PCI總線和PCIE總線的差異

　　摘要：由于某公司的產品一直以X86架構為基礎發展，在前幾年中一直受到ASIC、NP架構等廠商的攻擊，但是隨著技術的發展，在PCI-E架構出現后，效率的瓶頸得以突破。文章給讀者介紹了PCI總線和PCIE總線的主要差異。
　　
　　由于某公司的產品一直以X86架構為基礎發展，在前幾年中一直受到ASIC、NP架構等廠商的攻擊，但是隨著技術的發展，在PCI-E架構出現后，效率的瓶頸得以突破。
　　
　　zui初PCI總線是32bit，33Mhz，這樣帶寬為133Mbps。
　　
　　接著因為在服務器領域傳輸要求In把總線位數提高到64，這樣又出現了2種PCI總線，分別為64bit/33Mhz和64bit/66Mhz，當然帶寬分別翻倍了，為266Mbps和533Mbps，這個比較通常的名稱應該是pci-64，但這好像是in自己做的，沒有行業標準。
　　
　　稍后一段時間，在民用領域，單獨開發出了AGP，32bit，66Mhz，這樣帶寬為266Mbps，再加上后來AGP2.0的2X和4X標準，zui高4X的帶寬高達1Gbps，但是這個只是為顯卡設計的。
　　
　　同時服務器領域也沒閑著，幾家廠商聯合制定了PCI-X，這個就是真正PCI下一代的工業標準了，其實也沒什么新意，就是64bit，133Mhz版本的PCI，那這樣帶寬就為1Gbps，后來PCI-X2.0,3.0又分別提升頻率，經歷過266Mhz，533Mhz，甚至1GMhz，各位自己算帶寬吧，我乘法學的不好，這個帶寬可以說是非常足夠的了，不過這個時候PCI也面臨一些問題：一方面是頻率提高造成的并行信號串擾，另一方面是共享式總線造成的資源爭用，總之也就是說雖然規格上去了，但實際效果可能跑不了這些指標。
　　
　　然后就是我們目前的明星pci-E了，這個標準應該是和pci-X同時出現的，但是由于當時用不到這么高帶寬，并且不像pci-X一樣兼容老pci板卡，所以一直沒什么發展，直到zui近民用領域顯卡帶寬又不夠了，服務器領域對pci-X也覺得不爽了，pci-E才真正顯出優勢來，目前這個標準應該會替代agp和pci-X，成為民用和服務器兩大領域的統一標準。
　　
　　PCI-E標準的zui大特點就是串行總線，和普通pci的區別類似于ide和sata的區別，具體說起來就比較麻煩了，簡單來看指標的話，頻率為2.5Ghz（這個恐怖，串行的好處，同樣因為串行，位寬就沒意義了，但是據說是什么8bit/10bit的傳輸），帶寬pci-E1X單向傳輸250MBps，雙向也就500了，同時pci-e的倍速zui高可達16X，多少就自己乘吧，要注意的是pci-e不存在共享問題，也就是說掛在總線上的任何一個設備都會達到這個速度而不是所有設備帶寬的總合。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，PCIExpress與并行體系的PCI沒有任何相似之處，它采用串行方式傳輸數據，而依靠高頻率來獲得高性能，因此PCIExpress也一度被人稱為“串行PCI”。由于串行傳輸不存在信號干擾，總線頻率提升不受阻礙，PCIExpress很順利就達到2.5GHz的超高工作頻率。其次，PCIExpress采用全雙工運作模式，zui基本的PCIExpress擁有4根傳輸線路，其中2線用于數據發送，2線用于數據接收，也就是發送數據和接收數據可以同時進行。相比之下，PCI總線和PCI-X總線在一個時鐘周期內只能作單向數據傳輸，效率只有PCIExpress的一半;加之PCIExpress使用8b/10b編碼的內嵌時鐘技術，時鐘信息被直接寫入數據流中，這比PCI總線能更有效節省傳輸通道，提高傳輸效率。第三，PCIExpress沒有沿用傳統的共享式結構，它采用點對點工作模式（PeertoPeer，也被簡稱為P2P），每個PCIExpress設備都有自己的連接，這樣就無需向整條總線申請帶寬，避免多個設備爭搶帶寬的糟糕情形發生，而此種情況在共享架構的PCI系統中司空見慣。
　　
　　由于工作頻率高達2.5GHz，zui基本的PCIExpress總線可提供的單向帶寬便達到250MBps（2.5Gbps×1B/8bit×8b/10b=250MBps），再考慮全雙工運作，該總線的總帶寬達到500MBps—這僅僅是zui基本的PCIExpress×1模式。如果使用兩個通道捆綁的×2模式，PCIExpress便可提供1GBps的有效數據帶寬。依此類推，PCIExpress×4、×8和×16模式的有效數據傳輸速率分別達到2GBps、4GBps和8GBps。這與PCI總線可憐的共享式133MBps速率形成極其鮮明的對比，更何況這些都還是每個PCIExpress可獨自占用的帶寬。
　　
　　在PCI-E架構出現后，X86架構的產品有機會能和ASIC、NP架構的產品在性能上做抗衡，同時由于X86架構的產品在設計和開發上的便利性，產品競爭能力將進一步提高。