takılabilir. Örneğin, bir PCI Express x1 kartı bir PCI Express x16 yuvasına takılabilir. PCI veri yolunda olduğu gibi, gerekirse aygıtları bağlamak için bir PCI Express genişletici kullanabilirsiniz.

Konektörlerin görünümü çeşitli tipler anakart üzerinde. Yukarıdan aşağıya: PCI-X yuvası, PCI Express x8 yuvası, PCI yuvası, PCI Express x16 yuvası.

Hızlı kart

Ekspres Kart standardı, bir sisteme donanım eklemenin çok basit bir yolunu sunar. Express Card modülleri için hedef pazar, dizüstü bilgisayarlar ve küçük PC'lerdir. Geleneksel genişletme kartlarının aksine masaüstü bilgisayarlar, bilgisayar çalışırken herhangi bir zamanda Express kart sisteme bağlanabilir.

Express Card'ın popüler çeşitlerinden biri, Mini PCI biçim faktörlü kartların yerini alacak şekilde tasarlanmış PCI Express Mini Card'dır. Bu biçimde oluşturulmuş bir kart, hem PCI Express hem de USB 2.0'ı destekler. PCI Express Mini Card boyutları 30×56 mm'dir. PCI Express Mini Card, PCI Express x1'e bağlanabilir.

PCI-E'nin Faydaları

PCI Express teknolojisi, aşağıdaki beş alanda PCI'ye göre avantajlar kazanmıştır:

1. Daha iyi performans. Yalnızca bir şeritle, PCI Express'in verimi PCI'nin iki katıdır. Bu durumda verim, veri yolundaki hat sayısıyla orantılı olarak artar ve bunların maksimum sayısı 32'ye ulaşabilir. Ek bir avantaj, bilginin veri yolu boyunca her iki yönde aynı anda iletilebilmesidir.
2. Girdi-çıktı basitleştirme. PCI Express, daha az karmaşık bir mimari ve nispeten basit bir uygulama sunarken, AGP ve PCI-X gibi veri yollarından yararlanır.
3. Katmanlı mimari. PCI Express, önemli yazılım yükseltmelerine ihtiyaç duymadan yeni teknolojilere uyum sağlayabilen bir mimari sunar.
4. Yeni nesil I/O teknolojileri. PCI Express, bilgilerin zamanında alınmasını sağlayan eş zamanlı veri aktarım teknolojisinin yardımıyla size yeni veri alma fırsatları sunar.
5. Kullanım kolaylığı. PCI-E, kullanıcı tarafından sistem yükseltmelerini ve genişletmelerini büyük ölçüde basitleştirir. Ek biçimler ExpressCard gibi ekspres kartlar, sunuculara ve dizüstü bilgisayarlara yüksek hızlı çevre birimleri ekleme yeteneğini büyük ölçüde artırır.

Çözüm

PCI Express, çevre birimleri bağlamak için ISA, AGP ve PCI gibi teknolojilerin yerini alan bir veri yolu teknolojisidir. Kullanımı, bilgisayarın performansını ve ayrıca kullanıcının sistemi genişletme ve güncelleme yeteneğini önemli ölçüde artırır.