Эта статья посвящена обзору успешного и широко-распространенного стандарта шины PCI и описывает следующее поколение шины ввода вывода, называемой PCI Express (часто обозначается как PCIe), которая будет служить стандартом локальной шины ввода-вывода для будущих компьютерных систем. Ключевые атрибуты PCI, такие как ее модель использования и программный Интерфейс сохраняются, в то время как ее реализация с ограниченной пропускной способностью и параллельная архитектура, заменяется последовательной. Протокол разделяемых транзакций (split-transaction protocol) реализуется с поддержкой пакетов обладающих набором атрибутов, которые поддерживают назначение приоритетов и доставляются к цели оптимальным образом. Архитектура PCI Express поддерживает широкий набор форм-факторов для обеспечения совместимости с существующими PCI устройствами и для развития новых форм-факторов систем. Архитектура PCI Express обеспечит лучшую в индустрии производительность и соотношение цена/производительность.
Это перевод статьи, опубликованной на сйте Intel ». Оригинал (PDF на английском языке) находится здесь » .
Шина PCI хорошо служила нам последние 10 лет и будет играть важную роль в течение еще нескольких. Но, нынешние и «завтрашние» процессоры и устройства ввода-вывода требуют гораздо большей пропускной способности, чем может обеспечить PCI 2.2 или PCI-X, так что пришло время для разработки следующего поколения PCI, которое будет служить в качестве стандартной шины ввода-вывода для новых систем. Уже было предпринято несколько попыток увеличения пропускной способности шины, которые привели к появлению в PC платформах специализированных шин, которые сосуществуют вместе с шиной расширения ввода-вывода PCI, как показано на рисунке.
Шина процессоров постоянно масштабируется и по частоте и по напряжению. Пропускная способность оперативной памяти увеличивается, что бы соответствовать процессорам. Соответственно, как показано на рисунке 1, системный набор микросхем (чипсет) обычно разделен на концентратор памяти и концентратор ввода-вывода, поскольку шина памяти часто меняется (вслед за процессорами). Одной из основных функций такого разделения является изоляция изменений в шине памяти, от стабильной шины ввода-вывода.
Появившаяся в 90-х годах прошлого века параллельная реализация PCI, в настоящее время приблизилась к своему теоретическому пределу производительности: уже нельзя без существенного удорожания ни повысить ее частоту, ни понизить напряжение; как всякая параллельная шина она подвержена влиянию эффекта, называемого Skew (временное отклонение). Все попытки преодолеть эти ограничения приводят к существенному увеличению стоимости, при незначительном приросте производительности.
Но это только половина проблемы, вторая заключается в том, что существует множество разновидностей PCI несовместимых между собой (например, PCI устройства для использования в мобильных компьютерах).
Современные приложения более зависимы от аппаратных средств, и в частности, от подсистемы ввода-вывода. Обработка потоков данных от различных аудио и видео источников являются теперь обычным делом для мобильных или настольных систем, но в стандарте PCI 2.2 или PCI-X нет встроенных механизмов для поддержки время-связанных данных. Многие приложения связи и системы контроля, так же должны передавать и обрабатывать данные в режиме «реального времени». Современные системы, как показано на рисунке 2, должны одновременно обрабатывать несколько конкурирующих потоков данных от разных источников. Более неприемлемо трактовать все данные, как одинаковые – более важно, например, обработать потоковые данные, поскольку устаревшие данные «реального времени» абсолютно бесполезны. Данные должны быть «помечены» таким образом, чтобы система ввода-вывода могла назначить им правильные приоритеты обработки.
Следующий список суммирует основные требования к третьему поколению системы ввода-вывода.
Дата публикации: 14.05.2011
