Come PCI Express opere

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PCI Express è una connessione seriale ad alta velocità che funziona più come una rete di un autobus. Imparare come PCI Express può velocizzare un computer e sostituire l'AGP e Mostra immagini di PCI Express.
Peripheral Component Interconnect Slot (PCI) sono parte integrante dell'architettura di un computer che la maggior parte delle persone li diamo per scontati. Per anni, il PCI è stato un modo versatile, funzionale per collegare schede audio, video e rete per una scheda madre.
Ma il PCI ha alcune carenze. Come processori, schede video, schede audio e reti hanno ottenuto più veloce e più potente, PCI è rimasto lo stesso. Ha una larghezza fissa di 32 bit e può gestire solo 5 dispositivi contemporaneamente. Il bus PCI-X 64 bit più recente, fornisce più larghezza di banda, ma la larghezza maggiore composti alcuni altri problemi di PCI.
Un nuovo protocollo chiamato PCI Express (PCIe) elimina un sacco di queste lacune, fornisce più larghezza di banda ed è compatibile con i sistemi operativi esistenti. In questo articolo, esamineremo cosa differenzia PCIe da PCI. Noi guarderemo anche come PCI Express rende un computer più veloce, potenzialmente può aggiungere prestazioni grafiche e può sostituire lo slot AGP.
Connessione seriale ad alta velocità
Agli albori dell'informatica, una grande quantità di dati spostati su connessioni seriali. Computer i dati separati in pacchetti e quindi spostato i pacchetti da un luogo a altro in un momento. Connessioni seriali erano affidabili ma lento, quindi produttori iniziarono ad usare connessioni parallele per inviare più parti di dati simultaneamente.
Si scopre che le connessioni parallele hanno i loro problemi come ottenere velocità superiori e superiore - per esempio, fili possono interferire con l'altro elettromagneticamente..--quindi ora il pendolo è oscillante verso connessioni seriali altamente ottimizzata. Miglioramenti all'hardware e al processo di divisione, etichettatura e rimontare i pacchetti hanno portato a molte connessioni seriali più velocemente, come USB 2.0 e FireWire.
PCI Express è una connessione seriale che funziona più come una rete di un autobus. Invece di un autobus che gestisce dati provenienti da più origini, PCIe è un interruttore che controlla diverse connessioni seriali punto-punto. (Vedere come lavoro di switch LAN per dettagli). Queste connessioni a ventaglio dall'interruttore, che conduce direttamente ai dispositivi i dati dove devono andare. Ogni dispositivo ha la propria connessione dedicata, così dispositivi non più condividono la larghezza di banda come fanno su un autobus normale. Vedremo come questo accade nella sezione successiva.
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PCI Express Lanes

Quando il computer si avvia, PCIe determina quali dispositivi sono collegati alla scheda madre. Identifica quindi i collegamenti tra i dispositivi, creando una mappa di dove andrà il traffico e negoziando la larghezza di ogni collegamento. Questa identificazione dei dispositivi e delle connessioni è gli stessi usi di protocollo PCI, così PCIe non richiede alcuna modifica al software o sistemi operativi.
Ogni corsia di un collegamento PCI Express contiene due coppie di cavi, uno per inviare e uno per ricevere. I pacchetti di dati si muovono attraverso la corsia ad una velocità di un bit per ciclo. Una x 1 collegamento, la connessione PCIe più piccola, ha una corsia, costituita da quattro fili. Trasporta un bit per ogni ciclo in ogni direzione. A x 2 link contiene otto fili e trasmette due bit alla volta, un 4 x collegamento trasmette quattro bit e così via. Altre configurazioni sono x 12, 16 x e x 32.
PCI Express è disponibile per PC desktop e laptop. Per abbassare il costo di produzione della scheda madre, poiché i collegamenti contengono meno perni di connessioni PCI non può portare il suo utilizzo. Inoltre ha il potenziale per sostenere molti dispositivi, tra cui schede Ethernet, 2 USB e schede video.
Ma come può essere una connessione seriale più i fili del PCI 32 o 64 fili di PCIx veloce? Nella prossima sezione, vedremo come PCIe è in grado di fornire una grande quantità di larghezza di banda in un formato seriale.
Due a due
La "x" in connessione "x 16" sta per "a". Connessioni PCIe sono scalabili da uno, due, da quattro e così via.
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Dispositivi usando PCI condividono un bus comune, ma ogni dispositivo usando PCI Express ha la propria connessione dedicata all'interruttore.

PCI Express velocità di connessione

Il bus PCI a 32-bit ha una velocità massima di 33 MHz, che consente un massimo di 133 MB di dati da passare attraverso il bus al secondo. Il bus PCI-X 64 bit ha due volte la larghezza del bus del PCI. Specifiche PCI-X differenti permettono diversi tassi di trasferimento dati, ovunque da 512 MB a 1 GB di dati al secondo.
Una sola corsia PCI Express, tuttavia, può gestire 200 MB di traffico in ogni direzione al secondo. Un connettore PCIe 16 x spostare un incredibile 6,4 GB di dati al secondo in ogni direzione. A queste velocità, 1 x collegamento può gestire facilmente una connessione gigabit Ethernet, così come le applicazioni audio e archiviazione. Una connessione di 16 x può facilmente gestire schede grafiche potenti.
Come è possibile? Pochi semplici anticipi hanno contribuito a questo massiccio salto in velocità di connessione seriale:
  • Prioritizzazione dei dati, che consentono al sistema di spostare i dati più importanti prima e aiuta a prevenire i colli di bottiglia
  • Trasferimenti di dati (in tempo reale) dipendente dal tempo
  • Miglioramenti nei materiali fisici utilizzati per effettuare i collegamenti
  • Migliore sincronizzazione e rilevamento degli errori
  • Metodi migliori per suddividere i dati in pacchetti e ricomporre i pacchetti. Inoltre, dato che ogni dispositivo ha un proprio dedicato, connessione punto a punto per l'interruttore, segnali provenienti da più origini non più devono lavorare loro strada attraverso il bus stesso.
Rallentando l'autobus
Interferenza e degradazione del segnale sono comuni nelle connessioni parallele. Materiali poveri e segnale di crossover da fili vicini si traducono in rumore, che rallenta la connessione. La larghezza di banda aggiuntiva del bus PCI-X significa che può trasportare dati ulteriori che possono generare anche più rumore. Il protocollo PCI non anche priorità ai dati, quindi più importanti dati possono farsi in bottiglia. Utilizzando lo slot Accelerated Graphics Port (AGP) per le schede video rimuove una notevole quantità di traffico, ma non abbastanza per compensare i processori più veloci e dispositivi i/o.
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Scheda link NVIDIA SLI

PCI Express e avanzata grafica

Abbiamo stabilito che il PCIe può eliminare la necessità di una connessione AGP. Un x16 slot PCIe può ospitare lontano permettono di dati di più al secondo corrente connessioni di AGP 8x. Inoltre, uno slot PCIe 16 x può fornire 75 watt di potenza per la scheda video, in contrasto con la connessione da 25 watt/42 watt AGP 8x. Ma PCIe ha un potenziale ancora più impressionante in serbo per il futuro della tecnologia grafica.
Con il giusto hardware, una scheda madre con connessioni PCIe due x16 può supportare due schede grafiche allo stesso tempo. Diversi produttori sono sviluppare e rilasciando i sistemi per usufruire di questa funzionalità: NVIDIA Scalable Link Interface (SLI): scheda madre certificata con un SLI, due schede grafiche SLI e un connettore SLI, un utente può mettere due schede video nel sistema stesso. Le carte collaborano spaccando lo schermo a metà. Ogni scheda controlla la metà dello schermo, e il connettore si assicura che tutto rimane sincronizzato.
ATI CrossFire: schede video ATI due Radeon ®, uno con un chip "motore di composizione", inserire una scheda madre compatibile. Tecnologia ATI si concentra sulla qualità dell'immagine e non richiede schede video identiche, anche se sistemi ad alte prestazioni devono avere carte identiche. CrossFire divide il lavoro di rendering in tre modi:
  • spaccare lo schermo a metà e assegnando una metà di ogni carta (chiamato "forbice")
  • dividendo lo schermo in piastrelle (come una scacchiera) e avendo una scheda rendering le piastrelle "bianche" e l'altra rendono le piastrelle "nere"
  • avendo ogni frame alternativo di scheda render
Matrice dei Alienware: due schede video prefabbricato si combinano con un Hub di fusione dei e software proprietario. Questo sistema utilizzerà sistemi di alimentazione e raffreddamento specializzato per gestire tutto il calore supplementare ed energia dalle carte dei. Tecnologia di Alienware alla fine può supportare fino a quattro schede video.
Dal PCI, PCI-X e PCI Express sono tutti compatibili, tutti e tre possono coesistere indefinitamente. Finora, le schede video hanno fatto la transizione più veloce nel formato PCIe. Rete e schede audio, così come altre periferiche, sono stati più lenti nello sviluppo. Ma poiché PCIe è compatibile con sistemi operativi attuali e può fornire la velocità più veloce, è probabile che andrà a sostituire PCI come standard PC. Gradualmente, le schede basate su PCI diventerà obsolete.
Per ulteriori informazioni su PCI Express e argomenti correlati, controlla i link nella pagina successiva.
Dimensionamento
Piccole schede PCIe si inseriscono in grandi slot PCIe. Il computer semplicemente ignora le connessioni extra. Per esempio, un 4 x scheda può essere inserito in uno slot 16 x. A x scheda 16, tuttavia, sarebbe essere troppo grande per un 4 x slot.
Pubblicato per scopi didattici
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