Cómo PCI Express Trabaja

Cómo PCI Express Trabaja

Interconexión de componentes periféricos: Ranuras (PCI) son una parte integral de la arquitectura de un ordenador que mayoría de la gente les damos por descontado. Durante años, PCI ha sido una manera versátil y funcional para conectar sonido, tarjetas de red y video a un motherboard.

PCI pero tiene algunas deficiencias. Como , losprocesadores de tarjetas de vídeo, tarjetas de sonido y las redes se han metido más rápido y más potente, PCI ha permanecido igual. Tiene un ancho fijo de 32 bits y puede manejar sólo 5 dispositivos a la vez. El bus PCI-X de 64 bits, más reciente ofrece más ancho de banda, pero su mayor anchura compuestos de otras cuestiones. de PCI

a nuevo protocolo llamado pci Express (PCIe) elimina muchas de estas deficiencias, proporciona más ancho de banda y es compatible con los sistemas operativos existentes. En este artículo examinaremos lo que hace diferente a PCI PCIe. A mirar cómo PCI Express hace un equipo más rápido, puede agregar un rendimiento de gráficos y puede reemplazar la AGP slot. (Ver gráfica #1)

Conexión Serial de alta velocidad
En los primeros días de la computación, se trasladó una gran cantidad de datos serialconexiones de . Equipos separados los datos en paquetes y, a continuación, se trasladó el paquetes de un lugar a otro en un momento. Conexiones en serie eran fiables pero lento, por lo que los fabricantes comenzaron a usar paralelo conexiones para enviar varios grupos de datos simultáneamente.

Resulta que las conexiones paralelas tienen sus propios problemas como obtener velocidades más altas y más--por ejemplo, cables pueden interferir con otros sean--ahora es oscilante el péndulo hacia las conexiones serie altamente optimizado. Mejoras al hardware y al proceso de división, etiquetado y paquetes reassembling han llevado a muchas conexiones en serie más rápido, como USB 2.0 y FireWire.

PCI Express es una conexión en serie que funciona como una red a un autobús. En vez de un bus que maneja datos de varios orígenes, PCIe tiene un interruptor que controla varias conexiones en serie punto a punto. (Consulte Cómo el trabajo de Switches LAN para obtener detalles). Estas conexiones fan-out del interruptor, conduce directamente a los dispositivos donde los datos deben ir. Cada dispositivo tiene su propia conexión dedicada, por lo que los dispositivos ya no compartan el ancho de banda como lo hacen en un bus normal. Veremos cómo esto sucede en la siguiente sección.

Carriles PCI Express

Cuando el equipo se inicia, PCIe determina qué dispositivos están conectados a la placa base. A continuación, identifica los enlaces entre los dispositivos, crear un mapa de donde irá el tráfico y el ancho de cada enlace de negociación. Esta identificación de dispositivos y conexiones es el mismo protocolo que utiliza la PCI, para que PCIe no requiere cambios en el software o sistemas operativos. (Ver gráfica #2)

Cada carril de una conexión PCI Express contiene dos pares de cables--uno para enviar y otro para recibir. Paquetes de datos mover a través de la vía a un ritmo de un bit por ciclo. Una x 1 conexión, la conexión PCIe más pequeña, tiene un carril de cuatro cables. Lleva un bit por ciclo en cada dirección. A x 2 enlace contiene ocho cables y transmite dos bits a la vez, un 4 x enlace transmite cuatro bits y así sucesivamente. Otras configuraciones son 12 x, 16 x y 32 x. (Ver gráfica #3)

Pero ¿cómo puede una conexión serial ser más rápida que los 32 cables de PCI o los 64 cables de PCIx? En la siguiente sección, analizaremos cómo es capaz de proporcionar una gran cantidad de ancho de banda en un formato serial PCIe.

Two by Two

The "x" in an "x16" connection stands for "by." PCIe connections are scalable by one, by two, by four, and so on.

Velocidades de conexión PCI Express

El bus PCI de 32 bits tiene una velocidad máxima de 33 MHz, lo que permite un máximo de 133 MB de datos para pasar por el bus por segundo. El bus PCI-X de 64 bits tiene dos veces el ancho de bus de PCI. Diferentes especificaciones PCI-X permiten diferentes tasas de transferencia de datos, en cualquier lugar de 512 MB a 1 GB de datos por segundo. (Ver gráfica #4)

Dispositivos con PCI comparten un bus común, pero cada dispositivo PCI Express tiene su propia conexión dedicada al conmutador.

Sin embargo, un solo carril de PCI Express, puede manejar 200 MB de tráfico en cada dirección por segundo. Un conector de PCIe 16 x puede mover un sorprendente 6,4 GB de datos por segundo en cada dirección. A estas velocidades, una x 1 conexión puede manejar fácilmente una conexión Ethernet de gigabit, así como aplicaciones de audio y almacenamiento de información. Una conexión de 16 x puede manejar fácilmente los adaptadores gráficos potentes.

¿Cómo es posible? Unos simples avances han contribuido a este enorme salto en velocidad de conexión en serie:

·         Priorización de datos, que permite que el sistema mover los datos más importantes primero y ayuda a evitar los cuellos de botella

·         Transferencias de datos (en tiempo real) dependiente del tiempo

·         Mejoras en la física de los materiales utilizada para hacer las conexiones

·         Mejor detección de error y el Protocolo de enlace

·         Mejores métodos para dividir los datos en paquetes y poner los paquetes juntos otra vez. También, ya que cada dispositivo tiene su propio dedicado, conexión de punto a punto con el conmutador, señales de múltiples fuentes ya no tienen que trabajar su camino a través del mismo bus.

Slowing the Bus

Interference and signal degradation are common in parallel connections. Poor materials and crossover signal from nearby wires translate into noise, which slows the connection down. The additional bandwidth of the PCI-X bus means it can carry more data that can generate even more noise. The PCI protocol also does not prioritize data, so more important data can get caught in the bottleneck. Using the Accelerated Graphics Port (AGP) slot for video cards removes a substantial amount of traffic, but not enough to compensate for faster processors and I/O devices.

PCI Express y gráficos avanzadosNosotros hemos establecido que PCIe puede eliminar la necesidad de un AGPconexión de . Una x 16 slot PCIe puede acomodar hasta ahora permiten más datos por segundo que conexiones AGP 8 x. Además, una ranura de PCIe 16 x puede suministrar 75 vatios de potencia a la tarjeta de video, a diferencia de la conexión de 8 x AGP de 25 vatios a 42 vatios. Pero PCIe tiene potencial aún más impresionante en la tienda para el futuro de la tecnología de gráficos. (Ver gráfica #5 y 6)

Con el hardware apropiado, una motherboard con conexiones de PCIe x dos 16 admite dos adaptadores de gráficos al mismo tiempo. Varios fabricantes están desarrollando y ofrecer sistemas para aprovechar las ventajas de esta función:

·         NVIDIA Scalable Link Interface (SLI): certificado con un SLI motherboard, dos tarjetas gráficas SLI y un conector SLI, un usuario puede poner dos tarjetas de vídeo en el mismo sistema. Las tarjetas funcionan juntos al dividir la pantalla en la mitad. Cada tarjeta controla la mitad de la pantalla y el conector se asegura de que todo se mantenga sincronizado. (Ver gráfica #7)

·         ATI CrossFire: Dos ATI Radeon ® tarjetas de vídeo, uno con un chip de "motor de composición", enchufe en una motherboard compatible. La tecnología de ATI se centra en la calidad de imagen y no requiere idénticas tarjetas de vídeo, aunque los sistemas de alto rendimiento deben tener tarjetas idénticas. Crossfire divide el trabajo de procesamiento de tres maneras:

o    dividir la pantalla en la mitad y la asignación de una mitad a cada tarjeta (llamada "scissoring")

o    dividir la pantalla en azulejos (como un tablero de ajedrez) y tener una tarjeta de procesar los azulejos "blancos" y el otro procesamiento los azulejos "negros"

o    tener cada marcos alternativo de procesamiento de tarjeta

·         Matriz de Alienware Video: Dos tarjetas de vídeo disponible se combinan con un vídeo de fusión de concentrador y software propietario. Este sistema utilizará refrigeración especializados y sistemas de energía para manejar todo el calor adicional y energía de las tarjetas de video. Tecnología de Alienware finalmente puede soportar hasta cuatro tarjetas de vídeo. (Ver gráfica #8)

Como PCI, PCI-X y PCI Express son compatibles con todo, los tres pueden coexistir indefinidamente. Hasta ahora, las tarjetas de vídeo han hecho la transición más rápida al formato PCIe. Red y adaptadores de sonido, así como otros periféricos, han sido más lentos en el desarrollo. Pero como PCIe es compatible con sistemas operativos actuales y puede proporcionar velocidades más rápidas, es probable que eventualmente reemplazará PCI como un estándar de PC. Poco a poco, las tarjetas basadas en PCI será obsoletas.