Cum functioneaza PCI Express?

Sloturile Peripheral Component Interconnect (PCI) sunt o parte integranta in arhitectura unui computer folosit de aproape orice utilizator in ziua de astazi. De ani de zile, PCI a fost un mod versatil si functional pentru a conecta placi de sunet, video si de retea la o placa de baza.


Dar PCI are unele neajunsuri. Ca procesoare, placile video, placile de sunet si cele de retea au devenit mai rapide si mai puternice, PCI ramanand acelasi. El are o latime de banda fixa de 32 de biti si suporta doar 5 dispozitive in acelasi timp. Cele mai noi, PCI-X 64-bit ofera o latime de banda mai mare, dar este si mai bun rezolvand unele problemele intalnite la PCI-ul vechi.

Un nou protocol numit PCI Express (PCIe) elimina o multime de probleme, ofera o latime de banda mai mare si este compatibil cu sistemele de operare existente. In acest articol, vom examina ceea ce face PCIe diferit de PCI. Vom analiza, de asemenea, modul in care interfata PCI Express face un calculator mai rapid, poate adauga potential performantei grafice si poate inlocui slotul AGP.

In primele zile ale computerelor, o cantitate mare de date erau mutate prin conexiuni serial. Calculatoarele separau pachetele de date si apoi trmiteau pachete unul dupa altul. Conexiunile serial au fost fiabile dar lente, astfel incat producatorii au inceput sa foloseasca conexiuni paralele pentru a trimite mai multe pachete de date simultan.
Se pare ca si conexiunile paralele au propriile lor probleme, de exemplu vitezele devin din ce in ce mai mari. Imbunatatirile aduse hardware-ului si proceselor de divizare, etichetare si reasamblare a pachetelor au condus la conexiuni serial mult mai rapide, cum ar fi USB 2.0 si FireWire.

PCI Express este o conexiune serial care functioneaza mai mult ca o retea decat ca un bus. In loc de un bus care se ocupa de date din surse multiple, PCIe are un comutator care controleaza mai multe conexiuni serial. Aceste conexiuni ies prin comutator, care duce direct la dispozitivele la care datele trebuie sa mearga. Fiecare dispozitiv dispune de o conexiune proprie dedicata, astfel incat echipamentele nu mai impart latimea de banda ca un bus obisnuit.

Atunci cand computerul porneste, PCIe determina dispozitivele ce sunt conectate la placa de baza. Apoi identifica legaturile intre dispozitive, creand o harta a traficului in cazul in care vor masura latimea fiecarei legaturi. Identificarea dispozitivelor si a conexiunilor este acelasi protocol pe care PCI il foloseste, astfel incat PCIe nu necesita schimbari de software sau la sistemele de operare.

Fiecare banda a unei conexiuni PCI Express contine doua perechi de fire – unul pentru a trimite si unul pentru a primi. Pachetele de date calatoresc pe banda la o rata de un bit pe ciclu. O conexiune x1, cea mai mica conexiune PCIe, are o banda formata din patru fire. Acesta efectueaza un bit pe ciclu în fiecare directie. O conexiune x2 contine opt fire si transmite doi biti deodata, o conexiune x4 transmite patru biti, si asa mai departe. Celelalte configuratii sunt x12, x16 si x32.

PCI Express este disponibil pentru PC-uri desktop si laptopuri. Utilizarea poate duce la scaderea costului de productie al placii de baza, deoarece conexiunile sale contin mai putini pini decat conexiunile PCI. De asemenea, are potentialul de a sprijini mai multe dispozitive, inclusiv placi Enthernet, USB 2 si placi video.

Un bus PCI 32-bit are o viteza maxima de 33 MHz, care permite un maximum de 133 MB de date care pot trece prin bus pe secunda. Bus-ul PCI-X 64-bit are de doua ori latimea busului PCI. Diferite specificatii PCI-X permit rate diferite de transfer de date, de la 512 MB la 1 GB de date pe secunda.

Un singur PCI Express, poate ocupa 200 MB de trafic în fiecare directie pe secunda. Un conector PCIe x16 poate ajunge la 6.4 GB de date pe secunda în fiecare directie. La aceste viteze, o conexiune X1 poate manipula cu usurinta un gigabit Ethernet, aplicatii audio si stocare. O conexiune x16 poate suporta cu usurinta adaptoare grafice puternice. Cum este posibil acest lucru? Cateva avansuri simple au contribuit la acest salt masiv în viteza conexiunii serial:

Am stabilit mai sus ca PCIe poate elimina necesitatea unei conexiuni AGP. Un slot PCIe x16 poate gazdui mult mai multe date pe secunda decat poate permite conexiuni AGP 8x. În plus, un slot PCIe x16 poate furniza 75 de wati placii video, spre deosebire de 25watt/42 watt la o conectiune AGP 8x. Dar PCIe are un potential mai impresionant în magazine pentru viitorul tehnologiilor grafice.

Cu un hardware bun, o placa de baza cu doua conexiuni PCIe x16 poate sustine doua adaptoare grafice în acelasi timp. Mai multi producatori dezvolta sisteme care sa profite de aceasta caracteristica:
NVIDIA Scalable Link Interface (SLI): Cu o placa de baza compatibila SLI, doua placi grafice SLI si un conector SLI, un utilizator poate pune doua placi video in acelasi sistem. Placile functioneaza împreuna prin impartirea ecranului în jumatate. Fiecare placa controleaza jumatate din ecran, iar conectorul se asigura ca totul va fi sincronizat.

ATI CrossFire: Doua placi video ATI Radeon, una cu un „motor de compozitie”, conectati-o la o placa de baza compatibila. Tehnologia ATI se concentreaza pe calitatea imaginii si nu are nevoie de placi identice, desi sistemele de înalta performanta trebuie sa aiba placi identice. Crossfire împarte activitatea de acordare intr-una in trei moduri:

Alienware Video Array: Doua placi video off-the-shelf se combina cu un Video Merger Hub si cu softwareul. Acest sistem va folosi racire speciala si sisteme de putere sa se ocupe de toate de caldura suplimentare si energia de la placile video. Tehnologia Alienware poate sprijini patru placi video. Deoarece PCI, PCI-X si PCI Express sunt toate compatibile, toate cele trei pot coexista pe termen nelimitat. Pâna în prezent, placile video au facut cea mai rapida trecere la formatul PCIe. Retelele si adaptoarele de sunet, precum si alte periferice, au fost mai lente în dezvoltare. Dar din moment ce PCIe este compatibil cu sistemele de operare actuale si poate oferi viteze mai mari, este posibil ca aceasta sa înlocuiasca în cele din urma PCI ca un standard pentru PC-uri. Treptat, placile PCI vor deveni depasite.

Thanks howstuffworks.com site for pictures and information.