PCI Express

Можливостей шини PCI цілком достатньо для більшості сучасних додатків, однак потреба в прискоренні вводу-виводу поступово дезорганізує ніколи струнку внутрішню архітектуру ПК. Шина PCI більш не є центральним елементом, що зводить воєдино компоненти ПК. Цю роль тепер виконує міст між шинами.

Суть проблеми полягає в тім, що згодом з'являється усе більше пристроїв вводу-виводу, вимоги по швидкодії яких не відповідають можливостям шини PCI. Розгін тактової частоти шини — далеко не краще рішення, оскільки тільки збільшує перекіс шини, перехресні перешкоди між провідниками і ємнісний опір. З появою кожного нового пристрою, що виявляється занадто швидким для шини PCI (будь те графічний адаптер, твердий диск, мережний контролер і т.д.), розроблювачам Intel приходиться створювати черговий спеціалізований порт, за допомогою якого міст дозволяє цьому пристроєві обходити шину РСТ. Природно, таке рішення з кожним прецедентом стає усе менш ефективним.

Ще один недолік шини PCI складається в надмірних габаритах плат. Їх важко умістити в корпуси сучасних портативних комп'ютерів, не говорячи вже про кишенькові моделі. У той же час, виробники постійно зменшують розміри пристроїв, що випускаються. Крім того, деякі виробники планують перейти на нову схему розміщення пристроїв у корпусах ПК — конкретніше, розміщати процесор і пам'ять в окремому закритому відсіку, а твердий диск — усередині монітора. Плати PCI не дозволяють реалізувати ці плани.

Зараз пропонується кілька варіантів рішення зазначених проблем, але, швидше за все, переможцем у конкурентній боротьбі виявиться технологія PCI Express, що активно просуває Intel. Незважаючи на назву, вона не має майже нічого загального із шиною PCI; більш того — це взагалі не шина. Проте маркетологи вирішили не рятуватися від назви «PCI» — благо, воно в усіх на слуху. Деякі ПК уже зараз підтримують цю технологію.

Суть технології PCI Express полягає в заміні паралнльної шини з її різноманіттям що задають і підлеглих пристроїв високошвидкісними двухточечними послідовними з'єднаннями. Це рішення знаменує собою остаточний відхід від шинної топології, реалізованої в шинах ISA/EISA/PCI, і перехід на топологію локальних мереж (мереж, щоособливо комутируються, Ethernet). Основна ідея така: по суті, ПК — це набір мікросхем процесора, пам'яті і пристроїв вводу-виводу, які необхідно з'єднати між собою. З урахуванням цієї обставини PCI Express виконує роль універсального комутатора, що з'єднує мікросхеми по послідовних каналах. Процесор, пам'ять і кэш підключені до моста традиційним способом. Новим елементом тут є підключений до моста комутатор (іноді він убудовується безпосередньо в мікросхему моста). Між кожною мікросхемою пристрою вводу-виводу, з одного боку, і комутатором, з іншої, установлюється двухточечное з'єднання. Будь-яке таке з'єднання складається з двох односпрямованих каналів — по одному в кожнім з напрямків між пристроєм і комутатором. Канали складаються з двох проводів (сигнального і що заземлює), що забезпечує високу перешкодозахищеність у ході високошвидкісної передачі сигналів. Така архітектура відрізняється від попередньою більшою уніфікацією і рівноправністю всіх пристроїв.

У першому поколінні передбачається швидкість передачі даних від 2,5 Гбайт/із для кожного напрямку, але через якийсь час ця цифра, імовірно, дійде до 10 Гбайт/с.

На відміну від шин ISA, EISA і PCI, у технології PCI Express не передбачений тактовий генератор. Пристрою вправі починати передачу в будь-який момент, як тільки їм буде, що передавати. Така воля, з одного боку, підвищує швидкодію, з іншої, породжує проблему. Припустимо, що 1 кодується напругою +3 В, а 0 — напругою 0 В. Якщо перші кілька байтів дорівнюють нулеві, як одержувач довідається про те, що йому передаються дані? Дійсно — послідовність нульових бітів важко відрізнити від простою каналу. Ця проблема вирішується за допомогою так називаної 8/10-розрядного кодування. Відповідно до цієї схеми, 1 байт фактичних даних кодується за допомогою 10-розрядного символу. З 1024 можливих 10-розрядних символів вибираються такі, котрі за рахунок достатньої кількості фронтів без генератора, що задає, забезпечують синхронізацію відправника й одержувача по границях бітів. У силу застосування 8/10-розрядного кодування сумарна пропускна здатність каналу, рівна 2,5 Гбайт/з, звужується до фактичної пропускної здатності 2 Гбайт/с.

Дата добавления: 2014-01-04