PCI Express 인터페이스의 다양한 작동 모드에서 NVMe 드라이브: 데이터 전송 작업의 인터페이스 확장성에 대한 실제 연구입니다. PCI 익스프레스와 PCI의 차이점은 무엇입니까?

PCI 익스프레스는 2002년 7월 22일에 탄생했습니다. 그 창시자는 Intel Corporation이었으며, 이날 기술 문서가 공개되었습니다. 지금까지 개발 단계에서 "버스"는 3GIO(3세대 입출력)라는 명칭을 사용했습니다. 이 두 이름은 PCI SIG(현재 이 표준을 홍보하는 조직)에 의해 브랜드화되었습니다.

PCIe는 PCI 버스(PiSiI로 읽음)를 대체한 고성능 지점 간 연결입니다. 그 점에서는 신체적으로 다르다 공용을 사용하지 않음프로세서와의 통신을 위한 전용 라인이지만 연결된 장치마다 고유한 라인이 있습니다. 신호 전송 전압 0.8V입니다. 각 채널은 두 개의 물리적 컨덕터(4개의 접점)를 나타냅니다. 정보를 전송할 때 8비트는 10비트로 인코딩되므로 간섭으로부터 효과적으로 보호됩니다.

일반적인 소프트웨어 모델은 이전 모델과 유사합니다. 이 경우 순차적으로 수행되는 데이터 전송에는 대역폭이 높은 물리적 프로토콜이 사용됩니다. 고성능 주변 장치를 연결하는 데 사용됩니다. 의사버스에는 로컬 데이터 교환 채널의 역할이 할당되었습니다.

PCI 익스프레스와 PCI의 차이점

PCI는 기본적으로 버스, 즉 연결된 모든 장치가 공유하는 공통 채널입니다. 그리고 PCI Express - 각 장치마다 물리적으로 설계된 자체 경로가 있습니다. 정보 전송의 디지털 구조의 연속성 적응을 단순화기존 타이어에 사용하기 위해 이전에 생산된 기존 제품. 생산 과정에서는 디자인을 약간 수정하는 것만으로도 충분하며 새로운 인터페이스를 사용하여 동일한 다양성을 생산할 수 있습니다.

작동 원리, 호환성

양방향이기 때문에 연결이 데이터를 직렬로 전송배치 모드에서. 처리량은 각 특정 사례의 구현에 따라 다릅니다. PCI Express는 마더보드의 슬롯 길이를 결정하는 하나(1x), 두 개 이상의 전송 라인(2X, 4X, 6x, 8x, 12x, 16x, 32x)일 수 있습니다. 일반적으로 장비는 이들 중 어떤 것과도 작동할 수 있지만 심각한 속도에 적합한 확장 카드는 크기가 맞지 않아 생산성이 떨어지는 슬롯에 물리적으로 들어갈 수 없습니다. 반대로 짧은 접촉 그룹을 가진 생산성이 떨어지는 확장 보드는 더 큰 그룹에 쉽게 장착되고 올바르게 작동합니다.

표에는 비율에 대한 요약표가 나와 있습니다. 회선 수 및 대역폭:

지금 이용 가능 여러 사양타이어:

• PCI 익스프레스 1.0 및 1.1.현재는 실제로 사용되지 않는 최초이자 가장 생산적인 솔루션입니다. 아직 사용 중인 오래된 보드에 저장되어 있습니다.
• 2.0. 성능을 결정하는 모든 품질이 재작업 및 개선되었으며, 논리적 프로토콜이 개선되었으며, 통신 관리가 포괄적으로 최적화되었으며, 플러그인 모듈의 자동 감지가 개선되었습니다.
• 외부케이블 사양PCIe. 최대 10m 길이의 케이블로 장비를 연결할 수 있습니다.
• 2.1. 3.0 출시 이전의 일부 고급 기능을 갖춘 2.0의 중간 아날로그입니다.
• 3.0. 새로운 128b/130b 암호화 시스템 덕분에 초당 8기가 트랜잭션(GT/s)의 속도가 가능해졌습니다. 따라서 pci 2.0과 3.0의 차이점은 암호화와 데이터 전송 속도에 있습니다.
• 4.0. 이 표준은 최근 2017년 10월 5일에 승인되었습니다. 전작에 비해 속도는 두 배로 빨라졌다. 가상화와 관련된 개별 지표가 증가하고 데이터 패킷 전송이 최적화되었습니다.
• 5.0. 출시는 2019년 겨울~봄으로 잠정 계획되어 있습니다. 가상 현실을 시각화하는 애플리케이션에 대한 지원 확대가 발표되었습니다.

기존 커넥터 및 포트 유형

인터페이스에는 많은 연결 포트가 있습니다. 가장 일반적인 몇 가지를 살펴보겠습니다.

• 미니PCI-E(M.2). x1 및 x4 PCIe 인터페이스를 갖춘 가장 일반적인 컴퓨터 프로토콜 및 장치에 대한 공통 버스입니다.
• 익스프레스카드. 유사한 커넥터이지만 x1 PCIe 전용 버스 출력이 있습니다.
• AdvancedTCA, MicroTCA – 통신 장비용 포트.
• MXM(MobilePCIExpressModule) – 비디오 카드 연결을 위해 NVIDIA에서 개발했습니다.
• StackPC – 슈퍼컴퓨터를 만들기 위해 컴퓨팅 장치를 확장할 수 있습니다.

마더보드에서 PCI Express 버전을 확인하는 방법

일반적으로 마더보드의 슬롯 근처에 기록되지만 다른 곳에 기록할 수도 있습니다. 아직도 자주 포장지에 쓰다마더보드 및 설명서에 표시되어 있습니다. 공식 홈페이지에 접속하셔서 마더보드의 일련번호를 검색창에 입력하시거나, 이름, 개정판(다양성)으로 사양을 검색해 보실 수 있습니다.

가장 생산적인 x16 슬롯을 위한 가장 일반적인 주변 장치는 비디오 카드와 SSD 드라이브입니다. 추가 USB, SATA 및 유사한 고속 포트와 같은 컨트롤러 또는 사운드, 음악 카드, Wi-Fi 모듈과 같은 다양한 어댑터도 드물지 않습니다.

비디오 카드

HDD

무선 어댑터

PCI 익스프레스 핀아웃

가장 크고 가장 빠른 포트의 라인 예를 사용하면 통신 라인 출력의 위치를 ​​종합적으로 표시하는 것이 더 쉽습니다.

PCI-Express 16x 슬롯 접점 그룹 장치:

PCIe 연결의 효율성이 입증되었습니다. 정보 전송 속도 및 운영 안정성에 대한 모든 최신 요구 사항을 충족합니다. 소유 엄청난 잠재력현대화를 통해 컨트롤러, 어댑터 등 다양한 세대의 수많은 장치의 호환성을 유지할 수 있습니다. 또한 이는 컴퓨팅 성능을 높이기 위한 광범위한 채널 역할을 합니다. 이 기술을 적용할 수 있는 특별하고 예상치 못한 곳은 통신 부문입니다.

2002년에 도입된 이 제품은 운송 유형데이터는 여전히 가장 관련성이 높고 광범위하며 지속적으로 발전하고 있으며 여전히 유망합니다.

PCI Express(PCI-E) 버스에 대해 이야기할 때 다른 유사한 솔루션과 차별화되는 첫 번째 점은 효율성일 것입니다. 이 최신 버스 덕분에 컴퓨터 성능이 향상되고 그래픽 품질이 향상되었습니다.

수년 동안 PCI(Peripheral Component Interconnect) 버스는 비디오 카드를 마더보드에 연결하는 데 사용되었으며 네트워크 카드 및 사운드 카드와 같은 다른 장치를 연결하는 데에도 사용되었습니다.

슬롯의 모양은 다음과 같습니다.

PCI-Express는 향상된 기능과 성능을 제공하는 사실상 차세대 PCI 버스였습니다. 여러 개의 라인이 있는 직렬 연결을 사용하며 각 라인은 해당 장치로 연결됩니다. 각 주변 장치에는 자체 라인이 있어 컴퓨터의 전반적인 성능이 향상됩니다.

PCI-Express는 핫 플러깅을 지원하고 이전 제품보다 적은 에너지를 소비하며 전송된 데이터의 무결성을 제어합니다. 또한 PCI 버스 드라이버와도 호환됩니다. 이 버스의 또 다른 주목할만한 특징은 확장성입니다. pci express 카드는 유사하거나 더 큰 대역폭의 모든 슬롯에 연결되고 작동합니다. 아마도 이 기능은 앞으로 몇 년 동안 사용할 수 있을 것입니다.

전통적인 PCI 슬롯 유형은 기본적인 오디오/비디오 기능에 충분했습니다. AGP 버스를 사용하면 멀티미디어 데이터 작업 방식이 개선되었으며 이에 따라 오디오/비디오 데이터의 품질도 향상되었습니다. 얼마 지나지 않아 프로세서 마이크로아키텍처의 발전이 PCI 버스의 느린 속도를 훨씬 더 명확하게 보여주기 시작했습니다. PCI 버스는 당시 가장 빠르고 최신 컴퓨터 모델을 문자 그대로 거의 끌지 못하게 만들었습니다.

PCI-E 버스 특성 및 대역폭

하나의 양방향 연결 라인 x1부터 x32(32라인)까지 가질 수 있습니다. 라인은 지점 간 방식으로 운영됩니다. 최신 버전은 이전 버전에 비해 훨씬 더 큰 대역폭을 제공합니다. x16은 비디오 카드를 연결하는 데 사용할 수 있으며 x1과 x2는 일반 카드를 연결하는 데 사용할 수 있습니다.

x1 및 pci express x16 슬롯은 다음과 같습니다.

PCI-E
라인 수 x1 x2 x4 x8 x16 x32
대역폭 500MB/s 1000MB/s 2000MB/s 4000MB/s 8000MB/s 16000MB/s

PCI-E 버전 및 호환성

컴퓨터의 경우 버전에 대한 언급은 호환성 문제와 관련이 있습니다. 그리고 다른 최신 기술과 마찬가지로 PCI-E도 끊임없이 발전하고 현대화되고 있습니다. 사용 가능한 최신 버전은 pci express 3.0이지만 PCI-E 버스 버전 4.0의 개발이 이미 진행 중이며 2015년경에 출시될 예정입니다(pci express 2.0은 거의 구식입니다).
다음 PCI-E 호환성 차트를 살펴보십시오.
버전 PCI-E 3.0 2.0 1.1
총 대역폭
(X16) 32GB/초 16GB/초 8GB/초
데이터 전송 속도 8.0GT/s 5.0GT/s 2.5GT/s

PCI-E 버전은 카드 기능에 영향을 미치지 않습니다. 이 인터페이스의 가장 눈에 띄는 특징은 상위 및 하위 호환성입니다. 이를 통해 인터페이스 버전에 관계없이 다양한 카드 변형과 안전하고 동기화할 수 있습니다. 즉, 두 번째 또는 세 번째 버전의 카드를 첫 번째 버전의 PCI-Express 슬롯에 삽입하면 성능이 약간 저하되지만 작동합니다. 같은 방법으로 세 번째 버전의 PCI-E 슬롯에 첫 번째 버전의 PCI-Express 카드를 설치할 수 있습니다. 현재 NVIDIA 및 AMD의 모든 최신 비디오 카드 모델은 이 버스와 호환됩니다.

그리고 이것은 간식입니다:

PCI Express 표준은 현대 컴퓨터의 기초 중 하나입니다. PCI Express 슬롯은 PCI와 같은 다른 표준을 대체하면서 데스크탑 컴퓨터 마더보드에서 오랫동안 강력한 위치를 차지해 왔습니다. 그러나 PCI Express 표준에도 서로 다른 변형과 연결 패턴이 있습니다. 2010년경부터 새로운 마더보드에서는 다음과 같이 지정된 마더보드 전체에 포트가 분산되어 있는 것을 볼 수 있습니다. PCIE또는 PCI-E, 줄 수가 다를 수 있습니다: 하나의 x1 또는 여러 개의 x2, x4, x8, x12, x16 및 x32.

그렇다면 단순해 보이는 PCI Express 주변기기 포트 사이에서 왜 이렇게 혼동이 일어나는지 알아보겠습니다. 그리고 각 PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 및 x32 표준의 목적은 무엇입니까?

PCI Express 버스란 무엇입니까?

2000년대에 노후화된 PCI 표준(확장 - 주변 구성 요소의 상호 연결)에서 PCI Express로 전환이 이루어졌을 때 후자는 한 가지 큰 이점을 가졌습니다. PCI였던 직렬 버스 대신 지점 간 연결이 가능했습니다. 접근버스를 이용했습니다. 이는 PCI 연결에서처럼 각 개별 PCI 포트와 여기에 설치된 카드가 서로 간섭하지 않고 최대 대역폭을 최대한 활용할 수 있음을 의미합니다. 당시에는 확장 카드에 삽입되는 주변 장치의 수가 풍부했습니다. 네트워크 카드, 오디오 카드, TV 튜너 등 모두 충분한 양의 PC 리소스가 필요했습니다. 그러나 병렬로 연결된 여러 장치의 데이터 전송을 위해 공통 버스를 사용하는 PCI 표준과 달리 PCI Express는 일반적으로 고려할 때 스타 토폴로지를 갖춘 패킷 네트워크입니다.

하나의 보드에 PCI Express x16, PCI Express x1 및 PCI

일반인의 관점에서 데스크탑 PC를 한두 명의 영업사원이 있는 작은 상점으로 상상해 보십시오. 기존 PCI 표준은 식료품점과 같았습니다. 모든 사람이 같은 줄에서 음식을 받기를 기다렸고 카운터 뒤에 한 명의 판매원이 있다는 제한으로 인해 속도 문제가 발생했습니다. PCI-E는 대형마트에 더 가깝습니다. 각 고객은 식료품을 구매하는 자신만의 경로를 따르며 계산대에서는 여러 명의 계산원이 동시에 주문을 받습니다.

분명히 대형마트는 서비스 속도 측면에서 일반 상점보다 몇 배 더 빠릅니다. 그 이유는 매장이 하나의 금전 등록기로 두 명 이상의 판매원을 수용할 수 없기 때문입니다.

또한 각 확장 카드 또는 내장 마더보드 구성 요소에 대한 전용 데이터 레인도 있습니다.

처리량에 대한 라인 수의 영향

이제 매장과 대형마트 비유를 확장하기 위해 대형마트의 각 부서에 해당 부서만을 위해 예약된 계산원이 있다고 상상해 보세요. 다중 데이터 레인에 대한 아이디어가 작용하는 곳이 바로 여기입니다.

PCI-E는 출시 이후 많은 변화를 겪었습니다. 요즘 새로운 마더보드는 일반적으로 표준 버전 3을 사용하며, 더 빠른 버전 4가 더욱 일반화되고 있으며 버전 5는 2019년에 출시될 예정입니다. 그러나 다양한 버전은 동일한 물리적 연결을 사용하며 이러한 연결은 x1, x4, x8 및 x16의 네 가지 주요 크기로 이루어질 수 있습니다. (x32 포트가 존재하지만 일반 컴퓨터 마더보드에서는 극히 드뭅니다.)

PCI-Express 포트의 다양한 물리적 크기를 통해 마더보드에 대한 동시 연결 수로 명확하게 나눌 수 있습니다. 포트가 물리적으로 클수록 카드에 전송할 수 있는 최대 연결 수가 많아지고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이러한 연결을라고도합니다. 윤곽. 한 라인은 두 개의 신호 쌍으로 구성된 트랙으로 생각할 수 있습니다. 하나는 데이터 전송용이고 다른 하나는 수신용입니다.

PCI-E 표준의 다양한 버전은 각 레인에서 서로 다른 속도를 허용합니다. 그러나 일반적으로 단일 PCI-E 포트에 레인이 많을수록 주변 장치와 컴퓨터의 나머지 부분 간에 데이터가 더 빠르게 흐를 수 있습니다.

비유로 돌아가서: 매장의 한 판매자에 대해 이야기하고 있다면 x1 스트립은 한 고객에게 서비스를 제공하는 유일한 판매자가 될 것입니다. 계산원이 4명인 매장에는 이미 4개의 줄이 있습니다. x4. 등등, 줄 수에 2를 곱하여 계산원을 할당할 수 있습니다.

다양한 PCI Express 카드

PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 및 x32를 사용하는 장치 유형

PCI Express 3.0 버전의 경우 전체 최대 데이터 전송 속도는 8GT/s입니다. 실제로 PCI-E 3 버전의 속도는 레인당 초당 1GB보다 약간 낮습니다.

따라서 저전력 사운드 카드나 Wi-Fi 안테나와 같이 PCI-E x1 포트를 사용하는 장치는 최대 1Gbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있습니다.

더 큰 슬롯에 물리적으로 맞는 카드 - x4또는 x8예를 들어, USB 3.0 확장 카드는 각각 4배 또는 8배 빠르게 데이터를 전송할 수 있습니다.

PCI-E x16 포트의 전송 속도는 이론적으로 최대 대역폭 약 15Gbps로 제한됩니다. 이는 2017년에는 NVIDIA와 AMD가 개발한 모든 최신 그래픽 카드에 충분하고도 남습니다.

대부분의 개별 그래픽 카드는 PCI-E x16 슬롯을 사용합니다.

PCI Express 4.0 프로토콜은 16GT/s의 사용을 허용하고 PCI Express 5.0은 32GT/s를 사용합니다.

그러나 현재 최대 처리량으로 이 레인 수를 사용할 수 있는 구성 요소는 없습니다. 최신 고급 그래픽 카드는 일반적으로 x16 PCI Express 3.0을 사용합니다. x16 포트에서 하나의 레인만 사용하는 네트워크 카드에 동일한 레인을 사용하는 것은 의미가 없습니다. 이더넷 포트는 초당 최대 1기가비트(처리량의 약 1/8)까지만 데이터를 전송할 수 있기 때문입니다. PCI-E 레인 1개 - 기억하세요: 1바이트에 8비트).

x4 포트를 지원하는 PCI-E SSD가 시중에 나와 있지만 빠르게 발전하는 새로운 M.2 표준으로 대체될 것으로 보입니다. PCI-E 버스도 사용할 수 있는 SSD의 경우. 고급 네트워크 카드와 RAID 컨트롤러와 같은 매니아 하드웨어는 x4 및 x8 형식의 조합을 사용합니다.

PCI-E 포트 및 레인 크기는 다를 수 있음

이는 PCI-E의 가장 혼란스러운 문제 중 하나입니다. x16 폼 팩터에서 포트를 만들 수 있지만 데이터를 전달할 레인이 충분하지 않습니다(예: x4). 이는 PCI-E가 개별 연결을 무제한으로 전달할 수 있음에도 불구하고 칩셋의 대역폭 용량에는 여전히 실질적인 제한이 있기 때문입니다. 저가형 칩셋을 사용하는 저렴한 마더보드에는 x8 슬롯이 하나만 있을 수 있습니다. 해당 슬롯이 x16 폼 팩터 카드를 물리적으로 수용할 수 있더라도 말입니다.

또한 게이머를 겨냥한 마더보드에는 x16을 갖춘 최대 4개의 전체 PCI-E 슬롯과 최대 대역폭을 위한 동일한 수의 레인이 포함되어 있습니다.

분명히 이것은 문제를 일으킬 수 있습니다. 마더보드에 2개의 x16 슬롯이 있지만 그 중 하나에 x4 레인만 있는 경우 새 그래픽 카드를 추가하면 첫 번째 그래픽 카드의 성능이 최대 75%까지 감소합니다. 물론 이는 이론적인 결과일 뿐이다. 마더보드의 아키텍처는 성능이 급격히 떨어지지 않도록 설계되었습니다.

두 개의 그래픽 비디오 카드를 올바르게 구성하려면 두 개의 비디오 카드를 함께 사용하여 최대한의 편안함을 얻으려면 정확히 두 개의 x16 슬롯을 사용해야 합니다. 사무실에 있는 매뉴얼은 마더보드의 특정 슬롯에 몇 개의 라인이 있는지 알아내는 데 도움이 될 것입니다. 제조사 홈페이지.

때로는 제조업체가 마더보드 PCB의 슬롯 옆에 있는 라인 수를 표시하기도 합니다.

더 짧은 x1 또는 x4 카드가 더 긴 x8 또는 x16 슬롯에 물리적으로 들어갈 수 있다는 점을 알아야 합니다. 전기 접점의 핀 구성이 이를 가능하게 합니다. 당연히 카드가 슬롯보다 물리적으로 크면 삽입할 수 없습니다.

따라서 확장 카드를 구매하거나 현재 카드를 업그레이드할 때 PCI Express 슬롯의 크기와 필요한 레인 수를 항상 기억해야 합니다.

약력...

최초로 별도의 인터페이스가 설계되었습니다.비디오 카드용 PCI 버스를 대체하는 장치가 1997년에 출시되었습니다. AGP(영어 Accelerated Graphics Port, 가속 그래픽 포트) - Intel Pentium II 프로세서용 칩셋의 공식 발표와 동시에 Intel이 새로운 개발을 발표한 방식입니다.

청구된 혜택전임자 이전의 AGPPCI중요했습니다:

• 더 높은 작동 주파수(66MHz);
• 비디오 카드와 시스템 버스 사이의 대역폭 증가;
• 프로세서를 우회하여 비디오 카드와 RAM 간의 정보 직접 전송;
• 향상된 전력 시스템;
• 공유 메모리에 대한 고속 액세스.

적절한 개발 표준AGP 1x(AGP 1.0 사양)는 메모리 작업 속도가 느려서 수신되지 않았으며 거의 ​​즉시 개선되었으며 속도가 두 배로 늘어났습니다. 이것이 AGP 2x 인터페이스가 나타난 방식입니다. 클록 주기당 32비트(4바이트)를 전송하는 AGP 2x 포트는 당시 전례 없는 66.6x4x2=533M의 최고 성능을 제공할 수 있습니다.비/ 에스.

1998년에 AGP 4x 표준(AGP 2.0 사양)이 출시되어 클록 사이클당 최대 4블록의 정보 전송을 제공합니다. 동시에 포트의 신호 전압은 3.3V에서 1.5V로 감소했습니다. AGP 4x의 최대 처리량은 약 1V가 되었습니다.G.B./ 에스. 그 후 사양 개발이 지연되었습니다. 그 이유는 당시 존재했던 비디오 가속기의 속도가 매우 낮았고 RAM과의 낮은 교환율 때문이었습니다.

기술적 진보가 버스에 도달하자마자 최신 비디오 카드로 엄청난 정보 흐름을 전송하기에는 너무 작은 것으로 판명되자 AGP 8x(AGP 3.0 사양)라는 새로운 표준이 승인되었습니다. 짐작하셨겠지만, 클록 사이클당 최대 8개의 정보 블록을 전송할 수 있으며 최대 처리량은 2입니다.G.B./ 에스. AGP 8x 버스는 AGP 4x와 역호환됩니다.

기술 산업은 항상 상승세를 보이고 있습니다. 전송 및 전송되는 데이터의 양이 증가하고 질감과 품질이 향상됩니다. 이로 인해 각 제조업체는 확실히 변화를 겪고 새롭고 첨단 기술(표준, 사양, 프로토콜, 인터페이스)을 제시해야 합니다. ) 이는 해당 분야의 새로운 혁명을 스스로 연결해 줄 것입니다.안녕- 기술.

공식적으로 첫 번째 기본 PCI Express 사양은 2002년 7월에 등장하여 AGP 8x가 점진적으로 "출발"하는 날을 의미합니다.

소개

현재 최신 Intel P45/X48 칩셋은 일반적인 Intel P35가 자랑할 수 없는 PCI Express 2.0 사양을 공식적으로 지원합니다. Intel 플랫폼에서 최신 마더보드를 구입하려는 사람들의 경우 P45/X48 칩셋을 선택해야 하며 "PCI Express 1.1이 현재 고성능 마더보드에 충분한지 부족한지"라는 딜레마에 빠지지 않을 것입니다. 최종 또는 중간급 비디오 카드. 하지만 P35 소유자는 어떻습니까? 다시 가게로 달려갈 가치가 있나요?

오늘 자료에서는 최신 가속기용 PCI-E 1.1에 비해 PCI-E 2.0의 장점과 관련하여 모든 "is"에 점을 찍으려고 노력할 것입니다. 또한 다양한 인터페이스로 작업할 때 비디오 카드의 성능을 실험적으로 분석하여 PCI-E 2.0의 실제 가치에 대한 결론을 도출할 것입니다.

그리고 객관적인 테스트를 시작하기 전에 이론을 조금 더 깊이 파고 들어 보겠습니다. 즉, 모든 것이 어떻게 작동하는지 알아 보겠습니다.

PCI- 표현하다- 주요 사항에 대해 간략히 설명

위에서 언급했듯이 핵심 PCI Express 사양은 2002년 7월에 등장했습니다. 빠른 속도와 최고 성능 덕분에 PCI Express 버스는 이전 AGP에 뒤지지 않습니다. 소프트웨어 모델 측면에서 새로운 PCI-E 인터페이스는 여러 면에서 PCI와 유사하므로 상당한 소프트웨어 조정 없이 현재 모든 종류의 장치를 새로운 인터페이스에 쉽게 적응시킬 수 있습니다.

PCI Express의 작동 원리는 직렬 데이터 전송을 기반으로 합니다. 버스는 스타 토폴로지를 갖춘 패킷 네트워크입니다. PCI-E 장치가 통신할 때 "라인"이라고 하는 양방향 지점 간 연결이 사용됩니다. 각 PCI Express 연결은 1개(1x) 또는 여러 레인(4x, 16x 등)으로 구성될 수 있습니다.

기본 PCI-Express 1x 구성의 경우 이론적 처리량은 각 방향(송신/수신)에서 250MB/s입니다. 따라서 PCI-E x16의 경우 이 값은 250MB/s x 16 = 4GB/s입니다.

예를 들어 물리적 측면에서 인터페이스를 사용하면 PCI-E 1x 인터페이스가 있는 모든 보드가 표준 인터페이스뿐만 아니라 더 높은 대역폭(4x, 16x)의 다른 모든 PCI Express 슬롯에서도 확실하게 작동할 수 있습니다. , 등.). 이 경우 관련된 최대 회선 수는 장치의 속성에 따라서만 달라집니다.

모든 고속 프로토콜에서는 잡음 내성 문제가 항상 발생합니다. 이를 위해 PCI Express는 오랫동안 알려진 8/10 또는 초과 트래픽 방식(채널을 통해 전송되는 데이터의 8비트가 10비트로 대체되어 전체 "흐름"의 약 20%에 해당하는 추가 정보를 생성함)을 사용합니다.

PCI표현하다 2.0

이 표준은 2007년 1월 15일에 공식적으로 승인되었습니다. PCI Express의 두 번째 개정판에서는 한 채널의 처리량이 최대 5Gb/s(PCI Express 1.x - 2.5Gb/s)로 크게 증가했습니다. 이는 이제 x16 라인의 최대 데이터 전송 속도가 이전 PCI Express 1.x의 경우 4GB/s에 비해 양방향으로 8GB/s에 도달할 수 있음을 의미합니다.

주목할만한 사실은 PCI Express 2.0이 PCI Express 1.1과 완벽하게 호환된다는 것입니다. 실제로 이는 기존 비디오 카드가 새 커넥터가 있는 마더보드에서 원활하게 작동하고 새 비디오 어댑터가 기존 PCI Express 1.x 커넥터에서 문제 없이 작동함을 의미합니다.

아마도 PCI Express의 이론과 주요 기능으로 마무리하겠습니다. 이제 관련 테스트를 시작할 시간입니다. 실제로 우리가 할 일은 조금 낮지만 지금은 테스트 참가자에 대해 알아 보겠습니다. 상세히.

테스트 참가자 정보

불행하게도 테스트 당시에는 더 큰 규모의 그래픽 가속기 세트를 다룰 수 없었습니다. 이는 향후에 확실히 수정할 예정입니다. 로우엔드급 비디오 카드는 하위 PCI-E 1.1에 비해 PCI-E 2.0의 장점이 최대화되는 고해상도 모드(1280x1024 이상)에 거의 사용되지 않기 때문에 의도적으로 테스트에서 제외되었습니다. 노출된.

비디오 카드	관점 GeForce GTX 280	POV GeForce 9600 GT 512MB 익스트림 오버클럭	Palit HD 4850 소닉
칩 코드명
기술적인 프로세스

#PCI_익스프레스

Intel과 그 파트너가 개발한 PCI Express 직렬 버스는 병렬 PCI 버스와 확장되고 특수화된 변형 AGP를 대체하기 위해 고안되었습니다. 비슷한 이름에도 불구하고 PCI와 PCI Express 버스는 공통점이 거의 없습니다. PCI에서 사용되는 병렬 데이터 전송 프로토콜은 버스의 대역폭과 주파수에 제한을 둡니다. PCI Express에 사용되는 직렬 데이터 전송은 확장성을 제공합니다(사양에는 PCI Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x 및 32x 구현이 설명되어 있음). 현재 인덱스 3.0의 버스 버전은

PCI-E 3.0

2010년 11월, PCI Express 기술을 표준화하는 PCI-SIG 조직은 PCIe Base 3.0 사양 채택을 발표했습니다.
이전 두 버전의 PCIe와의 주요 차이점은 수정된 인코딩 방식으로 간주될 수 있습니다. 이제 전송된 10비트 중 8비트의 유용한 정보(8b/10b) 대신 전송된 130비트 중 128비트의 유용한 정보를 전송할 수 있습니다. 버스를 통해, 즉 페이로드 계수는 거의 100%에 가깝습니다. 또한 데이터 전송 속도가 8GT/s로 향상되었습니다. PCIe 1.x의 경우 이 값은 2.5GT/s이고 PCIe 2.x의 경우 - 5GT/s였습니다.
위의 모든 변경 사항으로 인해 PCI-E 2.x 버스에 비해 버스 대역폭이 두 배로 늘어났습니다. 이는 16x 구성의 총 PCIe 3.0 버스 대역폭이 32Gb/s에 도달한다는 것을 의미합니다. PCIe 3.0 컨트롤러가 탑재된 최초의 프로세서는 Ivy Bridge 마이크로아키텍처를 기반으로 한 Intel 프로세서였습니다.

PCI-E 1.1에 비해 PCI-E 3.0의 처리량이 3배 이상 증가했음에도 불구하고, 다른 인터페이스를 사용할 때 동일한 비디오 카드의 성능은 크게 다르지 않습니다. 아래 표는 다양한 테스트에서 GeForce GTX 980의 테스트 결과를 보여줍니다. 측정은 동일한 그래픽 설정, 동일한 구성으로 수행되었습니다. BIOS 설정에서 PCI-E 버스 버전이 변경되었습니다.

PCI Express 3.0은 이전 버전의 PCIe와 계속해서 호환됩니다.

PCI-E 2.0

2007년에는 새로운 PCI Express 버스 사양인 2.0이 채택되었습니다. 주요 차이점은 각 방향의 각 전송 라인 대역폭이 두 배라는 점입니다. 비디오 카드에 사용되는 가장 널리 사용되는 PCI-E 16x 버전의 경우 처리량은 각 방향에서 8Gb/초입니다. PCI-E 2.0을 지원하는 최초의 칩셋은 Intel X38이었습니다.

PCI-E 2.0은 PCI-E 1.0과 완전히 역호환됩니다. 기존의 모든 PCI-E 1.0 장치는 PCI-E 2.0 슬롯에서 작동할 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

PCI-E 1.1

2002년에 등장한 PCI Express 인터페이스의 첫 번째 버전입니다. 회선당 500MB/s의 처리량을 제공했습니다.

다양한 세대의 PCI-E 작동 속도 비교

PCI 버스는 33MHz 또는 66MHz에서 작동하고 133MB/초 또는 266MB/초의 대역폭을 제공하지만 이 대역폭은 모든 PCI 장치에서 공유됩니다. PCI Express 버스가 작동하는 주파수는 1.1 - 2.5GHz이며, 이는 2500MHz / 10 * 8 = 250 * 8Mbps = 250Mbps의 처리량을 제공합니다(8비트 데이터 전송을 위한 중복 코딩으로 인해 실제로 10비트는 전송된 정보) 각 PCI Express 1.1 x1 장치에 대해 한 방향으로. 회선이 여러 개인 경우 처리량을 계산하려면 250Mb/sec 값에 회선 수와 2를 곱해야 합니다. PCI Express는 양방향 버스입니다.

PCI Express 1.1 레인 수	단방향 처리량	총 처리량
1	250MB/초	500MB/초
2	500Mb/초	1GB/초
4	1GB/초	2GB/초
8	2GB/초	4GB/초
16	4GB/초	8GB/초
32	8GB/초	16GB/초

메모! PCI Express 카드를 PCI 슬롯에 설치하려고 하면 안 됩니다. 반대로 PCI 카드는 PCI Express 슬롯에 설치되지 않습니다. 그러나 예를 들어 PCI Express 1x 카드는 설치할 수 있으며 PCI Express 8x 또는 16x 슬롯에서 정상적으로 작동할 가능성이 높지만 그 반대의 경우는 아닙니다. PCI Express 16x 카드는 PCI Express 1x 슬롯에 맞지 않습니다. .