PCI-E接口是主板上比较通用的一种接口标准,目前紧张供应给须要直接与CPU进行通讯的设备利用,常日是为了扩展主板上没有支持的功能,比如扩展独立显卡等设备,目的是为平台输出更加强力的图形能力,填补核显的不敷。
PCI-E接口的独立显卡
最近一段韶光可能大家听说的更多的是有关于PCI-E接口的固态硬盘,亦或是M.2接口的固态硬盘,只假如支持NVMe协议的SSD产品都是通过PCI-E总线来与处理器交互,最高目前支持到PCI-E 3.0 X4的带宽,关于这个带宽的问题,笔者会在后面进行阐明。
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PCI总线英文全称为Peripheral Component Interconnect,翻译成中文是“外围器件互联”,是由PCISIG (PCI Special Interest Group)推出的一种局部并行总线标准。PCI总线标准是1992年制订的,算一算比小狼年事都大了,他的涌现是由ISA(Industy Standard Architecture)总线发展而来。
PCI接口
普通的PCI接口数据宽度为32位(bit,也便是常说的小b),交互速率为33MHz,理论最大带宽便是4Byte/s33MHz=133MB/s,把稳这里就变成了Byte字节,也便是常日说的大B,由于在打算机中数据因此二进制打算的,以是这个等式中的33MHz实在该当是33.33333...。
PCI(上)和PCI-X(下)
后来推出的更高传输速率的PCI-X依然是采取的PCI总线标准,通过提升针脚数量来提升速率,其余PCI 64/66新规范供应了64位(bit)的数据宽度和66MHz的事情频率,理论带宽就提升到了533MB/s。这种思路彷佛就像是将两个PCI接口合并利用,但又不是完备相同。
AGP(Accelerated Graphics Port)是在PCI总线根本上发展起来的,专门针对越来越高的图像处理需求而推出的新的标准,不过它涌现的紧张目的便是为理解决显示卡和处理器之间的通信问题,以是它仅是一个“端口”,“这意味着它只能接驳一个终端而这个终端又必须是图形加速卡。PCI则是一条总线,它可以连接许多不同种类的终端,可以是显卡,也可以是网卡或者SCSI卡,还有声卡,等等等等。”(引自百度百科,AGP插槽词条)
AGP接口
AGP沿用了PCI的规范,32位的数据宽度,但是事情频率是从66MHz开始,AGP1X规范就可以供应266MB/s的理论带宽。而到了AGP2X的版本,采取了新的双向数据传输技能(上升沿和低落沿各传输一个数据),从而理论带宽翻倍,达到了533MB/s。
在画面处理需求几何增长之后,AGP2X的带宽又不足用了,AGP4X应运而生,事情频率没变,通过提升数据宽度,又将其理论带宽翻倍,提升至了1066MB/s。后期又推出了AGP8X版本将带宽再次翻倍,达到2133MB/s。
后期和PCI-E接口共存的AGP接口(图片来自网络)
在后期,AGP的高占用毛病凸显,并且带宽提升逐渐困难的时候,2002年,PCI Express也便是PCI-E标准被确认,不过由于刚开始的价格较高,就涌现了主板上同时搭载AGP和PCI-E接口的情形,很长一段韶光内,用户还是坚持选择AGP显卡来装机。
终于到了重中之重,PCI-E接口,这也是目前利用最广泛的通用接口,带宽分为1X/2X/4X/8X/16X,目前主板上已经很少见其他接口,紧张便是PCI-E扩展接口,2X的插槽也比较少见。
PCI-E接口将PCI及AGP利用的并行数据传输办法变动为了串行传输办法,串行传输的上风是传输速率可以更快,缺陷是随意马虎涌现数据丢失,不过这个毛病在不断进步的新技能面前已经不是什么问题。
PCI-E接口的主板
PCI-E 1.0标准供应了2.5GT/s(Giga Transmissionper second ,千兆传输/秒,即每一秒内传输的次数,不同于Gbps)的传输速率,常用的PCI-E X16供应16位的数据宽度,其单向理论带宽已经可以达到5GB/s。由于是串行传输,PCI-E 2.0以前采取的是8bit/10bit标准,在传输数据的时候会增加“开始标志和终止标志”,实际传输8bit的数据就须要占用10bit的传输量,以是其实际单向传输速率大约为4GB/s。纵然这样还是远超过AGP8X的2.1GB/s。如果算上双向数据传输(上升沿和低落沿各传输一个数据),则其实际带宽可以达到8GB/s。
PCI-E 2.0标准没有对其进行大的修正,不过将2.5GT/s的传输速率翻倍成为5.0GT/s,在原有不变的情形下,PCI-E 2.0 X16的双向带宽为16GB/s。
目前利用最广的PCI-E 3.0标准在提升传输速率至8GT/s的同时,将传输标准升级为了128bit/130bit,编码损耗险些可以忽略不计,PCI-E 3.0 X16的理论双向带宽可以达到32GB/s。
NVMe标准的SSD
而最近比较常见的NVMe协议的固态硬盘采取的PCI-E 3.0 X4接口最高可以支持的带宽为8GB/S,但是硬盘是不能同时进行读和写操作的,其最大带宽只能为单向4GB/s,也便是32Gb/s,单位换算1Byte(字节)=8bit(位)。
总结
PCI、AGP均为并行传输办法,数据不易破坏,但是缺陷是须要较多的针脚也就导致接口尺寸偏大,空间利用率低,不过技能哀求稍低。
PCI-E接口作为目前正在利用的标准,数据采取串行传输办法,事情频率可以提升至更高,技能的升级使他不会受数据丢失的影响,PCI-E 3.0带来的全新128bit/130bit编码办法也让其带宽丢失降到了非常低。
接口更小,速率更快,几大上风让PCI-E现在险些已经达成了统一,不仅仅是显卡,其他的扩展设备也大都全部采取了PCI-E接口,这样的标准统一让设计者的事情更加便利,也让科技的进步更加迅速,这是我们乐于见到的。