IEI技術創新連載之七PCI-Express

PCI-Express是最新的總線和接口標準，它原來的名稱為“3GIO”，是由英特爾提出的，很明顯英特爾的意思是它代表著下一代I/O接口標準。交由PCI-SIG（PCI特殊興趣組織）認證發布后才改名為“PCI-Express”。這個新標準將全面取代現行的PCI和AGP，最終實現總線標準的統一。它的主要優勢就是數據傳輸速率高，目前最高可達到10GB/s以上，而且還有相當大的發展潛力。PCI Express也有多種規格，從PCI Express 1X到PCI Express 16X，能滿足現在和將來一定時間內出現的低速設備和高速設備的需求。能支持PCI Express的主要是英特爾的i915和i925系列芯片組。當然要實現全面取代PCI和AGP也需要一個相當長的過程，就象當初PCI取代ISA一樣，都會有個過渡的過程。
　　PCI Express（以下簡稱PCI-E）采用了目前業內流行的點對點串行連接，比起PCI以及更早期的計算機總線的共享并行架構，每個設備都有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，而且可以把數據傳輸率提高到一個很高的頻率，達到PCI所不能提供的高帶寬。相對于傳統PCI總線在單一時間周期內只能實現單向傳輸，PCI-E的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質量，它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。
　　PCI-E的接口根據總線位寬不同而有所差異，包括X1、X4、X8以及X16，而X2模式將用于內部接口而非插槽模式。PCI-E規格從1條通道連接到32條通道連接，有非常強的伸縮性，以滿足不同系統設備對數據傳輸帶寬不同的需求。此外，較短的PCI-E卡可以插入較長的PCI-E插槽中使用，PCI-E接口還能夠支持熱拔插，這也是個不小的飛躍。PCI-E X1的250MB/秒傳輸速度已經可以滿足主流聲效芯片、網卡芯片和存儲設備對數據傳輸帶寬的需求，但是遠遠無法滿足圖形芯片對數據傳輸帶寬的需求。 因此，用于取代AGP接口的PCI-E接口位寬為X16，能夠提供5GB/s的帶寬，即便有編碼上的損耗但仍能夠提供約為4GB/s左右的實際帶寬，遠遠超過AGP 8X的2.1GB/s的帶寬。
盡管PCI-E技術規格允許實現X1（250MB/秒），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道規格，但是依目前形式來看，PCI-E X1和PCI-E X16已成為PCI-E主流規格，同時很多芯片組廠商在南橋芯片當中添加對PCI-E X1的支持，在北橋芯片當中添加對PCI-E X16的支持。除去提供極高數據傳輸帶寬之外，PCI-E因為采用串行數據包方式傳遞數據，所以PCI-E接口每個針腳可以獲得比傳統I/O標準更多的帶寬，這樣就可以降低PCI-E設備生產成本和體積。另外，PCI-E也支持高階電源管理，支持熱插拔，支持數據同步傳輸，為優先傳輸數據進行帶寬優化。
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