1.PCI

1.1 PCI介紹

外設互聯標準（或稱個人電腦接口，Personal Computer Interface），實際應用中簡稱PCI（Peripheral Component Interconnect），是一種連接電子計算機主(zhu)板和外部設(she)備的總(zong)線(xian)標準。一(yi)般PCI設(she)備可分為兩種形式：直接布(bu)放(fang)在主(zhu)板上的集成電路(lu)，在PCI規范中(zhong)稱作”平面設(she)備“，另一(yi)種是安裝在插槽中(zhong)的擴展卡。

PCI bus常見于現代的個人計算機中，已經取代ISA和VESA局(ju)部總線，成為(wei)標準擴展總線。PCI總線最終將(jiang)被PCI Express或者更先進的(de)技(ji)術取代。

 PCI是并(bing)行基于(yu)總(zong)(zong)線(xian)控制，所有設備共同分享單向32bit/64bit并(bing)行總(zong)(zong)線(xian)（半雙(shuang)工(gong)）。如果(guo)有多個PCI設備共用總(zong)(zong)線(xian)，他們將共享總(zong)(zong)的傳輸速率。

PCI標準于1993年7月被Intel發明，每(mei)個接(jie)口最多連接(jie)1個設備，可(ke)以工作在33MHz和66MHz（工作時(shi)電壓33MHz為(wei)5V，66MHz為(wei)3V），2004年被PCI Express替代。

PCI插(cha)槽(cao)可(ke)以(yi)插(cha)很(hen)(hen)多類(lei)型的卡(ka)(ka)(ka)(ka)，包括網卡(ka)(ka)(ka)(ka)、聲卡(ka)(ka)(ka)(ka)、調制(zhi)(zhi)解調器（內(nei)置(zhi)Modem）、電視卡(ka)(ka)(ka)(ka)、磁盤控制(zhi)(zhi)器（RAID卡(ka)(ka)(ka)(ka)）、視頻采(cai)集卡(ka)(ka)(ka)(ka)、IDE接口卡(ka)(ka)(ka)(ka)、IEEE1394卡(ka)(ka)(ka)(ka)、USB卡(ka)(ka)(ka)(ka)和串(chuan)行等，原本(ben)也可(ke)以(yi)插(cha)顯(xian)卡(ka)(ka)(ka)(ka)，但很(hen)(hen)快PCI的帶寬不足以(yi)支持顯(xian)卡(ka)(ka)(ka)(ka)的性能(neng)。PCI插(cha)槽(cao)通過(guo)插(cha)不同的卡(ka)(ka)(ka)(ka)幾乎可(ke)以(yi)實現(xian)所有的外接功(gong)能(neng)。后來(lai)顯(xian)卡(ka)(ka)(ka)(ka)使用AGP插(cha)槽(cao)，現(xian)在已被PCI Express插(cha)槽(cao)取(qu)代。

PCI接口分32bit和(he)64bit兩(liang)(liang)種。早期的PCI（PCI2.1標準）工作(zuo)在(zai)32bit、33.33MHz、5V下，最(zui)大傳輸(shu)(shu)速度(du)133MB/s（33.33MHz * 32bit / 8bit/byte = 133MB/s），后來又出現了PCI2.2 2.3等標準。現在(zai)PCI有32bit和(he)64bit兩(liang)(liang)種，32bit的一般用(yong)在(zai)PC上(shang)，64bit的一般應用(yong)于(yu)服(fu)務器上(shang)，64bit的要比32bit的長一些。32bit和(he)64bit都(dou)有5v和(he)3.3v電壓(ya)(ya)兩(liang)(liang)種，5v電壓(ya)(ya)的是PCI2.1標準工作(zuo)在(zai)33MHz，3.3v電壓(ya)(ya)的是PCI2.2標準工作(zuo)在(zai)66MHz的時鐘頻(pin)率上(shang)。頻(pin)率或者(zhe)位寬增加都(dou)會增加傳輸(shu)(shu)速率，實現也是通(tong)過這兩(liang)(liang)個指標來實現的。

  在(zai)PC上，64位(wei)PCI還沒有成為(wei)主(zhu)(zhu)流。原(yuan)(yuan)因在(zai)于制(zhi)造64位(wei)和66MHzPCI主(zhu)(zhu)板(ban)的(de)(de)(de)難(nan)度(du)很大。首(shou)先，使(shi)用64位(wei)PCI插槽需(xu)要(yao)64位(wei)南橋芯(xin)片組支(zhi)持，該(gai)南橋控(kong)制(zhi)器必須可以正確處理64位(wei)的(de)(de)(de)數據。Intel和AMD都有64位(wei)的(de)(de)(de)南橋可提供給主(zhu)(zhu)板(ban)廠商，但是(shi)價格很高；其次是(shi)因為(wei)66MzPCI槽對主(zhu)(zhu)板(ban)配套元件(jian)要(yao)求極高，且需(xu)要(yao)特殊的(de)(de)(de)布線設計。這就是(shi)66MHzPCI技(ji)術一直停留在(zai)服務器領域的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)因。

1.2 PCI接口

PCI有(you)幾種不同的(de)(de)接口樣圖(tu)：現在生產的(de)(de)多為通(tong)用模式的(de)(de)以防插錯。還有(you)64bit統(tong)一(yi)比(bi)32bit的(de)(de)寬出右(you)邊缺口的(de)(de)部分。

PCI 32bit的(de)網卡都可以查到(dao)PCI 64bit插槽上(shang)使用(yong)。3.3v的(de)插到(dao)3.3v的(de)上(shang)，5v的(de)插到(dao)5v的(de)上(shang)。

有一(yi)些PCI網(wang)(wang)卡同時支持32位(wei)(wei)和(he)64位(wei)(wei)標(biao)準(zhun)的(de)兼容網(wang)(wang)卡，這類網(wang)(wang)卡相比前面介紹(shao)的(de)純64位(wei)(wei)PCI網(wang)(wang)卡來說，在外(wai)觀(guan)上也(ye)有一(yi)個(ge)明顯(xian)的(de)區(qu)別，那(nei)就(jiu)是它又多了(le)一(yi)個(ge)缺口，有3個(ge)缺口（下(xia)圖(tu)右邊第三個(ge)圖(tu)）。

1.3 PCI千兆網卡的局限性

通(tong)常我們用的(de)(de)(de)(de)(de)個人PC主(zhu)板上的(de)(de)(de)(de)(de)PCI總線(xian)頻率(lv)位(wei)33MHz，總線(xian)位(wei)寬位(wei)32bit，PCI總線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)寬位(wei)133MB/s，換算(suan)下來是(shi)(shi)1064Gbps，理(li)論(lun)上這(zhe)(zhe)(zhe)是(shi)(shi)符合千兆(zhao)(zhao)往可的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)寬的(de)(de)(de)(de)(de)。但實際上，PCI設(she)備是(shi)(shi)共享一(yi)個總線(xian)帶(dai)寬的(de)(de)(de)(de)(de)，像IDE總線(xian)，集成聲卡等(deng)都(dou)是(shi)(shi)通(tong)過PCI總線(xian)工(gong)作的(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)(zhe)(zhe)樣(yang)自然分配給PCI千兆(zhao)(zhao)網卡的(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)寬自然就不夠(gou)了(le)。要(yao)真正的(de)(de)(de)(de)(de)達(da)到千兆(zhao)(zhao)網卡的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度，要(yao)求(qiu)全雙工(gong)工(gong)作，輸入輸出都(dou)是(shi)(shi)1Gbps，這(zhe)(zhe)(zhe)樣(yang)就要(yao)求(qiu)帶(dai)寬達(da)到2Gbps，這(zhe)(zhe)(zhe)樣(yang)PCI總線(xian)是(shi)(shi)萬(wan)萬(wan)達(da)不到的(de)(de)(de)(de)(de)。因此在普通(tong)電腦(nao)上還是(shi)(shi)要(yao)采用PCI-E設(she)備才(cai)能(neng)真正的(de)(de)(de)(de)(de)達(da)到千兆(zhao)(zhao)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度。

2.PCI-X

2.1 PCI-X介紹

PCI-X是傳(chuan)統PCI總線的(de)改版，有更高的(de)帶寬。PCI-X插(cha)槽類型基本于(yu)64bit的(de)PCI插(cha)槽相同。

PCI-X于1998年被IBM、HP和Compaq發明，64bit位寬，傳輸方式并發，2004年被新出的(de)PCI Express替代。PCI-X多用于服務器上，不過也是曇(tan)花一現。

2.2 PCI-X缺點

無(wu)論PCI還是PCI-X都只(zhi)是半雙工(gong)的(de)通(tong)(tong)信(xin)機制(zhi)但(dan)PCI Express 卻完全(quan)(quan)可以用(yong)全(quan)(quan)雙工(gong)方式進行通(tong)(tong)信(xin)。此(ci)外在同(tong)一個總線(xian)里因為平行傳(chuan)輸(shu)的(de)關系，雖然控制(zhi)器(qi)可以和每個接(jie)入的(de)設(she)備(bei)自動協調(diao)傳(chuan)輸(shu)速率，但(dan)卻必(bi)需選用(yong)各個設(she)備(bei)中速度(du)最慢者的(de)速度(du)作(zuo)為總線(xian)內(nei)共(gong)同(tong)的(de)傳(chuan)輸(shu)速度(du)上限，高速設(she)備(bei)往往因此(ci)而無(wu)用(yong)武之地。

PCI-X目前的(de)(de)最新版本是2.0。下(xia)(xia)面講的(de)(de)的(de)(de)1.0版本，在(zai)外觀上(shang)，它與64位(wei)PCI接(jie)口(kou)差不多。目前主(zhu)(zhu)要(yao)有100MHz和133MHz兩種外頻模式，不過目前主(zhu)(zhu)要(yao)用的(de)(de)是133MHz PCI-X接(jie)口(kou)，理論(lun)共享傳輸(shu)速率(lv)達(da)到(dao)了(le)1.06GB/s。后來(lai)推出的(de)(de)2.0版本，頻率(lv)位(wei)266MHz和533MHz，共享傳輸(shu)速率(lv)為(wei)2.1GB/s和4.2GB/s。后來(lai)出的(de)(de)3.0標準1066MHz在(zai)PCI-E的(de)(de)沖擊下(xia)(xia)沒(mei)有了(le)下(xia)(xia)文。

PCI-X相(xiang)比PCI 32bit而言(yan)除(chu)了擴大(da)到64bit，其余的(de)傳(chuan)輸協議(yi)、訊號和標準街頭格式都一(yi)并兼容，因(yin)此它(ta)可以向下(xia)兼容于所(suo)有(you)早(zao)期的(de)+3.3V PCI 總(zong)線(但不容于最早(zao)期的(de)+5V PCI BUS)。3.3v的(de)PCI可以插到PCI-X中。

3.PCI-E

3.1 PCI-E介紹

PCI Express是INTEL提出的新一代的總線接口,PCI Express采用了目前業內流行的點對點串行連接，比起PCI以及更早期的計算機總(zong)線(xian)的(de)(de)(de)共享并行架構，每個(ge)(ge)設備(bei)都有自己(ji)的(de)(de)(de)專(zhuan)用連(lian)接(jie)(jie)，不需要向整個(ge)(ge)總(zong)線(xian)請(qing)求帶寬(kuan)，而且(qie)可(ke)以(yi)(yi)把(ba)數據傳輸率(lv)提(ti)高(gao)到一個(ge)(ge)很高(gao)的(de)(de)(de)頻率(lv)，達到PCI所(suo)不能提(ti)供的(de)(de)(de)高(gao)帶寬(kuan)。相對于傳統PCI總(zong)線(xian)在單一時間周期內(nei)只能實現單向傳輸，PCI Express的(de)(de)(de)雙單工連(lian)接(jie)(jie)能提(ti)供更高(gao)的(de)(de)(de)傳輸速率(lv)和(he)質量。PCI-E插(cha)槽是可(ke)以(yi)(yi)向下(xia)兼(jian)容(rong)的(de)(de)(de)，比如PCI-E 16X插(cha)槽可(ke)以(yi)(yi)插(cha)8X、4X、1X的(de)(de)(de)卡。現在的(de)(de)(de)服務(wu)器一般(ban)都會提(ti)供多個(ge)(ge)8X、4X的(de)(de)(de)接(jie)(jie)口，已取代以(yi)(yi)前的(de)(de)(de)PCI-X接(jie)(jie)口。

                       從(cong)上(shang)到下依次是PCIEX16，X1，X4

                                    

3.2 PCI-E各版本的傳輸速度

3.3 PCI-E不同傳輸通道數設備的金手指數和長度

4.三種接口的傳輸速度比較