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關於PCIe 架構與資料
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SATA 架構與資料
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Intel 於 1992 年提出了被稱為 PCI (Peripheral Component Interconnect) 的介面標準的一部分,之後數家科技公司共同成立了 PCI-SIG 並在 1993 年正式發布了 PCI 2.0 標準 (首個完整制定各項 PCI 插槽、介面卡等規範的版本)
PCI 是一個相當長壽的擴充介面卡匯流排介面,一直到 2009 年都還可以在許多主機板上面看到 PCI 插槽的影子,同時也因為太過長壽的關係,PCI 擴充介面先後有過不少個版本,插槽也分成好幾種不同的規格。
主機板藍色插槽左側的兩條白色插槽就是最常見的 32-bit PCI 插槽,防呆卡榫在右邊表示工作電壓為 5V 的意思 (這也是最常見的 PCI 插槽種類),除此之外偶爾還會看到防呆卡榫在左側的,表示工作電壓為 3.3 V,如果介面卡的工作電壓不合可是插不上去的,因此後來有很多 PCI 介面卡實際上都是像下圖中的音效卡這樣,能夠同時支援 3.3V 與 5V 工作電壓 (底下金屬觸點處有兩個缺口),在 2002 年發布的 PCI 標準 2.3 版修正中也正式移除了對僅支援 5V 的介面卡的支援,僅保留 3.3V/5V 雙用 Universal 與純 3.3 V 介面卡,並在兩年後發佈的 PCI 標準 3.0 版中直接移除對 5V 介面卡插槽的支援,但實際上絕大多數消費性主機板仍然都只提供了 5V 的界面卡插槽。
PCI 標準在進入 2.1 版 (1995 年) 之後還另有資料通道寬度翻倍來到 64-bit 的版本 (下圖中白色的部分就是了) ,採用後面外加一段延伸的方式來提供額外 32-bit 的通道寬度,值得注意的是,64-bit PCI 同樣有 5V 與 3.3V 的版本,分辨方式同樣是左側的防呆卡榫,若防呆卡榫靠右與延伸區的卡榫相鄰就是 5V,反之即為 3.3 V。
1998 ~ 2004: 主要僅見於伺服器系統上的 PCI-X
後來在 1998 年,IBM、HP、COMPAQ 等公司合力制定了 PCI-X 作為 PCI 的延伸版本,PCI-X 在插槽上可以完整向下支援 PCI 64-bit 與 PCI 32-bit,因此很快的在市面上的伺服器其實很難看到純粹僅支援原版 PCI 標準的 PCI 64-bit 插槽,大部分都是直接給 PCI-X 為主。
在標準 PCI-X 規格中,由低到高一共有 66 MHz、133 MHz、266 MHz、533 MHz 這些等級,不過實際上發展到 PCI-X 2.0 (也就是後二者) 的時候由於 PCI Express 已經快推出了,所以並沒有被廣泛的應用,能見度可以說是相當的低,除此之外雖然前面提過在伺服器系統中,PCI-X 很順利的取代了 PCI 64-bit 的地位,但在消費性市場上的推動就不順利了,在消費性平台的部分是直接從 PCI 32-bit 跳入 PCI Express 的。
PCI-X 66 | PCI-X 133 | PCI-X 266 | PCI-X 533 | |
規格版本 | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
發佈年代 | 1998 | 1998 | 2003 | 2003 |
運作時脈 | 66 MHz | 133 MHz | 133 MHz | 133 MHz |
資料傳輸 | SDR | SDR | DDR | QDR |
每秒理論資料傳輸率 | 533 MB/s | 1066 MB/s | 2133 MB/s | 4266 MB/s |
業界在 2004 年推出新一代技術,也就是 PCI Express。 時至今日,大多數電腦都同時配備 PCI 與 PCI Express PCI 匯流排完全淘汰的日子已開始倒數。
PCI Express 匯流排效能
PCI Express 版本 |
Line 編碼 |
原始 傳輸率[ |
頻寬(帶寬)[ |
|||
---|---|---|---|---|---|---|
×1 | ×4 | ×8 | ×16 | |||
1.0 | 8b/10b | 2.5 GT/s | 250 MB/s | 1 GB/s | 2 GB/s | 4 GB/s |
2.0 | 8b/10b | 5 GT/s | 500 MB/s | 2 GB/s | 4 GB/s | 8 GB/s |
3.0 | 128b/130b | 8 GT/s | 984.6 MB/s | 3.938 GB/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s |
4.0 | 128b/130b | 16 GT/s | 1.969 GB/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s | 31.508 GB/s |
5.0 (expected in 2019) [4][5] | 128b/130b | 32 or 25 GT/s[ |
3.9, or 3.08 GB/s | 15.8, or 12.3 GB/s | 31.5, or 24.6 GB/s | 63.0, or 49.2 GB/s |
以PCIe 2.0為例,每秒5GT(Gigatransfer)原始資料傳輸率,編碼方式為8b/10b(每10個位元只有8個有效資料),即有效頻寬為4Gb/s = 500MByte/s。
具備 PCI 匯流排的 2002 年電腦架構
2002 年的電腦架構,是由多種互連 (interconnect) 需求所構成。 以圖例,繪圖介面卡使用高階繪圖埠 (AGP) 介面,而記憶體橋接則是透過各種介面 (例如,HubLink) 來銜接 I/O 橋接。
PCI Express 透過常見的匯流排架構統一 I/O 系統
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