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HP ProLiant 服务器 - Pci 与 Pci-E 接口详解

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HP ProLiant 服务器 - Pci 与 Pci-E 接口详解

PCI,外设组件互连标准(Peripheral Component Interconnection)

一种由英特尔(Intel)公司1991年推出的用于定义局部总线的标准。此标准允许在计算机内安装多达10个遵从PCI标准的扩展卡。最早提出的PCI总线工作在33MHz频率之下,传输带宽达到133MB/s(33MHz * 32bit/s),基本上满足了当时处理器的发展需要。

 

随着对更高性能的要求,1993年又提出了64bit的PCI总线,后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz。目前广泛采用的是32-bit、33MHz的PCI 总线,64bit的PCI插槽更多是应用于服务器产品。

从结构上看,PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线,具体由一个桥接电路实现对这一层的管理,并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供信号缓冲,能在高时钟频率下保持高性能,社和为显卡,声卡,网卡,MODEM等设备提供连接接口,工作频率为33MHz/66MHz。

PCI总线系统要求有一个PCI控制卡,它必须安装在一个PCI插槽内。这种插槽是目前主板带有最多数量的插槽类型,在当前流行的台式机主板上,ATX结构的主板一般带有5~6个PCI插槽,而小一点的MATX主板也都带有2~3个PCI插槽。根据实现方式不同,PCI控制器可以与CPU一次交换32位或64位数据,它允许智能PCI辅助适配器利用一种总线主控技术与CPU并行地执行任务。

PCI允许多路复用技术,即允许一个以上的电子信号同时存在于总线之上。由于PCI 总线只有133MB/s的带宽,对声卡、网卡、视频卡等绝大多数输入/输出设备显得绰绰有余,但对性能日益强大的显卡则无法满足其需求。

NOTE: 2001年春季的IDF上,Intel在正式公布了旨在取代PCI总线的第三代I/O技术,该规范由Intel支持的AWG(Arapahoe Working Group)负责制定。
NOTE: 2002年4月17日,AWG正式宣布3GIO1.0规范草稿制定完毕,并移交PCI-SIG(PCI特别兴趣小组,PCI-Special Interest Group)进行审核。开始的时候大家都以为它会被命名为Serial PCI(受到串行ATA的影响),但最后却被正式命名为PCI Express,Express意思是高速、特别快的意思。
NOTE: 2002年7月23日,PCI-SIG 正式公布了PCI Express 1.0规范,并于2007年初推出2.0规范(Spec 2.0),将传输率由PCI Express 1.1的2.5GB/s提升到5GB/s。

PCI-Express简称PCI-E接口,是INTEL公司为了提高显卡总线速率发明,用于替换原来的AGP3.0规范接口。

PCI-Express是最新的总线和接口标准,它原来的名称为“3GIO”,是由Intel提出的,很明显Intel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。PCI Express(以下简称PCI-E)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。

相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输,PCI-E的双单工连接能提供更高的传输速率和质量,它们之间的差异跟半双工和全双工类似。PCI-E的接口根据总线位宽不同而有所差异,包括X1、X4、X8以及X16,而X2模式将用于内部接口而非插槽模式。

PCI-E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。此外,较短的PCI-E卡可以插入较长的PCI-E插槽中使用,PCI-E接口还能够支持热拔插,这也是个不小的飞跃。PCI-E X1的250MB/秒传输速度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,用于取代AGP接口的PCI-E接口位宽为X16,能够提供5GB/s的带宽,即便有编码上的损耗但仍能够提供约为4GB/s左右的实际带宽,远远超过AGP 8X的2.1GB/s的带宽。

尽管PCI-E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-E X1和PCI-E X16已成为PCI-E主流规格,同时很多芯片组厂商在南桥芯片当中添加对PCI-E X1的支持,在北桥芯片当中添加对PCI-E X16的支持。

除去提供极高数据传输带宽之外,PCI-E因为采用串行数据包方式传递数据,所以PCI-E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-E设备生产成本和体积。

另外,PCI-E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。

 

 

 

原文查看地址:

http://h20566.www2.hp.com/portal/site/hpsc/public/kb/docDisplay/?docId=emr_na-c02220820