PCI總線(xiàn)和PCIE總線(xiàn)的差異

由于公司產(chǎn)品一直以X86架構(gòu)為基礎(chǔ)發(fā)展，在前幾年中一直受到ASIC、NP架構(gòu)等廠商的攻擊，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，在PCI-E架構(gòu)出現(xiàn)后，效率的瓶頸得以突破。

　　最初PCI總線(xiàn)是32bit，33Mhz，這樣帶寬為133Mbps。

　　接著因?yàn)樵诜?wù)器領(lǐng)域傳輸要求Intel把總線(xiàn)位數(shù)提高到64，這樣又出現(xiàn)了2種PCI總線(xiàn)，分別為64bit/33Mhz和64bit/66Mhz，當(dāng)然帶寬分別翻倍了，為266Mbps和533Mbps，這個(gè)比較通常的名稱(chēng)應(yīng)該是pci-64，但這好像是intel自己做的，沒(méi)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　稍后一段時(shí)間，在民用領(lǐng)域，單獨(dú)開(kāi)發(fā)出了AGP，32bit，66Mhz，這樣帶寬為266Mbps，再加上后來(lái)AGP2.0的2X和4X標(biāo)準(zhǔn)，最高4X的帶寬高達(dá)1Gbps，但是這個(gè)只是為顯卡設(shè)計(jì)的。

　　同時(shí)服務(wù)器領(lǐng)域也沒(méi)閑著，幾家廠商聯(lián)合制定了PCI-X，這個(gè)就是真正PCI下一代的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)了，其實(shí)也沒(méi)什么新意，就是64bit，133Mhz版本的PCI，那這樣帶寬就為1Gbps，后來(lái)PCI-X 2.0,3.0又分別提升頻率，經(jīng)歷過(guò)266Mhz，533Mhz，甚至1GMhz，各位自己算帶寬吧，我乘法學(xué)的不好，這個(gè)帶寬可以說(shuō)是非常足夠的了，不過(guò)這個(gè)時(shí)候PCI也面臨一些問(wèn)題：一方面是頻率提高造成的并行信號(hào)串?dāng)_，另一方面是共享式總線(xiàn)造成的資源爭(zhēng)用，總之也就是說(shuō)雖然規(guī)格上去了，但實(shí)際效果可能跑不了這些指標(biāo)。

　　然后就是我們目前的明星pci-E了，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是和pci-X同時(shí)出現(xiàn)的，但是由于當(dāng)時(shí)用不到這么高帶寬，并且不像pci-X一樣兼容老pci板卡，所以一直沒(méi)什么發(fā)展，直到最近民用領(lǐng)域顯卡帶寬又不夠了，服務(wù)器領(lǐng)域?qū)ci-X也覺(jué)得不爽了，pci-E才真正顯出優(yōu)勢(shì)來(lái)，目前這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該會(huì)替代agp和pci-X，成為民用和服務(wù)器兩大領(lǐng)域的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

PCI-E標(biāo)準(zhǔn)的最大特點(diǎn)就是串行總線(xiàn)，和普通pci的區(qū)別類(lèi)似于ide和sata的區(qū)別，具體說(shuō)起來(lái)就比較麻煩了，簡(jiǎn)單來(lái)看指標(biāo)的話(huà)，頻率為2.5Ghz(這個(gè)恐怖，串行的好處，同樣因?yàn)榇校粚捑蜎](méi)意義了，但是據(jù)說(shuō)是什么8bit/10bit的傳輸)，帶寬 pci-E 1X單向傳輸250MBps，雙向也就500了，同時(shí)pci-e的倍速最高可達(dá)16X，多少就自己乘吧，要注意的是pci-e不存在共享問(wèn)題，也就是說(shuō)掛在總線(xiàn)上的任何一個(gè)設(shè)備都會(huì)達(dá)到這個(gè)速度而不是所有設(shè)備帶寬的總合。下面引用一篇文章的一段，感興趣的自己看一下：

　　在工作原理上，PCI Express與并行體系的PCI沒(méi)有任何相似之處，它采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)，而依靠高頻率來(lái)獲得高性能，因此PCI Express也一度被人稱(chēng)為“串行PCI”。由于串行傳輸不存在信號(hào)干擾，總線(xiàn)頻率提升不受阻礙，PCI Express很順利就達(dá)到2.5GHz的超高工作頻率。其次，PCI Express采用全雙工運(yùn)作模式，最基本的PCI Express擁有4根傳輸線(xiàn)路，其中2線(xiàn)用于數(shù)據(jù)發(fā)送，2線(xiàn)用于數(shù)據(jù)接收，也就是發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)可以同時(shí)進(jìn)行。相比之下，PCI總線(xiàn)和PCI-X總線(xiàn)在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)只能作單向數(shù)據(jù)傳輸，效率只有PCI Express的一半;加之PCI Express使用8b/10b編碼的內(nèi)嵌時(shí)鐘技術(shù)，時(shí)鐘信息被直接寫(xiě)入數(shù)據(jù)流中，這比PCI總線(xiàn)能更有效節(jié)省傳輸通道，提高傳輸效率。第三，PCI Express沒(méi)有沿用傳統(tǒng)的共享式結(jié)構(gòu)，它采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)工作模式(Peer to Peer，也被簡(jiǎn)稱(chēng)為P2P)，每個(gè)PCI Express設(shè)備都有自己的專(zhuān)用連接，這樣就無(wú)需向整條總線(xiàn)申請(qǐng)帶寬，避免多個(gè)設(shè)備爭(zhēng)搶帶寬的糟糕情形發(fā)生，而此種情況在共享架構(gòu)的PCI系統(tǒng)中司空見(jiàn)慣。

　　由于工作頻率高達(dá)2.5GHz，最基本的PCI Express總線(xiàn)可提供的單向帶寬便達(dá)到250MBps(2.5Gbps×1 B/8bit×8b/10b=250MBps)，再考慮全雙工運(yùn)作，該總線(xiàn)的總帶寬達(dá)到500MBps—這僅僅是最基本的PCI Express ×1模式。如果使用兩個(gè)通道捆綁的×2模式，PCI Express便可提供1GBps的有效數(shù)據(jù)帶寬。依此類(lèi)推，PCI Express ×4、×8和×16模式的有效數(shù)據(jù)傳輸速率分別達(dá)到2GBps、4GBps和8GBps。這與PCI總線(xiàn)可憐的共享式133MBps速率形成極其鮮明的對(duì)比，更何況這些都還是每個(gè)PCI Express可獨(dú)自占用的帶寬。

　　在PCI-E架構(gòu)出現(xiàn)后，X86架構(gòu)的產(chǎn)品有機(jī)會(huì)能和ASIC、NP架構(gòu)的產(chǎn)品在性能上做抗衡，同時(shí)由于X86架構(gòu)的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)上的便利性，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力將進(jìn)一步提高。