5.7. Последовательная шина pci-Express

Новая системная шина общего назначения, называемая PCI Express, была предложена летом 2002 года. В отличие от PCI и AGP, новая шина последовательная, а не параллельная. Это даёт снижение стоимости и уменьшение размеров за счёт уменьшения количества соединительных линий и контактов в разъемах. Шина содержит несколько независимых самостоятельных последовательных каналов передачи данных, каждый из которых состоит из двух пар. Пропускная способность шины PCI-Express составляет 250 Мбайт/с для одного канала в каждом направлении одновременно (полный дуплекс), однако эффективная скорость передачи данных за вычетом служебной информации составляет 200 Мбайт/с. Возможны 1, 2, 4, 8, 16 и 32- канальные варианты этой шины (с пропускной способностью до 6.4 Гбайт/с при передаче в одну сторону и вдвое больше - при передаче в обоих направлениях). Данные передаются по каналам параллельно (но не синхронно). Стандарт PCI Express предусматривает:

• кроме латунных проводников альтернативные носители сигнала, такие как оптические волноводы,

• имеется возможность динамического подключения и конфигурации устройств, т.е. имеется возможность горячей замены карт дополнительных устройств, без выключения компьютера;

• заложены возможности контроля целостности передаваемых данных и возможности управления питанием.

В настоящий момент на системных платах шина PCI-Express представлена в двух вариантах: 16-канальная шина- для подключения видеоадаптера, как альтернатива AGP 3.0, и 1-канальная- для подключения плат расширения, например- сетевого адаптера. В 16-канальном варианте (PCI-E х16) шина имеет максимальную пропускную способность 4 Гб/с, что в 2 раза превышает возможности AGP x8. Важным достоинством шины PCI-E являются возросшие возможности по обеспечению видеоускорителя энергией. С вводом PCI-Express ускорители смогут рассчитывать на 75 W, а у шины AGP- только на 40 W. Это позволит в большинстве случаев отказаться от подключения дополнительного питания видеоадаптера извне через разъём питания жёсткого диска. Для облегчения перехода персональных компьютеров на новую системную шину предусмотрено сочетание на одной материнской плате разъёмов PCI и PCI-Express х1 (одноканальных). Пользователю остаётся только выбирать- какую карту он хочет вставить. Возможность одновременного присутствия на материнской плате разъёмов AGP и PCI-Express x16 обычно не предусматривается.

На многих материнских платах предусмотрена возможность использования функции SLI, предполагающей одновременную установку на компьютер 2-х видеоадаптеров. На некоторых платах устраивают две шины PCI-Express x16, на других платах одна шина PCI-Express x16 делится пополам, образуя две шины PCI-Express x8, каждая из которых имеет пропускную способность, близкую к AGPx8.

Рис.5.6. Вид разъёмов шин PCI, PCI Express x1 и PCI Express x16

PCI-Express 2.0

Современные чипсеты, такие как Intel P35, x38, AMD 790,770 имеют новую графическую шину- PCI-Express 2.0. Наиболее заметным усовершенствованием новой спецификации шины PCI-E 2.0 по сравнению с предыдущим стандартом PCI-E 1.0 является удвоение скорости потока. Более скоростная схема передачи сигналов позволила увеличить суммарную пропускную способность 16-линейного соединения (PCI Express х16) с 8 Гбайт/с примерно до 16 Гбайт/с и с 0,5 Гбайт/с до 1 Гбайт/c для PCI Express x1. По пропускной способности режим x8 для PCI Express 2.0 равен x16 для PCI Express 1.0.

Другим полезным новшеством можно назвать поддержку видеокарт с потреблением энергии до 300 Вт (150 Вт через напрямую шину и 150 Вт через разъёмы питания). Ожидается появление PCI-E 2.0 устройств, подключаемых не в гнездо материнской платы, а с помощью кабеля длиной до 10 метров. Это означает возможность подключения таких устройств, как внешние видеокарты.

Незначительные изменения коснулись и организации обмена данными: появилась возможность программной регулировки частоты и других параметров шины.

PCI Express 2.0 сохраняет обратную совместимость с устройствами, поддерживающими первую версию (PCI Express 1.0), однако и работать они будут на старых скоростях.

На данный момент переход с PCI Express 1.0a на 2.0 не даст прирост производительности, если рассматривать видеокарты современного поколения.