PCI總線發(fā)展歷史

1、1 PCI總線發(fā)展歷史1.1 PCI PCI, Peripheral Component Interconnect(外設(shè)部件互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)),是由Intel公司1991年推出的一種局部總線。最早提出的PCI總線工作在33MHz頻率之下，傳輸帶寬達(dá)到132MB/s(33MHz * 32bit/8)，基本上滿足了當(dāng)時(shí)處理器的發(fā)展需要。隨著對更高性能的要求，后來又提出把PCI 總線的頻率提升到66MHz，傳輸帶寬能達(dá)到264MB/s。雖然，除了3D顯示卡以外，直到現(xiàn)在還沒有哪個(gè)計(jì)算機(jī)配件脫離PCI總線的束縛另起爐灶，諸如千兆網(wǎng)卡、聲卡、RAID卡等都還在循規(guī)蹈矩的奉行著PCI規(guī)范，但，PC技術(shù)的快速發(fā)展已

2、經(jīng)讓PCI總線越來越顯現(xiàn)出不足，尤其是最近的千兆網(wǎng)絡(luò)以及視頻應(yīng)用等外設(shè)，會(huì)使PCI可憐的133MB/s帶寬難以承受，當(dāng)幾個(gè)類似外設(shè)同時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，PCI總線幾近癱瘓。不但如此，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，PCI電壓難以降低的缺陷越來越凸出出來，PCI規(guī)范已經(jīng)成為現(xiàn)在PC系統(tǒng)的發(fā)展桎梏，徹底升級換代迫在眉睫。1.2 PCI-XPCI-X接口是1998年由IBM, HP, 以及 Compaq等公司制定，是并連的PCI總線的更新版本，仍采用傳統(tǒng)的總線技術(shù)，不過有更多數(shù)量的接線針腳， 同時(shí)，所有的連接裝置會(huì)共享所有可用的頻寬。與原先PCI接口所不同的是：一改過去的32位，PCI-X采用64位寬度來傳送數(shù)據(jù)，所

3、以傳輸帶寬就自動(dòng)倍增，而擴(kuò)充槽的長度當(dāng)然就不可避免的加大了，除此之外，其余的包含傳輸通訊協(xié)議、訊號和標(biāo)準(zhǔn)的接頭格式都一并兼容。后來PCI-X 2.0又分別提升頻率，經(jīng)歷過266Mhz，533Mhz，這個(gè)帶寬可以說是非常足夠的了，不過這個(gè)時(shí)候PCI-X也面臨一些問題：一方面是頻率提高造成的并行信號串?dāng)_，另一方面是共享式總線造成的資源爭用，總之也就是說雖然規(guī)格上去了，但實(shí)際效果可能跑不了這些指標(biāo)。1.3 PCI-ExpressPCI-Express，簡稱PCI-E，于2001年春季由Intel公司提出。隨后在2001年底，包括Intel、AMD、DELL、IBM在內(nèi)的20多家業(yè)界主導(dǎo)公司

4、開始起草新技術(shù)的規(guī)范，并在2002年完成，對其正式命名為PCI Express。PCI Express的接口根據(jù)總線位寬不同而有所差異，包括X1、X4、X8以及X16（X2模式將用于內(nèi)部接口而非插槽模式）。較短的PCI Express卡可以插入較長的PCI Express插槽中使用。各式不同的PCI Express插槽（由上而下：x4, x16, x1，與 x16），相較于傳統(tǒng)的32-bit PCI插槽（最下方）盡管PCI Express技術(shù)規(guī)格允許實(shí)現(xiàn)X1（250MB/秒），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道規(guī)格，但是依目前形式來看，PCI Express X1和PCI Expre

5、ss X16將成為PCI Express主流規(guī)格，同時(shí)芯片組廠商將在南橋芯片當(dāng)中添加對PCI Express X1的支持，在北橋芯片當(dāng)中添加對PCI Express X16的支持。PCI Express總線是一種完全不同于過去PCI總線的一種全新總線規(guī)范，與PCI總線共享并行架構(gòu)相比，PCI Express總線是一種點(diǎn)對點(diǎn)串行連接的設(shè)備連接方式，點(diǎn)對點(diǎn)意味著每一個(gè)PCI Express設(shè)備都擁有自己獨(dú)立的數(shù)據(jù)連接，各個(gè)設(shè)備之間并發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸互不影響，而對于過去PCI那種共享總線方式，PCI總線上只能有一個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信，一旦PCI總線上掛接的設(shè)備增多，每個(gè)設(shè)備的實(shí)際傳輸速率就會(huì)下降，性能得不到保

6、證。現(xiàn)在，PCI Express以點(diǎn)對點(diǎn)的方式處理通信，每個(gè)設(shè)備在要求傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候各自建立自己的傳輸通道，對于其他設(shè)備這個(gè)通道是封閉的，這樣的操作保證了通道的專有性，避免其他設(shè)備的干擾。在傳輸速率方面，PCI Express總線利用串行的連接特點(diǎn)將能輕松將數(shù)據(jù)傳輸速度提到一個(gè)很高的頻率，達(dá)到遠(yuǎn)超出PCI總線的傳輸速率。PCI Express的接口根據(jù)總線位寬不同而有所差異，包括x1、x4、x8以及x16(x2模式將用于內(nèi)部接口而非插槽模式），其中X1的傳輸速度為250MB/s，而X16就是等于16倍于X1的速度，即是4GB/s。與此同時(shí)，PCI Express總線支持雙向傳輸模式，還可以運(yùn)行

7、全雙工模式，它的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質(zhì)量，它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。因此連接的每個(gè)裝置都可以使用最大帶寬，PCI Express接口設(shè)備將有著比PCI設(shè)備優(yōu)越的多的資源可用。1.4 PCIE各版本介紹1.4.1 PCI-E 1.0規(guī)范：2002年推出。PCI-E 1X(1.0標(biāo)準(zhǔn))采用單向2.5G的波特率進(jìn)行傳輸，由于每一字節(jié)為10位(1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位結(jié)束位)，所以傳輸速率為2.5G/10=250MB/S(250兆字節(jié)每秒)，由此可以計(jì)算出來PCI-E 16X的單向傳輸速率為250MB/S*16=4GB/S，雙向傳輸速率為8GB/

8、S。1.4.2 PCI-E 2.0規(guī)范：2007年推出。PCI-E 1X(2.0標(biāo)準(zhǔn))采用單向5G的波特率進(jìn)行傳輸，由于每一字節(jié)為10位(1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位結(jié)束位)，所以單向傳輸速率為5G/10=500MB/S(500兆字節(jié)每秒)，由此可以計(jì)算出來PCI-E 16X(2.0標(biāo)準(zhǔn))的單向傳輸速率為500MB/S*16=8GB/S，雙向傳輸速率為16GB/S，PCI-E 32X(2.0標(biāo)準(zhǔn))的船速速率為32GB/S。1.4.3 PCI-E 3.0規(guī)范：2010年推出。PCI-E 1X(3.0標(biāo)準(zhǔn))采用單向10G的波特率進(jìn)行傳輸，由于每一字節(jié)為10位(1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位結(jié)束位)，所以單向傳輸速率為10G/10=1000MB /S(1000兆字節(jié)每秒)，由此可以計(jì)算出來PCI-E 16X(3.0標(biāo)準(zhǔn))的單向傳輸速率為1000MB/S*16=16GB/S，雙向傳輸速率為32GB/S，PCI-