Genişletme yuvası pci e. PCI, PCI-X ve PCI Express veriyolları

HighPoint RocketRAID 2320: Laboratuvarımızdaki PCIe arabirimli ikinci SATA II RAID denetleyicisi.

PCI Express (PCIe) arabirimi yaklaşık bir buçuk yıldır piyasada, ancak yine de çoğunlukla yeni bir grafik kartı arabirimi olarak algılanıyor. PCI Express desteğine sahip masaüstü anakartları, bu arabirimle ek yuvalar sunar, ancak günümüzde nadiren kullanılmaktadır. Aslında, sunucular ve iş istasyonları için anakartlarda daha yüksek bant genişliğine sahip sürümler gibi.

PCI Express x16, teorik olarak PCI-X 533'ten (8GB / s'ye karşı 4.26GB / s) daha fazla bant genişliği sağlayabilirken, PCIe'nin PCI-X'in yerine daha eski veri yolu arabirimlerinin yerini alması amaçlandığını vurgulamak önemlidir. PCIe, pazarlama nedenleriyle AGP grafik arayüzünü değiştirmeyi ve ayrıca iki grafik kartı kullanımının yolunu açmayı amaçlıyordu. Ve eski 32 bit paralel PCI veri yolunun da değiştirilmesi gerekiyordu. PCI, modern anlamda pek iyi bir veri yolu değildir: nispeten düşük bant genişliği sunar ve ayrıca tüm PCI aygıtları arasında paylaşılır. Gigabit Ethernet, yüksek tanımlı çevre birimleri ve depolama denetleyicileri gibi modern teknolojiler daha yüksek bant genişliği gerektirir.

Gelelim PCI Express'in özüne: Bu arabirim PCI-X'ten daha hızlı olmak zorunda değildir, ancak daha basittir ve her aygıt için ayrı bant genişliği sağlar. Bugün PCI Express destekli sunucu/iş istasyonu yonga setlerinin giderek daha fazla ortaya çıkmasının nedeni budur: Her aygıta bant genişliği tahsis etmek çok caziptir.

Olası uygulamalardan biri, arayüzün "darlığından" uzun süredir muzdarip oldukları için hemen ağ ve depolama denetleyicileri olarak adlandırılabilir. Anlaşılır bir şekilde, 10 Gb/sn Ethernet test ortamı oluşturmak, depolama denetleyicilerini kullanmaktan daha zordur. Bu nedenle, test için RAID'i seçtik.

Aynı teknolojiye dayalı oldukları ve yalnızca arabirim açısından farklılık gösterdikleri için en yeni iki HighPoint Seri ATA II RAID RocketRAID denetleyicisini, Model 2220 ve 2320'yi seçtik. 2220, bir PCI-X modelidir ve 2320, bir x4 PCI Express arabirimi kullanır.

PCI-X, paralel Peripheral Components Interconnect (PCI) veri yolunun önemli ölçüde değiştirilmiş bir versiyonudur. Klasik bir bus topolojisine dayalıdır ve bağlanması için çok sayıda şerit/pin gerektirir. Yukarıda bahsettiğimiz gibi, mevcut bant genişliği tüm cihazlar arasında paylaşılır.

Bilgisayarınızdaki 32 bit genişliğindeki normal PCI'den farklı olarak, PCI-X 64 bitlik bir veri yoludur. Sonuç olarak bant genişliği, parça/pin sayısı ve yuva boyutu gibi otomatik olarak iki katına çıkar. Ancak iletim protokolleri, sinyaller ve bağlayıcı türleri dahil olmak üzere diğer her şey geriye dönük olarak uyumludur. Yani, PCI-X yuvasına 32 bit PCI kartı (3,3V) takılabilir. Ek olarak, birçok 64-bit PCI-X kartı, 32-bit PCI yuvalarında çalışabilir, ancak elbette önemli ölçüde azaltılmış bant genişliği ile.

Ancak veri yolunun bu genişlemesi bile SCSI, iSCSI, Fiber Kanal, 10-Gb / s Ethernet, InfiniBand ve diğerlerinin profesyonel denetleyicileri için yeterli bant genişliği sağlamadı. Bu nedenle, PCI-SIG (Özel İlgi Grubu), spesifikasyona PCI-X 66 (Rev. 1.0b) ile PCI-X 533 (Rev. 2.0) arasında değişen birkaç hız kademesi ekledi. Ayrıntılar için aşağıdaki tabloya bakın.

	lastik genişliği	saat frekansı	Fonksiyonlar	Bant genişliği
PCI-X 66	64 bit	66 MHz	Çalışır durumda fiş 3.3V	533 MB/sn
PCI-X 133	64 bit	133 MHz	Çalışır durumda fiş 3.3V	1.06 GB/sn
PCI-X 266		133 MHz (DDR)		2.13 GB / sn
PCI-X 533	64 bit, isteğe bağlı yalnızca 16 bit	133 MHz (QDR)	Çalışırken takılabilir, 3.3V ve 1.5V, ECC desteği	4,26 GB/sn

Gördüğünüz gibi PCI-X 133 ile 133 MHz'e ulaştıktan sonra saat hızı artık artmadı. Daha yüksek bant genişliği sağlamak için, muhtemelen bellek veri yollarından ve FSB'den aşina olduğunuz iki teknoloji kullanıldı. PCI-X 266, verilerin düşen ve yükselen bir saatte iletildiği Double Data Rate teknolojisine dayanır. PCI-X 533 daha da ileri gider ve Dörtlü Veri Hızını kullanır. Intel bu teknolojiyi uzun süredir Pentium 4 ve Xeon işlemciler için FSB için kullanıyor.

Soldaki geniş yuvalar 64-bit PCI-X veriyoludur.

Kaynak: PCI-SIG PCI-X 2.0 sunumu.

Yukarıda bahsettiğimiz gibi maksimum 4,26 GB/sn olan toplam bant genişliği bus'a bağlı tüm cihazlar arasında paylaşılmaktadır. Ek olarak, bir cihaz yüksek bir saat hızında çalışamıyorsa, sistem veriyolu hızını 33 MHz'e kadar en düşük toplam değere düşürür. Ancak, uyumluluk için ödenmesi gereken bedel budur. Ancak sorun, anakart üzerinde birden fazla PCI-X köprüsü uygulanarak çözülebilir. Bu yeteneğe sahip ürünler, Asus, Supermicro ve Tyan gibi şirketler de dahil olmak üzere tüm profesyonel üreticiler tarafından sunulmaktadır.

Geriye dönük uyumluluk, PCI-X için büyük bir artıdır. Yöneticiler, yeni donanımın doğru şekilde çalışacağından kesinlikle emin olmak isterler. Bu nedenle sunucu ve iş istasyonu pazarında yeni teknolojilerin tanıtımı o kadar hızlı değil. Geriye dönük uyumlu, yeterli performans sağlayan ve geniş bir donanım tabanına sahip olan teknolojiye neden elveda diyorsunuz? PCI-SIG grubu zaten PCI-X 1066 standardı üzerinde çalıştığı için bu durumun gelecekte değişmesi olası değildir. Bant genişliğini bir kez daha ikiye katlayacak ve ayrıca veri sıkıştırma "üzerinde" gibi yeni özellikler alacak. sinek", otomatik geri dönüş yolları ve arızalardan koruma. Ek olarak, eşzamanlı aktarım desteği görünebilir, ancak daha sonra geleneksel PCI ile uyumluluğu bırakmanız gerekir.

1991 baharında Intel, ilk prototip PCI veri yolunun geliştirilmesini tamamladı. Mühendisler, 486, Pentium ve Pentium Pro işlemcilerin gerçekleştirilmesine olanak sağlayacak ucuz ve üretken bir çözüm geliştirmekle görevlendirildi. Ek olarak, VLB veri yolunu tasarlarken (elektrik yükü 3'ten fazla genişletme kartının bağlanmasına izin vermedi) VESA tarafından yapılan hataların dikkate alınması ve ayrıca otomatik cihaz konfigürasyonunun uygulanması gerekiyordu.

1992'de PCI veri yolunun ilk versiyonu ortaya çıkar, Intel veri yolu standardının açılacağını duyurur ve PCI Özel İlgi Grubunu oluşturur. Bu sayede, ilgilenen herhangi bir geliştirici, bir lisans satın almaya gerek kalmadan PCI veri yolu için cihazlar oluşturma fırsatı elde eder. Otobüsün ilk versiyonu 33 MHz saat frekansına 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'dir, ancak gerçekte bant genişliği yaklaşık 80 MB / s idi.

Temel özellikleri:

• veri yolu frekansı - 33.33 veya 66.66 MHz, senkron iletim;
• veri yolu genişliği - 32 veya 64 bit, çoğullanmış veri yolu (adres ve veriler aynı hatlar üzerinden iletilir);
• 33.33 MHz - 133 MB / s'de çalışan 32 bit sürüm için en yüksek bant genişliği;
• bellek adres alanı - 32 bit (4 bayt);
• giriş-çıkış bağlantı noktalarının adres alanı - 32 bit (4 bayt);
• yapılandırma adres alanı (bir işlev için) - 256 bayt;
• voltaj - 3,3 veya 5 V.

Konektörlerin fotoğrafı:

MiniPCI - 124 pin
MiniPCI Express MiniSata / mSATA - 52 pin
Apple MBA SSD, 2012
Apple SSD, 2012
Apple PCIe SSD
MXM, Grafik Kartı, 230/232 pin
MXM2 NGIFF 75 pim ANAHTAR A PCIe x2 ANAHTAR B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, Grafik Kartı, 314 pin
PCI 5V
PCI Evrensel
PCI-X 5v
AGP Evrensel
AGP 3.3 v
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 veri yolu 8 bit
ISA (endüstri standardı mimarisi) - 16 bit
eISA
MBA - Micro Bus mimarisi 16 bit
MBA - 16 bit videolu Micro Bus mimarisi
MBA - Micro Bus mimarisi 32 bit
MBA - 32 bit videolu Micro Bus 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 iletişim Yükseltici)
PCI-X (PCI Çevre Birimi) 3.3v
PCI-X 5v
PCI 5v + RAID seçeneği - ARO
AGP 3.3v
AGP 1.5v
AGP Evrensel
AGP Pro 1.5v
AGP Pro 1.5v + ADC gücü
PCIe (çevresel bileşen ara bağlantı ekspres) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

Yaygınlaşan temel standardın ilk versiyonu, sadece 5 voltluk bir sinyal voltajına sahip hem kartları hem de yuvaları kullandı. En yüksek verim - 133 MB / s.

PCI 2.1 - 3.0

Sürüm 2.0'dan, birkaç veri yolu yöneticisinin (İngilizce bus-master, rekabetçi mod olarak adlandırılan) aynı anda çalışması olasılığı ve ayrıca 5 voltaj kullanarak her iki yuvada da çalışabilen evrensel genişletme kartlarının görünümü ile farklılık gösterdiler. volt ve 3 , 3 volt kullanan yuvalarda (sırasıyla 33 ve 66 MHz frekansında). 33 MHz için maksimum verim 133 MB / s ve 66 MHz için 266 MB / s'dir.

• Sürüm 2.1 - 3.3 voltluk kartlarla çalışın ve ilgili güç hatlarının varlığı isteğe bağlıydı.
• Sürüm 2.2 - bu standartlara uygun olarak yapılan genişletme kartlarının evrensel bir güç konektörü anahtarı vardır ve daha sonraki birçok PCI veri yolu yuvası çeşidinde ve ayrıca bazı durumlarda sürüm 2.1 yuvalarında çalışabilir.
• Sürüm 2.3, 5 volt anahtarlı 32 bit yuvaların sürekli kullanımına rağmen, 5 volt olarak derecelendirilmiş PCI kartlarıyla uyumlu değildir. Genişletme kartlarının evrensel bir konektörü vardır, ancak önceki sürümlerin (2.1'e kadar dahil) 5 voltluk yuvalarında çalışamazlar.
• Sürüm 3.0 - 3,3 volt PCI kartlara geçişi tamamlar, 5 volt PCI kartlar artık desteklenmemektedir.

PCI64

Veri hatlarının sayısını ve dolayısıyla bant genişliğini iki katına çıkaran, sürüm 2.1'de tanıtılan temel PCI standardının bir uzantısı. PCI 64 yuvası, normal PCI yuvasının genişletilmiş bir versiyonudur. Resmi olarak, 32 bit kartların 64 bit yuvalarla uyumluluğu (desteklenen ortak bir sinyal voltajı olması koşuluyla) tamamlanmıştır ve 64 bit kartın 32 bit yuvalarla uyumluluğu sınırlıdır (her durumda, performans kaybolmak). 33 MHz saat frekansında çalışır. En yüksek verim 266 MB / s'dir.

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

PCI 66

PCI 66, PCI 64'ün 66 MHz evrimidir; yuvada 3,3 volt kullanır; kartlar evrensel veya 3.3V form faktörüne sahiptir.En yüksek verim 533 MB / s'dir.

PCI 64/66

PCI 64 ve PCI 66 kombinasyonu, temel PCI standardının dört katına kadar veri aktarım hızına izin verir; Yalnızca evrensel ve 3,3 volt 32 bit genişletme kartlarıyla uyumlu 64 bit 3,3 volt yuvaları kullanır. PCI64 / 66 kartları ya evrensel (ancak 32-bit yuvalarla sınırlı uyumluluğa sahiptir) ya da 3.3V form faktörüne sahiptir (ikinci seçenek, popüler standartların 32-bit 33MHz yuvalarıyla temelde uyumsuzdur). En yüksek verim - 533 MB / s.

PCI-X

PCI-X 1.0, 100 ve 133 MHz olmak üzere iki yeni çalışma frekansının eklenmesiyle PCI64 veri yolunun genişletilmesinin yanı sıra birden fazla cihaz aynı anda çalıştığında performansı artırmak için ayrı işlemler için bir mekanizmadır. Genel olarak tüm 3.3V ve genel amaçlı PCI kartlarıyla geriye dönük uyumludur. PCI-X kartları genellikle 64-bit 3.3 V biçiminde çalışır ve PCI64 / 66 yuvalarıyla sınırlı geriye dönük uyumluluğa sahiptir ve bazı PCI-X kartları evrensel bir biçimdedir ve çalışabilir (bunun neredeyse hiçbir pratik değeri olmamasına rağmen) olağan PCI 2.2 / 2.3. Zor durumlarda, anakart ve genişletme kartı kombinasyonunun işlevselliğinden tamamen emin olmak için her iki cihazın üreticilerinin uyumluluk listelerine bakmak gerekir.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0 - PCI-X 1.0'ın yeteneklerini daha da genişletir; 266 ve 533 MHz frekansları ve ayrıca - veri iletim parite hatası düzeltmesi (ECC) eklendi. Özel olarak kullanılan 4 bağımsız 16 bitlik veri yoluna bölünmeye izin verir. gömülü ve endüstriyel sistemler; sinyal voltajı 1,5 V'a düşürüldü, ancak konektörler 3,3 V sinyal voltajı kullanan tüm kartlarla geriye dönük uyumlu. Şu anda, yüksek performanslı bilgisayarlar (güçlü iş istasyonları ve giriş seviyesi) pazarının profesyonel olmayan segmenti için sunucular), içinde PCI-X veriyolu, veri yolu destekli çok az sayıda anakart üretilir. Böyle bir segment için bir anakart örneği ASUS P5K WS'dir. Profesyonel segmentte RAID denetleyicilerinde, PCI-E için SSD sürücülerinde kullanılır.

Mini PCI

Ağırlıklı olarak dizüstü bilgisayarlarda kullanılmak üzere tasarlanmış form faktörü PCI 2.2.

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 veri yolu(fiziksel düzeyde bir bus olmasa da, noktadan noktaya bağlantıdır) kullanarak program modeli PCI veriyolları ve yüksek performanslı fiziksel protokol seri veri iletimi... PCI Express standardının geliştirilmesi, InfiniBand veri yolunun terk edilmesinden sonra Intel tarafından başlatıldı. Resmi olarak, ilk temel PCI Express özelliği Temmuz 2002'de yayınlandı. PCI Express, PCI Special Interest Group tarafından geliştiriliyor.

Paralel olarak 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, anahtara noktadan noktaya bağlantı yoluyla doğrudan bağlanan her aygıtla, bir anahtar ortamı aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurar. Ek olarak, PCI Express veri yolu şunları destekler:

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

PCI Express veri yolu yalnızca yerel veri yolu olarak kullanılmak üzere tasarlanmıştır. PCI Express yazılım modeli büyük ölçüde PCI'dan miras alındığından, mevcut sistemler ve denetleyiciler, yazılımı değiştirmeden yalnızca fiziksel katmanı değiştirerek PCI Express veri yolunu kullanacak şekilde değiştirilebilir. PCI Express veri yolunun yüksek performansı, onu AGP veriyolları yerine kullanmayı ve hatta PCI ve PCI-X'i mümkün kılar. Fiili PCI Express, kişisel bilgisayarlarda bu veri yollarının yerini almıştır.

• MiniCard (Mini PCIe), Mini PCI form faktörünün yerini almıştır. Mini Kart yuvasına şu otobüsler getirilir: x1 PCIe, 2.0 ve SMBus.
  • M.2, Mini PCIe'nin x4 PCIe ve SATA'ya kadar ikinci sürümüdür.
• ExpressCard, PCMCIA form faktörüne benzer. ExpressCard yuvasında x1 PCIe ve USB 2.0 veri yolları bulunur, ExpressCard'lar çalışırken takmayı destekler.
• AdvancedTCA, MicroTCA - modüler telekomünikasyon ekipmanı için form faktörü.
  
• Mobil PCI Express Modülü (MXM), NVIDIA tarafından dizüstü bilgisayarlar için tasarlanmış endüstriyel bir form faktörüdür. Grafik hızlandırıcıları bağlamak için kullanılır.
• PCI Express kablo özellikleri, bir bağlantının uzunluğunu onlarca metreye çıkarmayı mümkün kılar, bu da çevre birimleri önemli ölçüde uzakta olan bir bilgisayar oluşturmayı mümkün kılar.
  
• StackPC, istiflenebilir bilgisayar sistemleri oluşturmak için bir özelliktir. Bu spesifikasyon, StackPC, FPE genişletme konektörlerini ve bunların karşılıklı düzenlemesini açıklar.

Standardın port başına x32 hatta izin vermesine rağmen, bu tür çözümler fiziksel olarak oldukça hantaldır ve mevcut değildir.

Yıl serbest bırakmak	sürüm PCI Ekspres	kodlama	Hız aktarma	x hatlarında verim
				× 1	× 2	× 4	× 8	× 16
2002	1.0	8b / 10b	2,5 GT / sn	2	4	8	16	32
2007	2.0	8b / 10b	5 GT / sn	4	8	16	32	64
2010	3.0	128b / 130b	8 GT / sn	~7,877	~15,754	~31,508	~63,015	~126,031
2017	4.0	128b / 130b	16 GT / sn	~15,754	~31,508	~63,015	~126,031	~252,062
2019	5.0	128b / 130b	32 GT / sn	~32	~64	~128	~256	~512

PCI Ekspres 2.0

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

• Artan bant genişliği: 500 MB/sn tek hat bant genişliği veya 5 GT/sn ( Gigaişlemler / s).
• Cihazlar arasındaki aktarım protokolünde ve programlama modelinde iyileştirmeler yapılmıştır.
• Dinamik hız kontrolü (iletişim hızını kontrol etmek için).
• Bant genişliği uyarısı (yazılımı veri yolu hızı ve genişliğindeki değişiklikler hakkında bilgilendirmek için).
• Erişim Kontrol Hizmetleri - İsteğe bağlı noktadan noktaya işlem yönetimi yetenekleri.
• Yürütme zaman aşımı denetimi.
• İşlev düzeyinde sıfırlama - bir aygıtın (PCI aygıtı) içindeki işlevleri (PCI işlevleri) sıfırlamak için isteğe bağlı bir mekanizma.
• Güç sınırını geçersiz kıl (daha fazla güç tüketen aygıtları bağlarken yuva güç sınırını geçersiz kılmak için).

PCI Express 2.0, PCI Express 1.1 ile tamamen uyumludur (eski yonga setleri iki kat veri aktarım hızını destekleyemediğinden, eskileri yeni konektörlere sahip anakartlarda çalışır, ancak yalnızca 2.5 GT / s'de çalışır; yeni video adaptörleri sorunsuz çalışır eski PCI Express 1.x yuvaları).

PCI Ekspres 2.1

Fiziksel özellikler (hız, konektör) açısından 2.0'a karşılık gelir, yazılım kısmında tamamen 3.0 sürümünde tanıtılması planlanan işlevler eklenmiştir. Çoğu anakart sürüm 2.0 ile satıldığından, yalnızca 2.1'li bir ekran kartının bulunması 2.1 modunun kullanılmasına izin vermez.

PCI Ekspres 3.0

PCI Express 3.0 özellikleri Kasım 2010'da onaylandı. Arayüzün baud hızı 8 GT / s ( Gigaişlemler / s). Ancak buna rağmen, PCI Express 2.0 standardına kıyasla gerçek bant genişliği hala iki katına çıktı. Bu, veri yolu üzerinden gönderilen 128 bit verinin 130 bit ile kodlandığı daha agresif 128b / 130b kodlama şeması sayesinde elde edildi. Aynı zamanda, önceki PCI Express sürümleriyle tam uyumluluk korunmuştur. PCI Express 1.x ve 2.x kartları yuva 3.0'da çalışır ve tersine, 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 standartlaştırılabileceğini, ancak üretime hazırlanmakta olan bir dizi yonga ile 2016 yılının ortalarında, medya standardizasyonun 2017'nin başlarında beklendiğini bildirdi. 16 GT/s bant genişliğine sahip olması bekleniyor, yani PCIe 3.0'dan iki kat daha hızlı olacak.

Yorumunuzu bırakın!

PCI Express, 22 Temmuz 2002'de "doğdu". Intel Corporation, yaratıcısı oldu ve bu gün teknik belgeleri kullanıma sunuldu. Bu noktaya kadar, geliştirme aşamasında "otobüs" 3GIO (üçüncü nesil giriş-çıkış) olarak adlandırıldı. Bu iki isim, PCI SIG (şu anda bu standardı destekleyen kuruluş) tarafından markalaştırılmıştır.

PCIe, PCI veri yolunun (PiSiAi olarak okunur) yerini alan yüksek performanslı bir noktadan noktaya bağlantıdır. Fiziksel olarak farklı ortak kullanmaz işlemci ile iletişim için ayrılmış hatlar, ancak bağlı her cihaz için kendi hatları vardır. Sinyal iletim voltajı 0.8 volttur. Her kanal iki fiziksel iletken (dört kontak) ile temsil edilir. Bilgi yayınlarken, sekiz bit on ile kodlanır, bu da parazite karşı iyi koruma sağlar.

Ortak programlama modeli öncekine benzer. Bu durumda sıralı olarak gerçekleştirilen veri iletimi için yüksek bant genişliğine sahip fiziksel bir protokol kullanılır. Yüksek performanslı çevre birimlerini bağlamak için kullanılır. Sözde veri yoluna yerel bir veri alışverişi kanalı rolü verildi.

PCI Express'in PCI'dan Farkları

PCI öncelikle bir veriyoludur, yani ona bağlı tüm aygıtlar tarafından paylaşılan ortak bir kanaldır. Ve PCI Express - her cihazın fiziksel olarak yapılandırılmış kendi yolları vardır. Bilgi aktarımının dijital yapısının sürekliliği adaptasyonu basitleştirir eski lastikle çalışmak için daha önce üretilmiş mevcut ürünler. Üretimde ise tasarımda ufak tefek değişiklikler yapmak yeterli oluyor ve aynı çeşitliliği ancak yeni bir arayüzle üretebiliyorsunuz.

Çalışma prensibi, uyumluluk

İki yönlü olmak, bağlantı verileri sırayla aktarır toplu modda. Verim, her bir özel durumda uygulamaya bağlıdır. PCI Express, anakart üzerindeki yuvanın uzunluğunu belirleyen bir (1x), iki veya daha fazla taşıma hattı (2X, 4X, 6x, 8x, 12x, 16x, 32x) olabilir. Ekipmanın bunlardan herhangi biriyle çalışabilmesi karakteristiktir, ancak ciddi hızlar için uyarlanmış genişletme kartları fiziksel olarak daha az verimli yuvalara sığamaz, sadece boyut olarak eşleşmez. Aksine, kısa temas gruplarına sahip daha az verimli genişletme kartları, büyük olanlara kolayca sığabilir ve doğru şekilde çalışabilir.

Tabloda oranın bir özet tablosunu verdik hat sayısı ve bant genişliği:

Şu an müsait çoklu özellikler lastikler:

• PCI Express 1.0 ve 1.1.Şimdi pratikte kullanılmayan ilk ve en az üretken çözümler. Hala kullanımda olan eski panolara kaydedilirler.
• 2.0. Performansı tanımlayan tüm nitelikler gözden geçirildi ve geliştirildi, mantıksal protokoller geliştirildi, iletişim yönetimi kapsamlı bir şekilde optimize edildi ve eklenti otomatik algılaması geliştirildi.
• Harici kablo özellikleriPCIe... Ekipmanı 10 m uzunluğa kadar bir kabloyla bağlamanıza izin verir.
• 2.1. 3.0'dan önceki bazı gelişmiş özelliklere sahip orta seviye 2.0.
• 3.0. Yeni 128b/130b şifreleme sistemi sayesinde saniyede 8 gigaişlem hızı (GT/s) kullanıma sunulmuştur. Dolayısıyla pci 2.0 ile 3.0 arasındaki fark şifreleme ve veri aktarım hızlarındadır.
• 4.0. Standart yakın zamanda onaylandı - 10/05/2017. Bir öncekine kıyasla, hız iki katına çıkar. Sanallaştırma ile ilgili bazı göstergeler artırıldı, veri paketlerinin aktarımı optimize edildi.
• 5.0. Geçici olarak, sürüm kış-ilkbahar 2019 için planlanıyor. Sanal gerçekliği görselleştiren uygulamalar için genişletilmiş destek duyuruldu.

Mevcut konektörler ve bağlantı noktası türleri

Arayüz için birçok bağlantı noktası vardır. En yaygın olanlardan bazılarını ele alalım:

• MiniPCI-E (M.2). En yaygın bilgisayar protokollerinden bazıları ve x1 ve x4 PCIe arabirimli aygıtlar için ortak bir veri yolu.
• Hızlı kart. Benzer bir konektör, ancak yalnızca x1 PCIe için bir veri yolu pinine sahip.
• AdvancedTCA, MicroTCA - iletişim ekipmanı için bağlantı noktaları.
• MobilePCIExpressModule (MXM), video kartlarını bağlamak için bir NVIDIA geliştirmesidir.
• StackPC - süper bilgisayarlar oluşturmak için bilgi işlem cihazlarını ölçeklendirmenize olanak tanır.

Anakarttaki PCI Express sürümü nasıl bulunur

Genellikle anakarttaki yuvanın yanına yazılır, ancak başka bir yere de uygulanabilir. Hala sıklıkla paketin üzerine yaz anakart ve kılavuzda belirtin. Resmi siteye gidebilir ve anakart seri numarasını aramaya gidebilir veya spesifikasyonu ada ve revizyona (çeşit) göre aramayı deneyebilirsiniz.

En üretken x16 yuvaları için en yaygın çevre birimleri video kartları ve ssd disklerdir. Ek USB, SATA ve benzeri yüksek hızlı bağlantı noktaları gibi denetleyiciler veya ses, müzik kartları, Wi-Fi modülleri gibi çeşitli adaptörler nadir değildir.

Video kartı

HDD

kablosuz adaptör

PCI Express pin çıkışı

Örnek olarak en büyük ve en hızlı bağlantı noktasının hatlarını kullanarak iletişim hattı çıkışlarının konumunu kapsamlı bir şekilde göstermek daha kolaydır.

PCI-Express 16x yuvasının kontak grubunun cihazı:

PCIe bağlantısı değerini kanıtlamıştır. Bilgi aktarım hızı ve çalışma kararlılığı için tüm modern gereksinimleri karşılar. sahip olmak büyük potansiyel modernizasyon, farklı nesillerden çok sayıda cihazın uyumluluğunun korunmasına izin verir: kontrolörler, adaptörler. Ayrıca, bilgi işlem gücünü artırmak için geniş bir kanal görevi görür. Telekomünikasyon alanı, bu teknolojinin özel ve beklenmedik bir uygulama yeri haline geldi.

2002 yılında tanıtılan bu ulaşım türü veriler hala en alakalı, yaygın, sürekli gelişen ve hala umut verici.

PCI Express, çeşitli bileşenleri bir masaüstü bilgisayara bağlamak için kullanılan bir veri yoludur. Video kartlarını, ağ kartlarını, ses kartlarını, WiFi modüllerini ve diğer benzer cihazları bağlamak için kullanılır. Bu veri yolunun geliştirilmesine 2002 yılında Intel tarafından başlandı. Kar amacı gütmeyen bir kuruluş olan PCI Special Interest Group, şu anda bu veri yolunun yeni sürümlerini geliştiriyor.

Şu anda, PCI Express veri yolu, AGP, PCI ve PCI-X gibi eski veri yollarının yerini tamamen almıştır. PCI Express veri yolu, anakartın altında yatay konumda bulunur.

PCI Express ve PCI arasındaki fark nedir

PCI Express, PCI veri yolu etrafında tasarlanmış bir veri yoludur. PCI Express ve PCI arasındaki temel farklar fiziksel düzeyde yatmaktadır. PCI ortak bir veri yolu kullanırken, PCI Express bir yıldız topolojisi kullanır. Her PCI Express aygıtı, ayrı bir bağlantıyla ortak bir anahtara bağlanır.

PCI Express yazılım modeli, PCI modelini birçok yönden takip eder. Bu nedenle, mevcut CI denetleyicilerinin çoğu, PCI Express veri yolunu kullanmak için kolayca değiştirilebilir.

Ek olarak, PCI Express veri yolu aşağıdaki gibi yeni özellikleri destekler:

• Sıcak takma cihazları;
• Garantili veri alışverişi hızı;
• Enerji tüketimi yönetimi;
• İletilen bilgilerin bütünlük kontrolü;

PCI Express veri yolu nasıl çalışır?

PCI Express veri yolu, aygıtları bağlamak için çift yönlü bir seri bağlantı kullanır. Ayrıca, böyle bir bağlantı bir (x1) veya birkaç (x2, x4, x8, x12, x16 ve x32) ayrı hatta sahip olabilir. Bu tür hatlar ne kadar çok kullanılırsa, PCI Express veri yolu tarafından o kadar yüksek veri aktarım hızı sağlanabilir. Desteklenen şerit sayısına bağlı olarak, anakart üzerindeki boyut farklılık gösterecektir. Bir (x1), dört (x4) ve on altı (x16) çizgili yuvalar vardır.

PCI Express ve PCI yuva boyutlarının görsel gösterimi

Ayrıca, yuvada aynı veya daha fazla satır varsa, herhangi bir PCI Express aygıtı herhangi bir yuvada çalışabilir. Bu, ana kartınızdaki x16 yuvasına x1 yuvalı bir PCI Express kartı takmanıza olanak tanır.

PCI Express bant genişliği, şerit sayısına ve veri yolu sürümüne bağlıdır.

Gbps cinsinden bir / iki yön
	satır sayısı
	x1	x2	x4	x8	x12	x16	x32
PCIe 1.0	2/4	4/8	8/16	16/32	24/48	32/64	64/128
PCIe 2.0	4/8	8/16	16/32	32/64	48/96	64/128	128/256
PCIe 3.0	8/16	16/32	32/64	64/128	96/192	128/256	256/512
PCIe 4.0	16/32	32/64	64/128	128/256	192/384	256/512	512/1024

Bir ekran kartı seçmeniz gerekiyorsa veya bizi arayın, size yardımcı olalım!

ISA otobüsü

Veri yolu arayüzü standartları

Bus genişliği arttıkça ve bilgisayardaki saat frekansı arttıkça bus arayüzünün standartları da değişti. Şu anda bilgisayarlar aşağıdaki ana veri yolu arabirim standartlarını kullanır:

· ISA otobüsü;

· PCI veri yolu;

MCA (Mikro Kanal Mimarisi), EISA (Genişletilmiş Endüstri Standardı Mimarisi) ve VESA gibi yaygın olarak yerel veri yolu, VL veri yolu olarak adlandırılan ve Video Elektronik Standartları Derneği (VESA) video elektroniği tarafından geliştirilen diğer standartlar şu anda kullanılmamaktadır.

İlk yaygın veri yolu arabirim standardı olan Endüstri Standardı Mimarisi (ISA) veri yolu, IBM tarafından IBM PC AT bilgisayarını (1984) oluşturduklarında geliştirilmiştir. 8.33 MHz'de saat hızına sahip bu 16-bit veri yolu, hem 8-bit hem de 16-bit genişletme kartlarını (sırasıyla 8.33 MB/s ve 16.6 MB/s bant genişliği) barındırabilir.

Yüksek hızlı harici cihazlar ile RAM arasındaki veri alışverişi, işlemcinin katılımıyla gerçekleştirilir ve bu, bazı durumlarda bilgisayar performansının düşmesine neden olabilir. ISA veriyolunda tanıtılan doğrudan erişim modunda, çevresel aygıt doğrudan DMA (Doğrudan Bellek Erişimi) kanalları aracılığıyla RAM'e bağlanır. Bu veri alışverişi modu, büyük miktarda bilgiyi aktarmak için yüksek bir hızın gerekli olduğu durumlarda (örneğin, bir sabit diskten belleğe veri yüklerken) en etkilidir.

Doğrudan bellek erişimini düzenlemek için, ana karttaki mikro devrelerden birine yerleşik bir DMA denetleyicisi kullanılır. Boş DMA kanallarından biri aracılığıyla doğrudan belleğe erişim gerektiren bir cihaz, denetleyiciye, nereye veya nereye veri gönderileceğini (adres), veri bloğunun başlangıç ​​adresini ve veri miktarını söyleyerek kontrolöre hitap eder. Değişim, işlemcinin katılımıyla başlatılır, ancak asıl veri aktarımı işlemcinin değil DMA denetleyicisinin kontrolü altında gerçekleştirilir.

ISA veri yolu modern anakartlarda yoktur ve yalnızca eski bilgisayarlarda varlığını sürdürmüştür.

PCI (Peripheral Component Interconnect) veri yolu, Intel tarafından bir dizi başka firmayla birlikte 1993 yılında yeni yüksek performanslı Pentium işlemcisi için geliştirildi.

Tüm PCI standartları şu anda PCI-SIG (PCI - Special Interest Group) (PCI - Special Interest Group) tarafından geliştirilmekte ve sürdürülmektedir.

2004 yılında kabul edilen en son PCI standardı olan PCI 3.0, hem 33 MHz saat hızına hem de 133 MB / s tepe bant genişliğine sahip 32 bit bir veri yolunu ve ayrıca 33 ve 66 saat hızlarına sahip 64 bit veriyollarını tanımlar. MHz ve en yüksek bant genişliği sırasıyla 266 ve 533 MB / s.

PCI veriyolunda veri aktarımını hızlandırmak için çoğuşma modu kullanılır. Bu modda, herhangi bir adreste bulunan veriler tek tek değil, hemen bir bütün olarak iletilir.

PCI veri yolunun altında yatan ilke, PCI veri yolu ile diğer veri yolları arasında iletişim kuran sözde köprülerin kullanılmasıdır. PCI veri yolunun önemli bir özelliği, DMA kanalları yerine, işlemcinin katılımı olmadan harici bir cihazın veri yolunu kontrol etmesine izin veren daha verimli bir veri yolu mastering modu uygulamasıdır. Bilgi aktarımı sırasında Bus Mastering'i destekleyen bir cihaz bus'ı yakalar ve master olur. Bu yaklaşımla, veriler aktarılırken CPU diğer görevleri gerçekleştirmek için serbest bırakılır. Bu, özellikle Windows ve Unix gibi çok görevli işletim sistemlerini kullanırken önemlidir.

Anakart üzerindeki PCI kartının konektörleri Şekil 2'de gösterilmiştir. ?????.

Pirinç. ?????. Anakart üzerindeki PCI kart yuvaları:

a) 32-bit konektör; b) 64-bit soket

PCI standardına bir ek, PCI Hot Plug v1.0'dır. Bu standarda uygun PCI aygıtları, bilgisayar çalışırken yuvaya takılabilir veya yuvadan çıkarılabilir - buna hot plug denir.

PCI veri yolları, modern bilgisayarlarda, ses kartı veya modem gibi sistem biriminin dahili aygıtlarını bağlamak için kullanılır. Bununla birlikte, grafik aygıtları için bu veri yollarının veri aktarım hızları yetersizdir, bu nedenle yeni bir PCI-SIG standardı geliştirildi - sırasıyla 66, 133, 266 ve 533 MHz saat frekanslarına ve en yüksek bant genişliklerine sahip PCI-X (X eXtended anlamına gelir) , 533. 1066, 2132 ve 4264 MB/sn. Bu standart, PCI 3.0 ile geriye dönük uyumludur, yani. bilgisayarınız hem PCI 3.0 kartlarını hem de PCI-X kartlarını kullanabilir.

PCI-X standardının en son sürümü olan PCI-X 2.0, 2002'de kabul edildi. Şu anda, bu standardın veri yolları pratikte kullanılmamaktadır, çünkü aynı yıl PCI-SIG, temelde yeni bir PCI veri yolu standardı olan PCI Express'i geliştirmeye başlamıştır.

PCI-E veya PCe olarak da adlandırılan PCI Express, PCI ve PCI-X veri yolu tarafından kullanılan paralel paylaşımlı yapının, anahtarları kullanan aygıtları zincirleme zincirleme ile değiştirir. Bu standardın eski adı 3GIO'dur (3. Nesil Giriş/Çıkış).

En son geçerli PCI Express standardı, 2006'da kabul edilen PCI Express Base 2.0'dır.

Tüm aygıtların ortak bir 32 bit paralel tek yönlü veriyoluna bağlı olduğu PCI standardından farklı olarak, PCI Express, aygıtı bağlamak için bakır bükümlü çift üzerinden uygulanan bir veya daha fazla çift yönlü noktadan noktaya seri bağlantı kullanır.

Bükümlü çift üzerinden iletişim kurarken, düşük voltajlı diferansiyel sinyalleme yöntemi - LVDS (Düşük Voltaj Diferansiyel Sinyali) kullanılır. LVDS'deki veriler sırayla, bit parça iletilir. Bu durumda, bir sinyali iletmek için bir diferansiyel çift kullanılır, yani. verici tarafın, alıcı tarafta karşılaştırılan çiftin iletkenlerine farklı voltaj seviyeleri uyguladığı. Bilgileri kodlamak için çiftin iletkenleri arasındaki voltaj farkı kullanılır. Sinyalin küçük genliği ve ayrıca bir çiftin tellerinin birbirleri üzerindeki önemsiz elektromanyetik etkisi, hattaki gürültüyü azaltmaya ve yüksek frekanslarda veri iletmeye izin verir, yani. yüksek hız ile. Veri aktarım hızını artırmak için, üzerinden bitlerin paralel olarak iletildiği birkaç bağlantı (bükümlü çiftler) kullanılabilir, yani. eşzamanlı.

PCI Express, verileri aktarmak için bir veya daha fazla bağlantı kullanabilir. Bir aygıt için bağlantı sayısı, x harfinin ardından (veya öncesinde) bir sayı kullanılarak belirtilir. Spesifikasyon şu anda 1x, 2x, 4x, 8x, 16x ve 32x bağlantılarını tanımlar. Bu PCI Express veri yolu bağlantılarının her biri (henüz kullanılmayan 32x bağlantısı dışında) kendi konektör tipine sahiptir. İncirde. ???? en yaygın PCI Express yuvaları gösterilmektedir: 1x, 2x, 4x, 8x ve 16x.

Pirinç. ?????. En yaygın PCI Express yuvaları: a) 1x yuva; b) 4x yuvası;

c) 8x yuva; d) 16x yuva;

Bir bağlantı başına PCI Express veri yolundaki verim şu anda 2,5 Gb / s'dir ve 10 Gb / s'ye çıkma olasılığı vardır. PCI Express, bir sonraki bölümde tartışılan AGP standardının yanı sıra PCI ve PCI-X'in yerini almak üzere tasarlanmıştır. Bununla birlikte, PCI Express standardı bu standartlarla uyumludur ve görünüşe göre uzun bir süre onlarla birlikte kullanılacaktır ve şu anda PCI ve AGP standartlarına göre birçok kart üretilmeye devam etmektedir.