PCI Express的工作原理
PCI Express是一种高速串行连接,其运行更像网络而不是总线。了解 PCI Express 如何加快计算机速度并更换 AGP 和视图 PCI Express 图片.
照片由消费者指南产品提供外围组件互连 (PCI) 插槽是计算机体系结构不可或缺的一部分,大多数人认为它们是理所当然的。多年来,PCI 一直是一种多功能、功能性的连接方式 声音、视频和网卡到 母板.
但是PCI有一些缺点。如 处理器, 显卡,声卡和网络变得更快、更强大,PCI 保持不变。它的固定宽度为 32 位 一次只能处理 5 台设备。较新的64位PCI-X总线提供更多带宽,但其更大的宽度使PCI的其他一些问题更加复杂。
一种名为 PCI Express (PCIe)消除了许多这些缺点,提供了更多的带宽,并与现有的操作系统兼容。在本文中,我们将研究 PCIe 与 PCI 的不同之处。我们还将研究PCI Express如何使计算机更快,可以潜在地增加图形性能,并可以取代 阿格普 槽。
高速串行连接
在计算的早期,大量数据被移动 串行 连接。计算机将数据分成数据包,然后将 包 一次从一个地方到另一个地方。串行连接可靠但速度慢,因此制造商开始使用 平行 连接以同时发送多个数据。
事实证明,随着速度越来越高,并联连接也有自己的问题 - 例如,电线可以通过电磁相互干扰 - 所以现在钟摆正在向高度优化的串行连接摆动。硬件以及分割、标记和重新组装数据包的过程的改进使串行连接速度更快,例如 USB 2.0 接口 和 火线.
PCI Express是一种串行连接,其运行更像网络而不是网络 总线.PCIe 没有一条总线来处理来自多个来源的数据,而是有一个控制多个点对点串行连接的交换机。(见 局域网交换机的工作原理 了解详情。这些连接从交换机呈扇形散开,直接通向需要传输数据的设备。每个设备都有自己的专用连接,因此设备不再像在普通总线上那样共享带宽。我们将在下一节中了解这种情况是如何发生的。
PCI 快速通道
HOWSTUFFWORKS.COM当计算机启动时,PCIe 确定哪些设备插入主板。然后,它识别设备之间的链路,创建流量将流向的地图并协商每个链路的宽度。这种设备和连接的标识与 PCI 使用的协议相同,因此 PCIe 不需要对软件或操作系统进行任何更改。
PCI Express 连接的每条通道都包含两对电线 - 一对用于发送,另一对用于接收。数据包以每个周期一位的速率在通道上移动。一个 X1 连接,最小的 PCIe 连接,有一个由四根电线组成的通道。它在每个方向上每个周期携带一个位。x2 链路包含八根电线,一次传输两位,x4 链路传输四位,依此类推。其他配置包括 x12、x16 和 x32。
PCI Express 适用于台式机和笔记本电脑 个人电脑.它的使用可能会降低主板生产成本,因为它的连接包含的引脚比 PCI 连接少。它还有可能支持许多设备,包括 以太网 卡 USB 2 和 显卡.
但是,一个串行连接如何比 PCI 的 32 线或 PCIx 的 64 线更快呢?在下一节中,我们将了解 PCIe 如何能够以串行格式提供大量带宽。
二乘二
“x16”连接中的“x”代表“by”。 PCIe 连接可按 1、2、4 等方式扩展。
PCI 快速连接速度
使用 PCI 的设备共享一条公共总线,但使用 PCI Express 的每个设备都有自己的专用交换机连接。
HOWSTUFFWORKS.COM32 位 PCI 总线的最大速度为 33 MHz,每秒最多允许 133 MB 的数据通过总线。64 位 PCI-X 总线的总线宽度是 PCI 的两倍。不同的 PCI-X 规格允许不同的数据传输速率,从每秒 512 MB 到 1 GB 不等。
但是,单个 PCI Express 通道每秒可以处理每个方向 200 MB 的流量。x16 PCIe 连接器每秒可以在每个方向上移动惊人的 6.4 GB 数据。在这些速度下,x1 连接可以轻松处理千兆以太网连接以及音频和存储应用。x16 连接可以轻松处理功能强大的图形适配器。
这怎么可能?一些简单的进步促成了串行连接速度的大幅飞跃:
数据优先级,允许系统首先移动最重要的数据,并有助于防止瓶颈
与时间相关的(实时)数据传输
用于连接物理材料的改进
更好的握手和错误检测
将数据分解为数据包并再次将数据包放在一起的更好方法。此外,由于每个设备都有自己的专用点对点开关连接,因此来自多个源的信号不再需要通过同一总线工作。
放慢公交车速度
干扰和信号衰减在并联连接中很常见。不良材料和来自附近电线的交叉信号会转化为噪声,从而减慢连接速度。PCI-X总线的额外带宽意味着它可以承载更多数据,从而产生更多噪声。PCI协议也不会优先考虑数据,因此更重要的数据可能会陷入瓶颈。使用 加速图形端口 视频卡的 (AGP) 插槽可消除大量流量,但不足以补偿更快的处理器和 I/O 设备。
PCI Express 和高级显卡
英伟达 SLI 链路卡
照片由 英伟达我们已经确定 PCIe 可以消除对 阿格普 连接。x16 PCIe 插槽每秒可容纳的数据量远远超过当前 AGP 8x 连接所允许的数据量。此外,x16 PCIe 插槽可以为视频卡提供 75 瓦的功率,而不是 25 瓦/42 瓦的 AGP 8x 连接。但PCIe在图形技术的未来具有更令人印象深刻的潜力。
使用合适的硬件,具有两个 x16 PCIe 连接的主板可以同时支持两个图形适配器。一些制造商正在开发和发布系统以利用此功能: 英伟达可扩展链接接口 (SLI):使用SLI认证的主板,两个SLI图形卡和一个SLI连接器,用户可以将两个视频卡放入同一系统。这些卡片通过将屏幕分成两半来协同工作。每张卡控制屏幕的一半,连接器确保所有内容保持同步。
ATI交叉火力:两个ATI Radeon®视频卡,其中一个带有“合成引擎”芯片,插入兼容的主板。ATI的技术专注于图像质量,不需要相同的视频卡,尽管高性能系统必须具有相同的卡。Crossfire以三种方式之一划分渲染工作:
将屏幕分成两半,并为每张卡片分配一半(称为“剪刀”)
将屏幕划分为图块(如棋盘格),并让一张卡渲染“白色”图块,另一张卡渲染“黑色”图块
让每个卡片渲染交替帧
外星人视频阵列:两个现成的视频卡与视频合并中心和专有软件相结合。该系统将使用专门的冷却和电源系统来处理来自显卡的所有额外热量和能量。Alienware的技术最终可能会支持多达四个视频卡。
由于PCI,PCI-X和PCI Express都是兼容的,因此这三者可以无限期地共存。到目前为止,视频卡已经以最快的速度过渡到 PCIe 格式。网络和声音适配器以及其他外围设备的发展速度较慢。但由于PCIe与当前的操作系统兼容并且可以提供更快的速度,因此它很可能最终取代PCI成为PC标准。渐渐地,基于PCI的卡将变得过时。
有关 PCI Express 和相关主题的更多信息,请查看下一页上的链接。
调整尺寸
较小的 PCIe 卡将适合较大的 PCIe 插槽。计算机只是忽略额外的连接。例如,x4 卡可以插入 x16 插槽。但是,x16 卡对于 x4 插槽来说太大了。
PCIe 插槽常见问题解答
什么是 PCI 快速插槽?
PCIe 或 PCI 快速插槽是 PC 主板和外围组件之间的连接。
PCI 是否与 PCI Express 兼容?
它们不兼容,因为它们具有不同的配置。但是,有些主板托管两者的组合。
显卡是否进入 PCIe 插槽?
它应该进入第一个可用的PCI Express x16插槽。然而,这并不是说较低的插槽无法运行显卡。
PCI 和 PCIe 一样吗?
它们是不一样的。PCIe能够连接PCI无法连接的显卡,相比之下也更快。
PCI 和 PCIe 之间的主要区别是什么?
责任编辑:David
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