PCI Express是新一代的总线接口.早在2001年的春季,英特尔公司就提出了要用新一代的技术取代PCI总线和多种芯片的内部连接,并称之为第三代 I/O总线技术.随后在2001年底,包括Intel,AMD,DELL,IBM在内的20多家业界主导公司开始起草新技术的规范,并在2002年完成,对其正式命名为PCI Express.它采用了目前业内流行的点对点串行连接,比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率,达到PCI所不能提供的高带宽.
PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异,包括X1,X4,X8以及X16(X2模式将用于内部接口而非插槽模式).较短的PCI Express卡可以插入较长的PCI Express插槽中使用.PCI Express接口能够支持热拔插,这也是个不小的飞跃.PCI Express卡支持的三种电压分别为+3.3V,3.3Vaux以及+12V.用于取代AGP接口的PCI Express接口位宽为X16,将能够提供5GB/s的带宽,即便有编码上的损耗但仍能够提4GB/s左右的实际带宽,远远超过AGP 8X的2.1GB/s的带宽.
PCI Express规格从1条通道连接到32条通道连接,有非常强的伸缩性,以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求.例如,PCI Express X1规格支持双向数据传输,每向数据传输带宽250MB/s,PCI Express X1已经可以满足主流声效芯片,网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求,但是远远无法满足图形芯片对数据传输带宽的需求. 因此,必须采用PCI Express X16,即16条点对点数据传输通道连接来取代传统的AGP总线.PCI Express X16也支持双向数据传输,每向数据传输带宽高达4GB/s,双向数据传输带宽有8GB/s之多,相比之下,目前广泛采用的AGP 8X数据传输只提供2.1GB/s的数据传输带宽.
尽管PCI Express技术规格允许实现X1(250MB/秒),X2,X4,X8,X12,X16和X32通道规格,但是依目前形式来看,PCI Express X1和PCI Express X16将成为PCI Express主流规格,同时芯片组厂商将在南桥芯片当中添加对PCI Express X1的支持,在北桥芯片当中添加对PCI Express X16的支持.除去提供极高数据传输带宽之外,PCI Express因为采用串行数据包方式传递数据,所以PCI Express接口每个针脚可以获得比传统I/O标准更多的带宽,这样就可以降低PCI Express设备生产成本和体积.另外,PCI Express也支持高阶电源管理,支持热插拔,支持数据同步传输,为优先传输数据进行带宽优化.
在兼容性方面,PCI Express在软件层面上兼容目前的PCI技术和设备,支持PCI设备和内存模组的初始化,也就是说目前的驱动程序,操作系统无需推倒重来,就可以支持 PCI Express设备.PCI Express是新一代能够提供大量带宽和丰富功能以实现令人激动的新式图形应用的全新架构.PCI Express可以为带宽渴求型应用分配相应的带宽,大幅提高中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)之间的带宽.对最终用户而言,他们可以感受影院级图象效果,并获得无缝多媒体体验.
PCI Express采用串行方式传输Data.它和原有的ISA,PCI和AGP总线不同.这种传输方式,不必因为某个硬件的频率而影响到整个系统性能的发挥.当然了,整个系统依然是一个整体,但是我们可以方便的提高某一频率低的硬件的频率,以便系统在没有瓶颈的环境下使用.以串行方式提升频率增进效能,关键的限制在于采用什么样的物理传输介质.目前人们普遍采用铜线路,而理论上铜这个材质可以提供的传输极限是10 Gbps.这也就是为什么PCI Express的极限传输速度的答案.
因为PCI Express工作模式是一种称之为“电压差式传输”的方式.两条铜线,通过相互间的电压差来表示逻辑符号0和1.以这种方式进行资料传输,可以支持极高的运行频率.所以在速度达到10Gbps后,只需换用光纤(Fibre Channel)就可以使之效能倍增.
PCI Express是下一阶段的主要传输总线带宽技术.然而,GPU对总线带宽的需求是子系统中最高的,显而易见的是,视频在PCI Express应占有一定的分量.显然,PCI Express的提出,并非是总线形式的一个结束.恰恰相反,其技术的成熟仍旧需要这个时间.当然了,趁这个时间,那些芯片,主板,视频等厂家是否能出来支持是PCI Express发展的关键.不过,至今依然被看好的AGP8X的性能与PCI Express在性能上的差距虽然不是太明显,但是随着PCI Express的完善,其差距将是不言而喻的.
PCI-Express 是最新的总线和接口标准,它原来的名称为“3GIO”,是由英特尔提出的,很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准.交由PCI- SIG(PCI特殊兴趣组织)认证发布后才改名为“PCI-Express”.这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP,最终实现总线标准的统一.它的主要优势就是数据传输速率高,目前最高可达到10GB/s以上,而且还有相当大的发展潜力.PCI Express也有多种规格,从PCI Express 1X到PCI Express 16X,能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求.能支持PCI Express的主要是英特尔的i915和i925系列芯片组.当然要实现全面取代PCI和AGP也需要一个相当长的过程,就象当初PCI取代ISA一样,都会有个过渡的过程.
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