Izgleda kao pci express konektor. PCI Express - šta je to i glavne karakteristike

U ovom članku ćemo raspravljati o razlozima uspjeha PCI magistrale i opisati tehnologiju visokih performansi koja je zamjenjuje - PCI Express sabirnicu. Takođe ćemo razmotriti istoriju razvoja, nivoe hardvera i softvera PCI Express magistrale, karakteristike njene implementacije i navesti njene prednosti.

Kada je početkom 1990-ih. kada se pojavio, svojim tehničkim karakteristikama značajno je nadmašio sve autobuse koji su postojali do tada, kao što su ISA, EISA, MCA i VL-bus. U to vrijeme, PCI (Peripheral Component Interconnect) sabirnica, koja je radila na 33 MHz, bila je vrlo pogodna za većinu perifernih uređaja. Ali danas se situacija na mnogo načina promijenila. Prije svega, brzine procesora i memorije su značajno povećane. Na primjer, brzina procesora je porasla sa 33 MHz na nekoliko GHz, dok je radna frekvencija PCI porasla na samo 66 MHz. Pojava tehnologija kao što su Gigabit Ethernet i IEEE 1394B zaprijetila je da se sav propusni opseg PCI magistrale može potrošiti na servisiranje jednog uređaja zasnovanog na ovim tehnologijama.

Istovremeno, PCI arhitektura ima niz prednosti u odnosu na svoje prethodnike, pa je bilo neracionalno potpuno je revidirati. Prije svega, ne ovisi o tipu procesora, podržava izolaciju bafera, tehnologiju upravljanja magistralom i PnP tehnologiju u potpunosti. Izolacija bafera znači da PCI magistrala radi nezavisno od interne procesorske magistrale, što omogućava da procesorska magistrala funkcioniše nezavisno od brzine i opterećenja sistemske magistrale. Sa tehnologijom otmice magistrale, periferni uređaji mogu direktno kontrolirati prijenos podataka na magistrali, umjesto da čekaju pomoć od centralnog procesora, što bi uticalo na performanse sistema. Konačno, Plug and Play podrška omogućava automatsku konfiguraciju i konfiguraciju uređaja koji je koriste i izbjegava gnjavažu sa kratkospojnicima i prekidačima, koji su prilično uništili živote vlasnika ISA uređaja.

Uprkos nesumnjivom uspehu PCI, on se trenutno suočava sa ozbiljnim problemima. To uključuje ograničenu propusnost, nedostatak mogućnosti prijenosa podataka u realnom vremenu i nedostatak podrške za mrežne tehnologije sljedeće generacije.

Komparativne karakteristike različitih PCI standarda

Treba napomenuti da stvarna propusnost može biti manja od teorijske zbog principa protokola i posebnosti topologije magistrale. Osim toga, ukupna propusnost se dijeli između svih uređaja povezanih na njega, tako da što je više uređaja na magistrali, to svaki od njih dobiva manji propusni opseg.

Poboljšanja standarda kao što su PCI-X i AGP su dizajnirana da eliminišu njegov glavni nedostatak - nisku brzinu takta. Međutim, povećanje frekvencije takta u ovim implementacijama dovelo je do smanjenja efektivne dužine magistrale i broja konektora.

Nova generacija sabirnice - PCI Express (ili skraćeno PCI-E), prvi put je predstavljena 2004. godine i bila je namijenjena rješavanju svih problema sa kojima se suočavao prethodnik. Većina novih računara danas ima PCI Express. Iako su u njima prisutni i standardni PCI slotovi, nije daleko vrijeme kada će sabirnica ući u povijest.

PCI Express arhitektura

Arhitektura sabirnice ima slojevitu strukturu, kao što je prikazano na slici.

Sabirnica podržava model PCI adresiranja, što omogućava svim trenutno postojećim drajverima i aplikacijama da rade sa njom. Osim toga, PCI Express magistrala koristi standardni PnP mehanizam koji je obezbjeđivao prethodni standard.

Razmotrite svrhu različitih nivoa PCI-E organizacije. Na programskom nivou magistrale formiraju se zahtjevi za čitanje/pisanje, koji se prenose na nivou transporta pomoću posebnog paketnog protokola. Sloj podataka je odgovoran za kodiranje koje ispravlja greške i osigurava integritet podataka. Osnovni hardverski sloj sastoji se od dualnog simpleks kanala sastavljenog od para za prenos i prijem, koji se zajednički nazivaju linkom. Ukupna brzina magistrale od 2,5 Gb/s znači da je propusni opseg za svaku PCI Express traku 250 Mb/s u svakom smjeru. Uzimajući u obzir gubitak opterećenja protokola, oko 200 Mb/s je dostupno za svaki uređaj. Ovaj propusni opseg je 2-4 puta veći od onoga što je bilo dostupno za PCI uređaje. I, za razliku od PCI-ja, ako je propusni opseg raspoređen na sve uređaje, onda ide na svaki uređaj u potpunosti.

Danas postoji nekoliko verzija PCI Express standarda, koje se razlikuju po propusnosti.

PCI Express x16 propusni opseg sabirnice za različite PCI-E verzije, Gb/s:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

PCI-E bus formati

Trenutno postoje različite opcije za PCI Express formate, ovisno o namjeni platforme - desktop računar, laptop ili server. Serveri koji zahtijevaju veću propusnost imaju više PCI-E slotova, a ovi slotovi imaju više trankova. Nasuprot tome, laptopovi mogu imati samo jednu liniju za uređaje srednje brzine.

PCI Express x16 grafička kartica.

PCI Express kartice za proširenje su vrlo slične PCI karticama, ali PCI-E slotovi imaju povećanu adheziju kako bi osigurali da kartica ne isklizne iz slota zbog vibracija ili tokom transporta. Postoji nekoliko faktora oblika PCI Express slotova, čija veličina zavisi od broja traka u upotrebi. Na primjer, autobus sa 16 traka označen je kao PCI Express x16. Iako ukupan broj traka može biti čak 32, u praksi je većina matičnih ploča sada opremljena PCI Express x16.

Manji faktori oblika mogu se priključiti u veće utore bez ugrožavanja performansi. Na primjer, PCI Express x1 kartica se može priključiti u PCI Express x16 slot. Kao i kod PCI magistrale, možete koristiti PCI Express produžni kabel za povezivanje uređaja ako je potrebno.

Pojava raznih vrsta konektora na matičnoj ploči. Od vrha do dna: PCI-X slot, PCI Express x8 slot, PCI slot, PCI Express x16 slot.

Express Card

Standard Express Card nudi vrlo jednostavan način za dodavanje hardvera sistemu. Ciljno tržište za module Express Card su laptopi i mali računari. Za razliku od tradicionalnih desktop kartica za proširenje, Express kartica se može priključiti na sistem kad god računar radi.

Jedna od popularnih Express kartica je PCI Express Mini Card, dizajnirana kao zamjena za Mini PCI kartice. Kartica kreirana u ovom formatu podržava i PCI Express i USB 2.0. Dimenzije PCI Express Mini kartice su 30 × 56 mm. PCI Express Mini kartica se može povezati na PCI Express x1.

Prednosti PCI-E

PCI Express tehnologija je pružila prednost u odnosu na PCI u sljedećih pet područja:

1. Veća produktivnost. Sa samo jednom trakom, PCI Express ima dvostruko veću propusnost od PCI. U ovom slučaju, propusnost raste proporcionalno broju linija u magistrali, čiji maksimalni broj može dostići 32. Dodatna prednost je što se informacije o magistrali mogu prenositi istovremeno u oba smjera.
2. Pojednostavljenje I/O. PCI Express koristi prednosti magistrala kao što su AGP i PCI-X dok nudi manje složenu arhitekturu i uporednu lakoću implementacije.
3. Slojevita arhitektura. PCI Express nudi arhitekturu koja može prihvatiti nove tehnologije i ne zahtijeva značajnu nadogradnju softvera.
4. I/O tehnologije nove generacije. PCI Express pruža nove mogućnosti za akviziciju podataka korištenjem tehnologije istovremenog prijenosa podataka, osiguravajući pravovremeni prijem informacija.
5. Jednostavnost upotrebe. PCI-E znatno olakšava korisniku nadogradnju i proširenje sistema. Dodatni formati Express kartica, kao što je ExpressCard, dramatično povećavaju mogućnost dodavanja perifernih uređaja velike brzine na servere i laptope.

Zaključak

PCI Express je tehnologija periferne magistrale koja zamjenjuje tehnologije kao što su ISA, AGP i PCI. Njegovom upotrebom značajno se povećavaju performanse računara, kao i mogućnost korisnika da proširi i ažurira sistem.

Ukratko o istoriji...

Po prvi put, poseban interfejs dizajniran da postanezamjena za PCI magistralu za video kartice, predstavljena je 1997. godine. AGP (Accelerated Graphics Port) - ovako je Intel predstavio svoj novi razvoj istovremeno sa zvaničnom najavom čipseta za Intel Pentium II procesore.

Deklarisane beneficijeAGP prije svog prethodnikaPCIbili značajni:

• viša radna frekvencija (66 MHz);
• povećana propusnost između video kartice i sistemske magistrale;
• direktan prijenos informacija između video kartice i RAM-a, zaobilazeći procesor;
• poboljšan sistem napajanja;
• brzi pristup zajedničkoj memoriji.

Usklađen razvojni standardAGP 1x (AGP 1.0 specifikacija) nije primljen zbog male brzine rada sa memorijom i skoro je odmah poboljšan, a brzina mu je udvostručena - tako se pojavio interfejs AGP 2x. Prenoseći 32 bita (4 bajta) po ciklusu, AGP 2x port bi mogao pružiti vrhunske performanse bez presedana u to vrijeme od 66,6x4x2 = 533 MB/ s.

Godine 1998. objavljen je AGP 4x standard (AGP 2.0 specifikacija) koji omogućava prijenos do 4 bloka informacija po ciklusu. Istovremeno, napon signala porta je smanjen sa 3,3 na 1,5 V. Maksimalna propusnost AGP 4x postala je oko 1GB/ s... U budućnosti se razvoj specifikacija odugovlačio - razlog tome je bila vrlo mala brzina postojeće flote video akceleratora u to vrijeme, kao i mala brzina razmjene sa RAM-om.

Čim je tehnički napredak "odmarao" na sabirnici, za koju se pokazalo da je premala za prijenos ogromnih tokova podataka modernim video karticama, odobren je novi standard - AGP 8x (specifikacija AGP 3.0). Kao što ste mogli pretpostaviti, može prenijeti do 8 blokova informacija po taktu i ima vršni propusni opseg od 2GB/ s... AGP 8x sabirnica je unatrag kompatibilna sa AGP 4x.

Industrija visoke tehnologije uvijek vrtoglavo raste. Obim prenetih i prenetih podataka se povećava, teksture i njihov kvalitet rastu, sve to svakako tera svakog od proizvođača da protrese stvari za sebe i proizvede nešto novo i visokotehnološko (standard, specifikacije, protokol, interfejs) što će vezati novu rundu u sferizdravo- tech.

Zvanično, prva osnovna PCI Express specifikacija pojavila se u julu 2002. godine, obilježavajući tako dan postepene "smrti" AGP 8x ...

Uvod

U ovom trenutku, moderni Intel P45/X48 čipset ima zvaničnu podršku za PCI Express 2.0 specifikacije, čime se vrlo uobičajeni Intel P35 ne može pohvaliti. Za one koji će tek kupiti modernu matičnu ploču na Intel platformi, izbor ostaje sasvim očigledan - P45/X48 čipset, a nećete se suočiti s dilemom "dovoljno ili nedovoljno" PCI Express 1.1 za trenutni hi- krajnja ili srednja video kartica. Ali šta je sa vlasnicima P35? Da opet trčim u radnju?

U našem današnjem materijalu pokušaćemo da stavimo tačke na "I" u pogledu prednosti PCI-E 2.0 nad PCI-E 1.1 za moderne akceleratore. Eksperimentalno ćemo analizirati i performanse video kartica pri radu sa različitim interfejsima, na osnovu čega će se izvesti zaključak o praktičnoj vrednosti PCI-E 2.0.

I prije nego što nastavimo s bilo kakvim objektivnim testovima, hajdemo malo dublje ući u teoriju, naime, shvatit ćemo kako sve to općenito funkcionira.

PCI- Express- ukratko o glavnom

Kao što je gore spomenuto, osnovna PCI Express specifikacija pojavila se u julu 2002. godine. Sa svojom velikom brzinom i vrhunskim performansama, PCI Express ne ostavlja prostora za svog prethodnika AGP. Po svom softverskom modelu, novi PCI-E interfejs je u mnogo čemu sličan PCI-u, što olakšava prilagođavanje postojeće flote svih vrsta uređaja novom interfejsu bez značajnih softverskih "prilagođavanja".

Princip rada PCI Express-a zasniva se na serijskom prijenosu podataka. Sabirnica je paketna mreža zvjezdaste topologije. PCI-E uređaji komuniciraju korištenjem dvosmjerne veze od tačke do tačke koja se zove "Linija". Svaka PCI Express veza može se sastojati od jedne (1x) ili više traka (4x, 16x, itd.).

Za osnovnu PCI-Express 1x konfiguraciju, teoretski propusni opseg je 250 MB/s u svakom smjeru (prijenos/prijem). Shodno tome, za PCI-E x16, ova vrijednost je 250 MB / s x 16 = 4 GB / s.

Važno je napomenuti da s fizičke strane, sučelje omogućava, na primjer, bilo kojoj matičnoj ploči s PCI-E 1x sučeljem da pouzdano radi ne samo u standardnom, već iu bilo kojem drugom PCI Express slotu veće propusnosti (4x, 16x). itd.). U ovom slučaju, maksimalni broj uključenih linija ovisi samo o svojstvima uređaja.

U svim protokolima velike brzine uvijek se postavlja pitanje otpornosti na buku. S tim u vezi, PCI Express koristi dobro poznatu šemu 8/10 ili višak prometa (8 bitova podataka koji se prenose preko kanala zamjenjuju se sa 10 bitova, tako se generiraju dodatne informacije, oko 20% ukupnog "protoka") .

PCIExpress 2.0

Standard je zvanično odobren 15. januara 2007. godine. U drugoj reviziji PCI Express-a, propusnost jednog kanala je značajno povećana - do 5 Gb/s (PCI Express 1.x - 2,5 Gb/s). To znači da sada za x16 liniju maksimalna brzina prijenosa podataka može doseći 8 GB/s u oba smjera naspram 4 GB/s za stari PCI Express 1.x.

Posebno, PCI Express 2.0 je potpuno kompatibilan sa PCI Express 1.1. Zapravo, to znači da će stare video kartice raditi tiho na matičnim pločama sa novim konektorima, a novi video adapteri će raditi bez problema u starim PCI Express 1.x slotovima.

Možda, uz ovu teoriju i glavne karakteristike PCI Express-a, da zaokružimo, vrijeme je da započnemo relevantne testove, koje ćemo, u stvari, uraditi, međutim, malo u nastavku, ali za sada, upoznajmo se s testom učesnike detaljno.

O učesnicima testa

Nažalost, u vrijeme testiranja nije bilo moguće pokriti veći set grafičkih akceleratora, što ćemo svakako popraviti u budućnosti. Low-End video kartice su namjerno isključene iz testova, jer su od male koristi za režime visoke rezolucije (preko 1280x1024) sa maksimalnim detaljima slike, gdje se mogu otkriti prednosti PCI-E 2.0 u odnosu na mlađi PCI-E 1.1 .

Gotovo sve moderne matične ploče trenutno su opremljene PCI-E x16 utorom za proširenje. To nije iznenađujuće: u njemu je instaliran diskretni grafički akcelerator, bez kojeg je stvaranje produktivnog osobnog računala općenito nemoguće. Riječ je o njegovoj pretpovijesti pojave, tehničkim specifikacijama i mogućim načinima rada o kojima će biti riječi u budućnosti.

Predpovijest pojave slota za proširenje

Početkom 2000-ih, sa AGP slotom za proširenje, koji je u to vrijeme korišten za instalaciju, razvila se situacija kada je dostignut maksimalni nivo performansi i njegove mogućnosti više nisu bile dovoljne. Kao rezultat toga, stvoren je konzorcij PCI-SIG, koji je počeo razvijati softverske i hardverske komponente budućeg slota za instaliranje grafičkih akceleratora. Plod njegove kreativnosti bila je prva PCI Express 16x 1.0 specifikacija 2002. godine.

Kako bi osigurale kompatibilnost dva diskretna porta grafičkih adaptera koja su postojala u to vrijeme, neke kompanije su razvile posebne uređaje koji su omogućavali instaliranje zastarjelih grafičkih rješenja u novi slot za proširenje. Na jeziku profesionalaca, takav razvoj je imao svoje ime - PCI-E x16 / AGP adapter. Njegova glavna svrha je minimiziranje troškova nadogradnje PC-a korištenjem komponenti iz prethodne konfiguracije sistemske jedinice. Ali ova praksa nije postala široko rasprostranjena iz razloga što su ulazne video kartice na novom interfejsu imale cenu skoro jednaku ceni adaptera.

Paralelno s tim, kreirane su jednostavnije modifikacije ovog slota za proširenje za eksterne kontrolere, koje su zamijenile uobičajene PCI portove u to vrijeme. Unatoč vanjskoj sličnosti, ovi uređaji su se značajno razlikovali. Ako su se AGP i PCI mogli pohvaliti paralelnim prijenosom informacija, onda je PCI Express bio serijski interfejs. Njegove veće performanse su osigurane značajno povećanom brzinom prijenosa podataka u dupleks modu (informacije su se u ovom slučaju mogle prenositi u dva smjera odjednom).

Brzina prijenosa i način šifriranja

U oznaci PCI-E x16 sučelja, broj označava broj korištenih opsega za prijenos podataka. U ovom slučaju ima ih 16. Svaki od njih se zauzvrat sastoji od 2 para žica za prijenos informacija. Kao što je navedeno, veća brzina je omogućena činjenicom da ovi parovi rade u punom dupleks modu. Odnosno, prijenos informacija može ići u dva smjera odjednom.

Za zaštitu od mogućeg gubitka ili izobličenja prenetih podataka, u ovom interfejsu se koristi poseban sistem zaštite informacija pod nazivom 8V / 10V. Ova oznaka se dešifruje na sljedeći način: za ispravan i ispravan prijenos 8 bitova podataka potrebno ih je dopuniti sa 2 servisna bita kako bi se izvršila provjera ispravnosti. U ovom slučaju, sistem je primoran da prenosi 20 posto uslužnih informacija, koje ne nose opterećenje za korisnika računara. Ali ovo je plaćanje za pouzdan i stabilan rad grafičkog podsistema osobnog računala i sigurno ne možete bez njega.

PCI-E verzije

PCI-E x16 slot izgleda isto na svim matičnim pločama. Samo ovdje se brzina prijenosa informacija u svakom slučaju može značajno razlikovati. Kao rezultat toga, brzina uređaja je također različita. A modifikacije ovog grafičkog sučelja su sljedeće:

• 1. modifikacija PCI - Express x16 v. 1.0 je imao teoretsku propusnost od 8 GB/s.
• PCI 2. generacije - Express x16 v. 2.0 se već pohvalio udvostručenom propusnošću - 16 GB/s.
• Sličan trend je nastavljen i za treću verziju ovog interfejsa. U ovom slučaju, ova brojka je postavljena na oko 64 GB/s.

Nemoguće je vizualno razlikovati po lokaciji kontakata. Štaviše, međusobno su kompatibilni. Na primjer, ako je grafička adapterska kartica instalirana u 3.0 slot, što na fizičkom nivou odgovara specifikacijama 2.0, tada će se cijeli sistem za obradu automatski prebaciti u režim najniže brzine (tj. 2.0) i nastavit će funkcionirati sa propusnost od 64 Gb/s...

PCI Express prve generacije

Kao što je ranije navedeno, PCI Express je prvi put predstavljen 2002. godine. Njegovo izdanje označilo je pojavu personalnih računara sa nekoliko grafičkih adaptera, koji bi se, osim toga, mogli pohvaliti čak i jednim instaliranim akceleratorom sa povećanim performansama. AGP 8X standard je omogućio propusnost od 2,1 Gb/s, a prva revizija PCI Express-a - 8 Gb/s.

Naravno, o osmostrukom povećanju ne treba govoriti. 20 posto povećanja iskorišteno je za prijenos servisnih informacija, što je omogućilo pronalaženje grešaka.

Druga modifikacija PCI-E

Prva generacija ovog zamijenjena je 2007. sa PCI-E 2.0 x16. Video kartice 2. generacije, kao što je ranije navedeno, bile su fizički i programski kompatibilne s prvom modifikacijom ovog sučelja. Samo u ovom slučaju performanse grafičkog sistema su značajno smanjene na nivo verzije interfejsa PCI Express 1.0 16x.

Teoretski, ograničenje prijenosa informacija u ovom slučaju bilo je 16 Gb/s. Ali 20 posto primljene dobiti potrošeno je na servisne informacije. Kao rezultat toga, u prvom slučaju, stvarni prijenos je bio: 8 Gb/s - (8 Gb/s x 20%: 100%) = 6,4 Gb/s. A za drugu verziju grafičkog interfejsa, ova vrijednost je već bila ovakva: 16 Gb / s - (16 Gb / s x 20%: 100%) = 12,8 Gb / s. Ako podijelimo 12,8 Gb/s sa 6,4 Gb/s, dobijamo stvarno praktično povećanje performansi za 2 puta između 1. i 2. PCI Express izvršenja.

Treća generacija

Posljednje i najrelevantnije ažuriranje ovog interfejsa objavljeno je 2010. godine. Maksimalna brzina PCI-E x16 u ovom slučaju povećana je na 64 Gb / s, a maksimalna snaga grafičkog adaptera bez dodatnog napajanja u ovom slučaju može biti jednaka 75 W.

Opcije konfiguracije sa više grafičkih akceleratora na jednom računaru. Njihove prednosti i mane

Jedna od najvažnijih inovacija ovog interfejsa je mogućnost da imate više grafičkih adaptera u x16 odjednom. U ovom slučaju, video kartice se kombinuju jedna s drugom i čine, u suštini, jedan uređaj. Njihove ukupne performanse su sumirane, a to vam omogućava da značajno povećate brzinu računara sa stanovišta obrade prikazane slike. Za rješenja kompanije NVidia ovaj način rada se zove SLI, a za grafičke procesore iz AMD-a - CrossFire.

Budućnost ovog standarda

PCI-E x16 slot se sigurno neće mijenjati u doglednoj budućnosti. Ovo će omogućiti da se produktivnije video kartice koriste kao deo zastarelih računara i da se zbog toga izvrši fazna nadogradnja računarskog sistema. Sada se razrađuju specifikacije 4. verzije ovog načina prijenosa podataka. Za grafičke adaptere, u ovom slučaju, bit će osigurano maksimalno 128 Gb / s. Ovo će vam omogućiti da prikažete sliku na ekranu monitora kao "4K" ili više.

Ishodi

Kako god bilo, a PCI-E x16 je trenutno neosporni grafički slot i interfejs. Bit će relevantan još dugo vremena. Njegovi parametri vam omogućavaju da kreirate računarske sisteme početnog nivoa i računare visokih performansi sa više akceleratora. Zbog ove fleksibilnosti ne očekuju se značajne promjene u ovoj niši.

WiFi moduli i drugi slični uređaji. Razvoj ove magistrale započeo je Intel 2002. godine. PCI Special Interest Group, neprofitna organizacija, trenutno razvija nove verzije ove magistrale.

Trenutno je PCI Express sabirnica u potpunosti zamijenila zastarjele sabirnice kao što su AGP, PCI i PCI-X. PCI Express magistrala se nalazi na dnu matične ploče u horizontalnom položaju.

PCI Express je sabirnica koja je dizajnirana oko PCI magistrale. Glavne razlike između PCI Express i PCI leže na fizičkom nivou. Dok PCI koristi zajedničku magistralu, PCI Express koristi topologiju zvijezde. Svaki uređaj je povezan na zajednički prekidač sa zasebnom vezom.

Softverski model PCI Express prati PCI model na mnogo načina. Stoga se većina postojećih PCI kontrolera može lako modificirati za korištenje PCI Express magistrale.

PCI Express i PCI slotovi na matičnoj ploči

Osim toga, PCI Express magistrala podržava takve nove karakteristike kao što su:

• Uređaji za vruće priključenje;
• Zajamčena brzina razmjene podataka;
• Upravljanje potrošnjom energije;
• Kontrola integriteta prenesenih informacija;

Kako radi PCI Express magistrala

PCI Express magistrala koristi dvosmjernu serijsku vezu za povezivanje uređaja. Štaviše, takva veza može imati jednu (x1) ili nekoliko (x2, x4, x8, x12, x16 i x32) odvojenih linija. Što se više takvih linija koristi, PCI Express magistrala može pružiti veću brzinu prijenosa podataka. U zavisnosti od broja podržanih traka, veličina na matičnoj ploči će se razlikovati. Postoje slotovi sa jednom (x1), četiri (x4) i šesnaest (x16) linija.

Vizuelna demonstracija veličine PCI Express slotova

Štaviše, svaki PCI Express uređaj može raditi u bilo kojem slotu ako slot ima iste ili više linija. Ovo vam omogućava da instalirate PCI Express karticu sa x1 utorom u x16 slot na vašoj matičnoj ploči.

PCI Express propusni opseg ovisi o broju traka i verziji sabirnice.

Primjeri PCI Express uređaja

PCI Express se prvenstveno koristi za povezivanje diskretnih video kartica. Od pojave ovog autobusa koriste ga apsolutno sve video kartice.

GIGABYTE GeForce GTX 770 grafička kartica

Međutim, to nije sve što PCI Express magistrala može učiniti. Koriste ga proizvođači drugih komponenti.

SUS Xonar DX zvučna kartica

SSD OCZ Z-Drive R4 Enterprise

Alexey Borzenko,
dr., vanredni profesor RRTA

PCI Express interfejs (ranije poznat kao 3GIO) je zasnovan na otvorenim standardima i deluje kao naslednik PCI i njegovih varijanti za serverske i klijentske I/O sisteme. Za razliku od PCI i PCI-X, koji su bazirani na 32- i 64-bitnoj paralelnoj magistrali, PCI Express koristi tehnologiju serijske komunikacije velike brzine sličnu onoj koja se koristi u Gigabit Ethernetu, Serial ATA (SATA) i Serial Attached SCSI (SAS) ) ... PCI Express odražava opšti trend u kompjuterskoj industriji da se zastarele paralelne zajedničke magistrale zamene brzim, tačka-tačka serijskim vezama.

Nova tehnologija sabirnice obezbeđuje brzine prenosa koje će biti dovoljne s obzirom na evoluciju procesora i I/O podsistema za najmanje narednih 10 godina.

U poređenju sa PCI, PCI Express tehnologija ima sledeće prednosti:

• visoka propusnost - u prvoj verziji, teoretski vršni protok će biti 5-80 Gbps, ovisno o implementaciji;
• Daisy chain za skalabilnost performansi;
• zasebna point-to-point veza za svaki uređaj umjesto zajedničke PCI magistrale;
• mala latencija za arhitekturu servera;
• Manje veličine konektora i pojednostavljeni dizajn sistema
• napredne funkcije.

Tokom sljedeće decenije, PCI Express će postepeno zamijeniti paralelne PCI, PCI-X i AGP sabirnice. Prvo će zamijeniti gume koje zahtijevaju dodatne performanse i karakteristike. Na primjer, PCI Express će u početku zamijeniti AGP 8X grafičku magistralu u klijentskim sistemima, pružajući visoku propusnost i podršku za multimedijalni promet. Ona će koegzistirati sa PCI-X magistralom i postepeno je zamenjivati ​​u serverskim sistemima.

PCI sabirnica

PCI magistrala, predstavljena 1992. godine, postala je okosnica I/O sistema za skoro sve računarske platforme. Originalna 33-MHz, 32-bitna implementacija dala je teorijske vršne performanse od 133 MB/s. U narednim godinama, arhitektura platforme je evoluirala, različite funkcije su prebačene na PCI varijante sa većim propusnim opsegom (Tabela 1), uključujući AGP i PCI-X.

Tabela 1. Širina pojasa PCI, PCI-X i AGP sabirnica

Ako pažljivije pogledate tehnologiju signalizacije koja se koristi u PCI-u, postaje jasno da više nije moguće povećati performanse ove paralelne sabirnice sa višestrukim utičnicama. Stvar je u tome da je PCI magistrali teško implementirati povećanje frekvencije ili smanjenje napona. Osim toga, ne podržava funkcije kao što su napredno upravljanje napajanjem, zamjena periferije i vruće priključenje, kao ni karakteristike kvaliteta usluge (QoS) za garantiranu propusnost za operacije u realnom vremenu. Konačno, sav raspoloživi PCI propusni opseg ne podržava istovremeni prijenos podataka u oba smjera. Mnoge mreže za prenos podataka pružaju istovremeni saobraćaj, što minimizira kašnjenje poruke.

Klijentski sistemi

Prva PCI magistrala je dizajnirana da podržava 2D grafiku, čvrste diskove visokih performansi i LAN mreže. Ubrzo nakon pojave PCI-ja, povećani zahtjevi za propusnost za 3D grafiku premašili su 32-bitnu PCI magistralu od 33 MHz. Kako bi riješila ovaj problem, Intel Corporation (http://www.intel.com) je radila sa nekoliko proizvođača grafičkih kartica na razvoju AGP specifikacije za namjensku brzu grafičku magistralu. AGP magistrala je oslobodila PCI sistem od prenosa grafike, što je omogućilo da se njegov propusni opseg koristi za druge prenose podataka i I/O operacije. Pored toga, Intel je naknadno dodao namenske USB 2.0 i Serial ATA kanale svom južnom mostu čipseta (NMC), dodatno smanjujući PCI I/O opterećenje. Na sl. 1 prikazuje internu arhitekturu tipičnog PC klijentskog sistema i propusni opseg I/O i grafičke magistrale.

Uska grla klijentskog sistema

Postoji nekoliko klijentskih magistrala koje mogu ograničiti performanse zbog stalnih poboljšanja CPU-a, memorije i I/O: PCI magistrala, AGP magistrala i veza sjevernog mosta.

PCI sabirnica. PCI magistrala pruža brzine prijenosa do 133 MB/s za priključene I/O uređaje. Brojni I/O uređaji mogu učitati značajan dio ove propusnosti, tako da ako je više I/O uređaja povezano, zajednička PCI magistrala neće moći podnijeti promet.

Na sl. Slika 2 prikazuje zahtjeve za širinom pojasa različitih mrežnih protokola, video aplikacija i vanjskih uređaja koje opslužuje PCI magistrala. Kao što vidite, dijeljena PCI magistrala sa više tačaka teško radi sa modernim uređajima. Problem se pogoršava pojavom novih perifernih uređaja koji koriste još veće brzine prijenosa.

Na primjer, Gigabit Ethernet zahtijeva propusni opseg od 125 MB/s, drugim riječima, ovaj mrežni protokol zapravo potpuno učitava PCI magistralu sa 133 MB/s. IEEE 1394b ima maksimalnu propusnost od 100 MB/s, a također u potpunosti koristi standardnu ​​PCI magistralu.

AGP. U protekloj deceniji, zahtjevi za video performansama su se udvostručili svake dvije godine. Tokom ovog perioda, grafička magistrala je prešla sa PCI na AGP, zatim sa AGP na AGP 2X, AGP 4X i konačno na današnji AGP 8X.

AGP 8X radi na 2.134 GB/s. Uprkos ovom propusnom opsegu, progresivno povećanje zahteva performansi AGP magistrale predstavlja značajne izazove u dizajnu i povećava cenu konekcija. Kao i kod PCI magistrale, proširenje mogućnosti AGP magistrale postaje teže i skuplje kako se frekvencije povećavaju.

Kanal između sjevernog i južnog mosta. PCI opterećenje također utiče na komunikaciju Northbridge i Southbridge, posebno kada se koriste SATA diskovi i USB uređaji. U budućnosti će to zahtijevati kanal sa većom propusnošću.

Serverski sistemi

Kod servera, originalna 32-bitna, 33 MHz PCI magistrala je proširena na 64-bit 66 MHz sa propusnošću od 532 MB/s. Frekvencija 64-bitne magistrale je povećana na 100 i na 133 MHz - ova opcija se zove PCI-X. Ova magistrala povezuje sistem NMC servera (ili vrhunsku radnu stanicu sa dva procesora) sa slotovima za proširenje, Gigabit Ethernet i Ultra320 SCSI kontrolerima integrisanim na matičnoj ploči. 64-bitna, 133 MHz PCI-X magistrala pruža maksimalnu propusnost od 1 GB/s između sistemske HMC i I/O uređaja. Ovo je sada dovoljno za većinu I/O, uključujući Gigabit Ethernet, Ultra320 SCSI i 2 Gbps Fibre Channel. Međutim, PCI-X, kao i PCI, je zajednička magistrala sa inherentnim nedostacima.

PCI Special Interest Group (PCI SIG, http://www.psisig.com) je razvila PCI-X 2.0 specifikaciju, koja opisuje 64-bitnu, 266-MHz PCI-X magistralu sa dvostruko većom brzinom prijenosa od 133- MHz PCI-X. Međutim, postoje veliki problemi u dizajnu proširene PCI-X paralelne magistrale. Konektori su glomazni i skupi, a strogi zahtjevi dizajna dramatično povećavaju cijenu matičnih ploča kako frekvencije rastu. Osim toga, na visokim frekvencijama, samo jedan I/O uređaj može biti povezan na PCI-X 2.0 sabirnicu u konfiguraciji point-to-point.

Uska grla serverskog sistema

Na sl. 3 prikazuje interne sistemske interkonekcije u tipičnom 2-procesorskom serverskom sistemu. U ovoj arhitekturi, proširenje propusnog opsega je omogućeno kroz vlasnički interfejs između mostova Northbridge i PCI-X. Više PCI-X magistrala se povezuje na brze utore za proširenje, 10Gb Ethernet i SAS/SATA diskove. Ali ova arhitektura ima nekoliko nedostataka. Namjenski PCI-X mostovi povezuju više paralelnih PCI-X sabirnica na namjensku HMC serijsku interkonekciju. Ovaj pristup je skup, neefikasan i dovodi do kašnjenja u prijenosu između I/O uređaja i sjevernog mosta. Na primjer, ovaj pristup uključuje povezivanje serijske mreže od 10 Gbps na 64-bitnu paralelnu magistralu, koja je zauzvrat povezana preko vlasničkog PCI-X mosta sa serijskim interkonektorom u sjevernom mostu.

Rice. 3. Moderna dual-procesorska arhitektura procesora.

Osim toga, eksterna I/O tehnologija u serverima sljedeće generacije zahtijeva mnogo veći propusni opseg nego što može pružiti PCI-X magistrala od 133 MHz. Ove tehnologije uključuju tkanine kao što su 10Gb Ethernet, 10Gbps Fibre Channel i 4x Infiniband, kao i buduća sučelja tvrdog diska velike brzine SATA i 3Gbps SAS. U slučaju tkanja od 10 Gbps, svaki port od 10 Gbps može prenositi podatke u oba smjera vršnom brzinom od 2 Gb/s, a 133-MHz PCI-X sabirnica pruža maksimalnu brzinu od 1 Gb/s u jednom smjeru do jednog trenutka. To znači da je 133MHz PCI-X magistrala sposobna da se nosi sa vršnom širinom opsega takvih tkanina za najviše 50%.

Dok će PCI-X 2.0 na 266 MHz udvostručiti PCI-X vršni propusni opseg na 2GB/s, to i dalje neće biti dovoljno za ukupnih 4GB/s potrebnih za dual-port 10Gb/s fabric kontroler. Jasno je da klijentski sistemi i serveri trebaju zamijeniti paralelnu PCI magistralu i njene varijante.

PCI Express

PCI Express pruža skalabilnu, brzu serijsku I/O sabirnicu. PCI Express slojevita arhitektura podržava postojeće PCI aplikacije i drajvere kroz kompatibilnost unazad sa postojećim PCI modelom. Konkretno, PCI Express arhitektura definira serijsku sabirnicu visokih performansi, skalabilnu point-to-point. PCI Express veza se sastoji od dvije jednosmjerne veze, od kojih je svaka implementirana kao par za prijenos i prijem za istovremeni prijenos u oba smjera. Svaki par se sastoji od dva niskonaponska diferencijalna signalna para. Tajmer za sinhronizaciju je ugrađen u svaki par i koristi shemu 8b/10b sinhronizacije za postizanje visokih brzina prijenosa. Na sl. 4 prikazuje PCI u odnosu na PCI Express trake.

Rice. 4. PCI u odnosu na PCI Express.

Višeslojna PCI Express arhitektura Nivo Konfiguracija / OS definira standardni mehanizam (u skladu sa PCI Plug-and-Play specifikacijom) za inicijalizaciju uređaja, numeriranje i konfiguraciju. Ovaj sloj komunicira sa softverskim slojem koji inicira prijenos podataka između perifernih uređaja ili prima podatke od povezanih perifernih uređaja. PCI Express je dizajniran da bude kompatibilan sa postojećim operativnim sistemima, ali budući operativni sistemi će morati da podržavaju moćne karakteristike ove tehnologije. Nivo Softver generira zahtjeve za čitanje i pisanje perifernim uređajima. PCI Express obezbeđuje obezbeđivanje i kompatibilnost PCI softvera. Kao i kod PCI-ja, PCI Express model obezbjeđenja omogućava OS-u da otkrije nove hardverske uređaje i dodijeli sistemske resurse. PCI Express štedi prostor za PCI konfiguraciju i I/O programiranje, a svi operativni sistemi će se pokrenuti bez modifikacija na PCI Express sistemima. Sačuvan je i model izvršavanja PCI softvera, koji vam omogućava da pokrenete postojeći softver bez ikakvih modifikacija. Nivo Transakciječita i upisuje zahtjeve sa softverskog sloja na sloj veze podataka koristeći protokol baziran na paketima i osigurava da paketi odgovora odgovaraju zahtjevima softvera. Ovaj sloj podržava 32-bitno i prošireno 64-bitno memorijsko adresiranje, PCI memoriju, I/O i konfiguracijski adresni prostor, te novi prostor za poruke za poruke kao što su prekidi i resetovanja. Kanal sloj dodaje sekvenciranje paketa i detekciju grešaka cikličkog redundantnog koda (CRC) paketima podataka, stvarajući pouzdan mehanizam za prenos podataka između sistema HMS i I/O kontrolera. Fizički sloj je baziran na PCI Express dvostrukim jednosmjernim vezama. Ovo pruža fleksibilnost i omogućava različite tehnologije i frekvencije. Ovim pristupom, originalna tehnologija silikona može se vremenom zamijeniti inovacijama koje ostaju kompatibilne unatrag. Na primjer, tehnologija optičkih vlakana može se koristiti za povećanje brzine prijenosa podataka. Mehanički nivo određuje faktore oblika perifernih uređaja. PCI Express arhitekturni slojevi

PCI Express propusni opseg može se skalirati dodavanjem signalnih parova kako bi se formiralo više traka između dva uređaja. Specifikacija podržava širine linija x1, x4, x8 i x16 i prema tome dijeli bajtove podataka po linijama. Nakon što se dva agenta na oba kraja PCI Express veze dogovore oko propusnog opsega i brzine prijenosa, bajtovi podataka se prenose podijeljeni po kodiranim linijama.

Osnovni kanal x1 ima sirovi propusni opseg od 2,5 Gbps. Budući da magistrala radi u dva smjera (podaci se mogu prenositi istovremeno u oba smjera), efektivna sirova brzina prijenosa je 5 Gbps. Table 2 prikazuje brzine prijenosa podataka sa i bez kodiranja pri implementaciji x1, x4, x8 i x16 linija, koje su definirane u prvoj verziji PCI Express-a.

Tabela 2. PCI Express Bandwidth

U budućim PCI Express implementacijama, širina pojasa će biti dodatno povećana. Na primjer, nakon pojave druge generacije PCI Express-a, frekvencija prijenosa će se povećati najmanje dva puta. Sa arhitekturom point-to-point, cijela propusnost svake PCI Express magistrale je dodijeljena uređaju na kraju veze. Više PCI uređaja može raditi istovremeno bez ometanja jedan drugog.

PCI Express, za razliku od PCI, ima minimalne signale bočnog pojasa, a vremenske oznake i informacije o adresi ugrađene su u podatke. Zbog toga ova tehnologija pruža veliku propusnost po pinu I/O konektora u poređenju sa PCI (slika 5). Kao rezultat toga, konektori su efikasniji, kompaktniji i jeftiniji.

PCI Express tehnologija pouzdano isporučuje veće brzine prijenosa podataka kroz niskonaponske diferencijalne signale. Ovim pristupom, signal ide od izvora do prijemnika duž dvije linije: jedna šalje "pozitivnu" sliku, druga šalje "negativnu" ili "obrnutu" sliku signala. Zbog strogih pravila rutiranja, buka koja utiče na jednu liniju utiče i na drugu. Prijemnik prima oba signala, invertuje negativnu verziju nazad u pozitivnu i dodaje dva prikupljena signala, kao rezultat, šum se efikasno uklanja.

Originalna PCI Express specifikacija je specificirala grafičke kartice do 75W. Nova grafička specifikacija PCI Express je u razvoju za kartice do 150W. Ove specifikacije ispunjavaju zahtjeve grafičkih adaptera, koji trenutno imaju ograničenje snage od 41W za mainstream AGP kartice i 110W za AGP Pro 110 kartice.

Napredne PCI Express karakteristike

PCI Express pruža napredne funkcije koje će se postepeno implementirati kako ih podržavaju OS i uređaji, te kako ih aplikacije koriste. Ove karakteristike uključuju:

• napredno upravljanje energijom;
• podrška za promet podataka u realnom vremenu;
• hot swap;
• integritet podataka i rukovanje greškama.

Napredno upravljanje energijom

Upravljanje u PCI Express-u može smanjiti potrošnju energije kada magistrala nije aktivna (to jest, ne šalju se podaci između komponenti i perifernih uređaja). PCI Express interfejs mora biti aktivan u svakom trenutku da bi predajnik i prijemnik radili sinhronizovano. Da biste to učinili, ako nema podataka za prijenos, prazni znakovi se kontinuirano šalju, prijemnik ih dekodira i odbacuje. Ovaj proces troši dodatnu energiju, što posebno smanjuje vijek trajanja baterije prijenosnih računala i PDA uređaja.

Da bi se riješio ovaj problem, PCI Express specifikacija definira dva stanja kanala niske potrošnje i protokol za upravljanje napajanjem u aktivnom stanju (ASPM). Kada se ne koristi, PCI Express može ući u jedno od dva stanja niske potrošnje energije. Ova stanja štede energiju, ali zahtijevaju vrijeme oporavka za ponovnu sinkronizaciju odašiljača i prijemnika kada se podaci trebaju prenijeti. Što je duže vrijeme oporavka (ili kašnjenje), to je manja potrošnja energije.

Podrška saobraćaju u realnom vremenu

PCI Express, za razliku od PCI, podržava izohron (ili vremenski ovisan) prijenos podataka i različite QoS razine. Ove funkcije se implementiraju pomoću "virtuelnih kola", koji osiguravaju da specifični paketi podataka stignu na svoju konačnu adresu u određenom trenutku. PCI Express podržava više izohronih virtuelnih kola (svako sa nezavisnom sesijom) po traci. Svi ovi kanali mogu imati različitu dostupnost. Ovo kompletno rešenje je dizajnirano za aplikacije koje zahtevaju isporuku podataka u realnom vremenu (kao što je, na primer, rad sa audio i video zapisom u realnom vremenu).

Vruća zamjena

PCI-bazirani sistemi nemaju ugrađenu podršku za vruću zamjenu I/O kartica. Već nakon izlaska PCI standarda, kao dodatak je razvijena funkcija vruće zamjene serverskih kartica i PC kartica ograničenih mogućnosti. Ova rješenja su dizajnirana da zadovolje rastuće zahtjeve servera i prijenosnih računala. Prvo, često je teško ili nemoguće zakazati gašenje servera radi zamjene ili instaliranja perifernih kartica. Ulazno-izlazni uređaji koji se mogu brzo mijenjati minimiziraju vrijeme zastoja. Drugo, korisnici laptopa moraju brzo mijenjati kartice koje pružaju I/O funkcionalnost kao što su mobilni disk i umrežavanje.

PCI Express ima originalnu podršku za vruću zamjenu I/O perifernih uređaja. Jedan model programiranja može se koristiti za sve PCI Express faktore oblika.

Integritet podataka i rukovanje greškama

PCI Express održava integritet podataka na nivou veze za sve vrste transakcijskih paketa i veza podataka. Ovo osigurava integritet podataka u tranzitu za aplikacije visoke dostupnosti, posebno one koje rade na serverskim sistemima. PCI Express takođe podržava PCI rukovanje greškama i koristi poboljšani mehanizam za izveštavanje o greškama i rukovanje kako bi proširio mogućnosti rešenja za izolaciju grešaka i oporavak.

PCI Express Form Factors

Različiti PCI Express faktori oblika dizajnirani su za klijentske sisteme, servere i laptop računare. To uključuje standardne i niskoprofilne kartice za desktop računare, radne stanice i servere, Mini Card za laptopove, ExpressCard za laptopove i desktope i Server I/O module (SIOM).

Standardne i niskoprofilne kartice

Današnje standardne i niskoprofilne PCI kartice se koriste na raznim platformama, uključujući servere, radne stanice i desktope. PCI Express također definira standardne i niskoprofilne kartice koje mogu zamijeniti i koegzistirati s naslijeđenim PCI karticama. Ove kartice su istih dimenzija kao i PCI kartice i imaju stražnje nosače za eksterne kabelske veze.

PCI i PCI Express kartice se razlikuju po I/O konektorima - x1 PCI Express slot ima 36 pinova, dok standardni PCI konektor ima 120 pinova.

x1 PCI Express konektor je mnogo manji od PCI kartice. Postoji mali izrez pored PCI Express slota koji vas sprečava da ga umetnete u PCI slot. Standardni i niskoprofilni faktori oblika također podržavaju x4, x8 i x16 implementacije. Na sl. Slika 6 prikazuje dimenzije PCI konektora u poređenju sa PCI, AGP 8X i PCI-X konektorima koje će zameniti na matičnoj ploči.

Table 3 navodi zahtjeve kompatibilnosti za standardne i niskoprofilne PCI Express kartice. x1 kartica se može koristiti u sva četiri slota na matičnoj ploči: x1, x4, x8 i x16. Kada se kartica x1 umetne u slot sa većom brzinom, sloj veze smanjuje brzinu veze na x1.

Tabela 3. Kompatibilnost PCI Express kartice

Migracija na PCI Express kartice

Sistemske kartice klijenta će postepeno migrirati sa PCI konektora na x1 PCI Express konektore. Radne stanice će u skladu s tim preći sa PCI na x1 PCI Express slotova i sa PCI-X na x4 PCI Express slotova. AGP 8X konektor će biti zamijenjen x16 PCI Express konektorom. Za razliku od AGP-a, može se koristiti za druge PCI Express kartice ako nije potrebna PCI Express grafička kartica.

Serveri će se postepeno udaljavati od PCI-X konektora na uglavnom x4 i x8. Korištenje kombinacije PCI Express i PCI/PCI-X slotova u serverskim sistemima omogućit će korisnicima da se prilagode novoj tehnologiji uz zadržavanje zastarjele podrške.

Pogledajmo primjer tipičnog modernog klijentskog sistema i PCI Express kartice. PCI sistemska ploča sadrži pet standardnih PCI slotova i jedan AGP slot. PCI Express matična ploča također ima šest I/O slotova, ali samo tri su PCI slota, a još dva su x1 PCI Express konektora i jedan je x16 PCI Express slot koji zamjenjuje AGP 8X slot. PCI Express konektori na matičnoj ploči ponekad su zacrnjeni kako bi se razlikovali od bijelih PCI slotova i smeđih AGP slotova.

Naravno, prvi uređaji koji će preći na PCI Express kartice će biti kartice sa većim zahtjevima za propusnost. Na klijentskim sistemima to su grafika, IEEE 1394, Gigabit Ethernet i TV tjuneri, a na serverskim sistemima Ultra320 SCSI RAID kartice, Fibre Channel HBA i Gigabit Ethernet i 10 Gigabit Ethernet kartice. Očekuje se da će cijena ovih ploča biti uporediva sa cijenom sličnih PCI-X, au nekim slučajevima čak i niža. Druge kartice će također postupno migrirati na PCI Express, ali može proći nekoliko godina prije nego što jeftine kartice s niskim propusnim opsegom (poput modema) počnu koristiti ovu tehnologiju. Dakle, kao što je bio slučaj sa prelaskom sa ISA na PCI sabirnicu, PCI i PCI Express će koegzistirati dugi niz godina.

PCI Express Mini kartica

PCI Express Mini kartice će zamijeniti Mini PCI, koje su male interne kartice slične funkcionalnosti kao desktop PCI kartice. Mini PCI kartice se prvenstveno koriste za mrežne funkcije u masovnim ili prilagođenim prijenosnim računarima. Veličina PCI Express Mini kartice je upola manja od Mini PCI kartice, što omogućava dizajnerima laptopa da obezbede prostor za jednu ili dve kartice u zavisnosti od veličine računara.

PCI Express Mini Card može koristiti PCI Express i/ili USB 2.0. Utor za PCI Express Mini karticu na matičnoj ploči mora podržavati i x1 PCI Express traku i USB 2.0. USB 2.0 podrška će olakšati prelazak na PCI Express jer je potrebno vrijeme da proizvođači perifernih uređaja implementiraju PCI Express podršku u svoje čipsetove. Tokom prelaznog perioda, PCI Express Mini Card može se lako povezati pomoću USB 2.0.

ExpressCard

ExpressCard je mala modularna dodatna kartica koja bi trebala zamijeniti PC karticu u narednih nekoliko godina. Specifikacija ExpressCard je razvijena od strane Međunarodnog udruženja memorijskih kartica personalnih računara (PCMCIA, http://www.pcmcia.org). Formalni faktor ExpressCard pruža manju, isplativu zamjenu PC kartice za bolje performanse. Kao i PCI Express Mini Card, ExpressCard modul podržava x1 PCI Express i USB 2.0 trake. Njegova niska cijena čini ga idealnim za stolne računare manjeg formata. ExpressCard modul je također male snage i može se priključiti na vruće. Najvjerovatnije će se ExpressCard koristiti u mrežnim karticama, tvrdim diskovima i budućim I/O tehnologijama.

PCI Express Server I/O modul

Masovna pojava SIOM modula se očekuje nakon izlaska druge generacije PCI Express-a. PCI Express SIOM pruža oblik koji se lako instalira i zamjenjuje. Biće modularan, što će vam omogućiti da instalirate i održavate I/O kartice bez prekida rada sistema i bez otvaranja kućišta računara.

SIOM omogućava radikalniju promjenu faktora oblika od ostalih PCI Express opcija. To će riješiti mnoge probleme sa PCI i PCI-X serverskim karticama. SIOM dizajn čini kartice pouzdanijima, što je posebno važno u podatkovnim centrima. Modul je takođe dizajniran sa prisilnom ventilacijom na umu, budući da moćni serveri imaju tendenciju da generišu visoku toplotu. Rashladni zrak može strujati sa stražnje, gornje ili donje strane modula. Ova fleksibilnost daje dizajnerima sistema više slobode da procijene opcije hlađenja za SIOM-opremljene rek sisteme.

SIOM-i u najvećem faktoru forme su sposobni za relativno složene funkcije i koriste cijeli niz PCI Express linija.

Primjeri PCI Express sistema

Razmotrimo kako se PCI Express tehnologija može implementirati u klijentske i serverske sisteme. U početku će x16 PCI Express veza zamijeniti AGP magistralu između grafičkog podsistema i sjevernog mosta. PCI Express opcija također može zamijeniti kanal između oba NMC mosta. Postoji i nekoliko PCI Express traka od južnog mosta do kontrolera mrežnog interfejsa (NIC), IEEE 1394 uređaja i drugih perifernih uređaja. Southbridge će nastaviti da podržava stare PCI slotove.

Ova arhitektura korisnicima pruža nekoliko važnih prednosti. Desktop sistemi će dugo biti opremljeni i PCI i PCI Express sabirnicama. PCI Express serveri prve generacije će takođe imati PCI-X slotove za stare PCI-X kartice. Da bi se pojednostavio prelaz, obezbeđena je zaštita od pogrešnog umetanja PCI u PCI Express slotove i PCI Express kartica u PCI slotove. Pored toga, PCI Express omogućava široku upotrebu Gigabit Etherneta, 10 Gigabit Etherneta, 1394b i drugih uređaja velike brzine u klijentskim sistemima. Takođe podržava rastuće zahtjeve za propusnim opsegom grafike.

PCI Express se može koristiti u dual-procesor serverskoj arhitekturi, što uvelike pojednostavljuje sistem. PCI Express kanali za I/O uređaje i utore se povezuju direktno na sjeverni most. Postoji nekoliko prednosti ovog pristupa. Prvi je velika propusnost za sljedeću generaciju I/O kao što je 10 Gigabit Ethernet i x4 Infiniband tkanine. Na primjer, x8 PCI Express traka je sposobna da obezbijedi maksimalnu širinu pojasa koja je potrebna za kontroler sa dva porta od 10 Gbps.

Drugo, troškovi implementacije postaju manji. Više slotova i ugrađenih I/O može se povezati na sistemski čipset, što smanjuje broj bridge čipova i smanjuje zahtjeve za rutiranje signala na sistemskoj ploči. Konačno, eliminacijom upotrebe PCI-X bridge čipa, smanjuje se kašnjenje u prijenosu između I/O uređaja i CPU-a i memorije.

Dakle, PCI Express tehnologija pruža pouzdanu i skalabilnu serijsku vezu koja je unatrag kompatibilna s PCI. Kao i PCI, koristit će se na širokom spektru postojećih platformi, uključujući servere, laptope, desktope i radne stanice. Takođe će omogućiti inovativni dizajn modularnih računarskih sistema.