Co to jest most PCIE?

Interfejs magistrali komponentu peryferyjnego (PCI) istnieje od lat 90. i jest nadal bardzo obecny. Od równoległych połączeń PCI i PCI-X do szeregowych połączeń PCIE, PCI przeszło niezwykłe ulepszenia na przestrzeni lat, pod względem przepustowości, szybkości transmisji i opóźnień. Najnowsza iteracja, PCI Express (PCIE) jest znacznie lepsza pod względem wydajności niż starszy PCI. Obejmując pięć wersji, z szóstym już gotowaniem, PCIE stał się interfejsem nowoczesnych komputerów, kart rozszerzeń i innych peryferyjnych.

Ponieważ PCIE w dużym stopniu przyćmił PCI i PCI-X, wielu jest zaskoczonych, widząc szczeliny PCI na nowoczesnych płytach głównych. A ponieważ używają równoległych połączeń, wielu zastanawia się również, jak to może działać z szeregowym PCIE. Dowiedzmy się, jak to jest możliwe, ale wcześniej poznamy różnice między trzema standardami PCI.

PCI, PCI-X i PCIE

PCI został opracowany przez Intel w latach 90., aby zastąpić standardy wolniejszych autobusów ISA, EISA, VLB i MCA. Pierwsza wersja PCI wykorzystała 32-bitową magistralę działającą przy sygnalizacji 33 MHz i 5 V, podczas gdy druga wersja podwoiła częstotliwość do 66 MHz z 3.Slot 3V. Później opracowano również 64-bitowy wariant. PCI zapewniło bardziej zadowalającą wydajność niż poprzednie standardy, ale nadal nie był zbyt odpowiedni dla serwerów.

Ulepszenie PCI, PCI-X (PCI Extended), działający przy 133 MHz w 64-bitowej magistrali, opracowano głównie do obsługi serwerów. PCI-X 2.0 obsługiwane z jeszcze wyższą częstotliwością 533 MHz. Zarówno PCI, jak i PCI-X zaimplementowały połączenie równoległe, w którym ta sama magistrata łączy kilka urządzeń z procesorem. Główną minusem tej architektury jest to, że tylko jedno urządzenie może komunikować się z urządzeniem hosta na raz. Pozostałe urządzenia muszą czekać na swoją kolej, zanim ich prośby będą mogły zostać przetworzone. Z kolei wydajność degraduje się w miarę dodawania więcej urządzeń. Nowe urządzenia i aplikacje również wymagają szybszej prędkości i wyższej przepustowości oraz PCI, jak i PCI-X są po prostu zbyt wolne, aby nadążyć za popytem. Wzywało to do przebudowy interfejsu autobusowego, który urodzi najnowszy standard PCI, PCIE.

Zamiast połączenia równoległego, PCIE używa połączenia szeregowego, punktu do punktu. Każde urządzenie komunikuje się z procesorem za pośrednictwem własnego zestawu pasów, aby mogło komunikować się bezpośrednio z procesorem bez konieczności czekania na inne urządzenia. Komunikacja seryjna PCIE była zmieniaczem gier i znacznie przekroczyła wydajność swojego poprzednika. PCIE osiągnął pięć wersji, a każda wersja podwaja przepustowość i szybkość transmisji poprzedniej wersji. Najnowsza wersja, PCIE 5.0, zapewnia łączną przepustowość 128 GB/s na gniazda x16, skacząc stokrotnie z 1.06 GB/s PCI-X 2.0. PCIE stał się standardem branżowym od czasu wprowadzenia PCIE 1.0 i starszy PCI i PCI -X stały się z przeszłości - lub tak myśleliśmy.

Mostanie autobusów

PCIE to podstawowy standard autobusów w nowoczesnych płytach głównych, urządzeniach i kartach rozszerzających. Jednak niektóre płyty główne nadal mają na sobie starsze gniazda PCI/PCI-X, które pokazują, że PCI wciąż tam jest. Gniazda PCI nadal istnieją dla kompatybilności wstecznej i zwykle znajdują się w komputerach zorientowanych na biznes. Większość kart PCI była droga, a zastąpienie wciąż działającej karty, aby nadążyć za obecną technologią, wydaje się niepraktyczne i kosztowne dla niektórych firm. Nawet niektórzy konsumenci nadal posiadają tradycyjną kartę PCI, a gniazdo PCI na nowoczesnych płytach głównych jest przydatnym dodatkiem. Podobnie, procesory, które korzystają z interfejsu PCI, nadal istnieją i nadal doskonale działają. Ale jak te równoległe elementy mogą działać z interfejsem szeregowym? Jest to możliwe dzięki mostu PCIE.

Most PCIE służy do łączenia urządzeń, które używają interfejsu PCI lub PCI-X, aby zapewnić połączenie PCIE z procesorem, SOC lub kompleksem korzeniowym. Mosty PCIE są zwykle instalowane w kartach adaptera PCIE, wbudowanych przetwarzaniach i płytach głównych, dzięki czemu urządzenia PCI/PCI-X, szczeliny rozszerzeń PCI/PCI-X, a nawet interfejsy magistrali USB mogą nadal współpracować z szeregową architekturą PCIE. Most PCIE oferuje możliwości pomostowe do przodu i do tyłu, aby urządzenie PCIE działało z urządzeniem PCI/PCI-X i odwrotnie.

Tryby do przodu i do tyłu

Mosty PCIE obsługują do przodu i odwrotne mostkowanie. W zależności od tego, które urządzenie przyjmuje stronę pierwotną i wtórną, most można skonfigurować w trybach do przodu i do tyłu. W obu trybach most PCIE skutecznie obsługuje konwersję interfejsu z minimalnym wpływem na sprzęt PCI lub PCIE.

W trybie do przodu most PCIE łączy urządzenie hosta PCIE, które przenosi podstawową stronę, do interfejsu PCI i ostatecznie do urządzenia PCI. Niektóre mosty obsługują również mostowanie fanout, w których kilka urządzeń PCI można podłączyć do mostu PCIE, aby współpracować z urządzeniem hosta PCIE. W tym trybie urządzenie hosta PCIE obsługuje most PCIE jako punkt końcowy PCIE, podczas gdy urządzenie PCI obsługuje most PCIE jako urządzenie hosta PCI.

Z drugiej strony, w trybie odwrotnym, urządzenie hosta PCI przyjmuje podstawową stronę i łączy się z mostem PCIE, który jest połączony z urządzeniami punktu końcowego PCIE. Urządzenie hosta PCI obsługuje most PCIE jako punkt końcowy PCI, podczas gdy urządzenie PCIE obsługuje most jako host PCIE. Służy to głównie do łączenia procesorów PCI z urządzeniami PCIE.

Wniosek

W przeciwieństwie do tego, co wielu myśli, tradycyjny równoległy PCI wciąż jest w pobliżu, chociaż nie jest tak szeroko stosowany jak jego najnowszy następca, PCIE. Branże, a nawet rynek konsumencki, nadal korzystają ze starego starego PCI, a ponieważ technologia w dużej mierze różni się od PCIE, opracowano mosty PCIE dla nowoczesnych systemów do obsługi urządzeń PCI. Mosty PCIE łączą dwa interfejsy autobusowe w układ. Nie wiemy na pewno, dopóki urządzenia PCI zostaną całkowicie wycofane, ale chociaż są jeszcze tutaj, mosty PCIE są tutaj, aby je połączyć.