什么是 PCI Express

Q：什么是 PCI Express A：走过10年的辉煌，PCI在并行技术无力继续突破的窘境中，缓缓谢幕，迎面而来的，是光环围绕的PCI Express…… 　伴随Intel 800MHz FSB芯片组i875P的推出，Intel同时也宣布了一个全新的总线技术，就是由其首先提出并开发的3GIO总线，后来这一技术提交PCI特殊兴趣组织，2002年4月改名为“PCI Express”，以标准的形 式正式推出，它即将改变整个计算机系统结构，成为下一代总线标准。　　串行、高带宽连接点、芯片到芯片连接……这样一些关键词能够勾勒出PCI 的并行Express的大致轮廓。的确，PCI Express是一种全新的串行技术，它彻底变革了原来PCI技术，同时，又能够兼容PCI技术。　　PCI Express ×8是能够满足10Gb以太网要求的总线技术，它提供的主机带宽完全能够支持10Gb以太网线路负载。　　为什么是PCI Express？　　目前应用的计算机内部总线技术为PCI（Peripheral Component Interconnect，外围组件互连），它是由Intel于1991年提出的。后来PCI-SIG小组接替了Intel的PCI规范的发展，在1993年5月发布了PCI 2.0。10多年来PCI的发展步伐相对来说是缓慢的，PC总线每3年性能提高一倍，而处理器却通常是每18个月性能就提高一倍，这种技术发展上的不同步，使得PCI总线慢慢成为了整个系统的瓶颈。　　虽然PCI总线技术至今仍是主流，但实际上早在几年前它就已经力不从心了。高性能的图形芯片在5年前就第一个从PCI总线中分离出来，形成单独一种总线技术，那就是AGP（图形加速处理）。到了1997年，PCI总线已经成为了图像数据传输最大的瓶颈，于是，在Intel的440LX芯片组中，AGP图形加速接口出现了，目的有两个：提升显卡的性能和将图像数据从PCI总线中独立出来，PCI被解放出来供其他设备使用。同时,随着RAID阵列、千兆以太网和其他高带宽设备在消费级系统上的出现，PCI 133MB/s的带宽明显不能满足这些应用的需要。　　另外，PCI总线采用并行技术，受到以下几方面的性能限制：数据传输速度只有133MB/s，根本不能满足现在多媒体数据实时传输的需求；采用同步时钟传输数据不能随着主频的提高或者电压的降低而灵活调整传输速度，受FR4板材技术影响，接口引脚过多，不利于将来发展。这些限制促使建立一个更高带宽、通用的I/O总线。　　正是基于PCI以上这些种种不足和计算机的应用需求，Intel提出了替代PCI总线的新总线技术——PCI Express。在2001年的Intel开发者大会上，Intel展示在将用来替代PCI总线和各种不同内部芯片连接的第三代I/O总线技术，当时Intel称之为“3GIO”，意为“第三代I/O标准”，根据Intel的说明，这个3GIO技术将成为下一个10年的总线标准。　　PCI Express技术是一种双单项通信的技术，一条PCI Express通道为4条连线：一对差分线路用于传送，另一对线路用于接收；信令频率为2.5 GHz，采用8b/10b编码。定义了用于×1, ×4, ×8, ×16通道的连接器，从而为扩展带宽提供了机会。　　2004年将推出的各种通道宽度 通道 带宽（峰值） ×1 500MB/s ×4 2GB/s ×8 4GB/s ×16 8GB/s　　PCI Express图形接口将直接使用x16的模式，或者说是PCI Express X16。 与AGP界面带宽对比，PCI Express X16图形接口将从根本上超越目前的AGP 4X/8X，可以说PCI Express的出现将代表着新一代图形革命的开端。 PCI Express图形接口将包括两条专用的通道，一条可由显卡单独到北桥，而另一条则可由北桥单独到显卡，每条单独的通道均将拥有4GB/s的数据带宽可充分避免因带宽所带来的性能瓶颈问题。不久以后，主板上PCI Express X16图形接口将直接取代传统的AGP图形接口。　　PCI Express技术优势　*两个设备之间点对点串行互联　*两个芯片之间使用接口连线；设备之间使用数据电缆；而PCI Express接口的扩展卡之间使用连接插槽进行连接。　*与PCI所有设备共享同一条总线资源不同，PCI Express总线采用点对点技术，能够为每一块设备分配独享通道带宽，不需要在设备之间共享资源，充分保障各设备的带宽资源，提高数据传输速率。　*双通道，高带宽，传输速度快　*在数据传输模式上，PCI Express总线采用独特的双通道传输模式，类似于全双工模式。　*灵活扩展性　*低电源消耗，并有电源管理功能　*支持设备热插拔和热交换　*支持QoS链接配置和公证策略　*支持同步数据传输　*PCI Express总线设备可以通过主机桥接器芯片进行基于主机的传输，也可以通过交换器进行点对点传输。　*具有数据包和层协议架构　*它采用类似于网络通信中的OSI分层模式，各层使用专门的协议架构，所以可以方便地在其他领域得到广泛应用。　* 每个物理链接含有多点虚拟通道　*可保持端对端和链接级数据完整性　*具有错误处理和先进的错误报告功能　*使用小型连接，节约空间　*在软件层保持与PCI兼容