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PCI Express是什麼? 與PCI有何不同?
Apr,10,2012
PCI 匯流排的沿革與概述
PCI 匯流排含括了前代匯流排的多項優點。而最重要幾項即為處理器的獨立性、緩衝式隔離功能、匯流排主控 (Bus mastering),與真正的隨插即用作業。緩衝式隔離功能 (Buffered isolation) 基本上可進行電子與時脈域 (Clock domain) 隔離,還有 CPU 本端匯流排與 PCI 匯流排隔離。此功能將可為系統效能提供 2 項優點。首先即是可於 PCI 與 CPU 匯流排上執行同步週期 (Concurrent cycle);其次即是可提升 CPU 本端匯流排的頻率,使其獨立於 PCI 匯流排的速度與負載之外。而透過匯流排主控功能,PCI 介面卡可透過仲裁程序 (Arbitration process) 銜接 PCI 匯流排,並直接主控匯流排的傳輸狀態;此與等待主機 CPU 對裝置做出反應的機制完全相反,且可能拉長 I/O 傳輸的整體潛時。最後,隨插即用作業可讓系統自動偵測並設定相關裝置、降低手動設定切換器與跳針 (Jumper) 的需要,以進行基本的定位 (Address) 與 DMA 中斷 (Interrupt) 作業,避免其影響 ISA 規格介面卡的使用者。

PCI Express 的優點
針對電腦架構的量測與自動化系統,PCI 匯流排成為插卡式擴充介面卡已行之有年。由於與電腦規格相關,因此 PCI 匯流排 (與其平行架構) 並未針對其他平台進行調整。PCI Express 則進一步因應這些問題,對 5 個主要領域提供了相對優勢:

高效能 – 特別與頻寬正相關,且 x1 連結的效能即可超出 PCI 的 1 倍有餘,且與 Lane 的數量呈線性成長。另 1 項不明顯的優點,即是此頻寬可同時套用至各組連結的 2 個方向。此外,初始的 2.5 Gb/s 訊號產生速度亦可持續向上提升,進一步達到更高的速度。

I/O 簡化 – 可簡化「晶片對晶片」與「內接的使用者存取」匯流排 (APG、PCI-X,與 HubLink) 的冗長過程。並降低設計的複雜度與建置成本。

分層式架構 – PCI Express 的架構可容納新技術,並保留既有的軟體投資。分層架構所影響的 2 個主要範圍,即為實體層 (提升訊號產生速率) 與軟體的相容性。

新一代 I/O – PCI Express 的等時性資料傳輸,為資料擷取與多媒體提供了全新功能。等時性傳輸屬於流量的服務品質 (Quality of services,QOS) 保證,以精確且具時效性的方法,即時傳輸所需資料。

簡單易用 – PCI Express 可大幅簡化系統的新增與升級程序。IT 則具備熱插拔功能。此外,亦有多款 PCI Express 介面卡,如 SIOM 與 ExpressCard,將可針對伺服器與筆記型電腦,新增多款高效能的週邊設備。

傳輸速率簡易比較
匯流排      頻寬(單向)     雙向頻寬 
PCI          133MB/s    133MB/s
AGP8X        2.1GB/s    2.1GB/s
PCI-E X1    250MB/s      500MB/s
PCI-E X2    500MB/s    1GB/s
PCI-E X4    1GB/s        2GB/s
PCI-E X8    2GB/s        4GB/s
PCI-E X16   4GB/s        8GB/s
PCI-E X32   8GB/s        16GB/s
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