Cómo Funciona PCI Express

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PCI Express es una conexión serial de alta velocidad que opera como una red que un autobús. Aprenda cómo PCI Express puede acelerar una computadora y reemplazar el AGP y PCI Express fotos.
Interconexión de componentes periféricos Ranuras (PCI) son parte integral de la arquitectura de una computadora que mayoría de la gente les dan por sentadas. Durante años, PCI ha sido una manera versátil y funcional para conectar tarjetas de sonido, video y red para una placa base.
Pero PCI tiene algunas deficiencias. Como procesadores, tarjetas de video, tarjetas de sonido y redes han llegado más rápido y más potente, PCI ha permanecido igual. Tiene un ancho fijo de 32 bits y puede manejar solamente 5 dispositivos a la vez. El bus PCI-X de 64-bit, nuevo proporciona más ancho de banda, pero su mayor anchura compuestos de otros temas de PCI.
Un nuevo protocolo llamado PCI Express (PCIe) elimina un montón de estas deficiencias, proporciona más ancho de banda y es compatible con los sistemas operativos existentes. En este artículo, examinaremos lo que hace diferente a PCI PCIe. También veremos cómo PCI Express hace un ordenador más rápido, potencialmente puede agregar el rendimiento de los gráficos y puede sustituir a la ranura AGP.
Conexión Serial de alta velocidad
En los primeros días de la informática, una gran cantidad de datos movió las conexiones serie. Equipos separaron de datos en paquetes y luego trasladó a los paquetes de un lugar a otro en un momento. Conexiones serie eran fiables pero lento, así fabricantes comenzaron a utilizar las conexiones paralelas para enviar múltiples piezas de datos simultáneamente.
Resulta que las conexiones paralelas tienen sus propios problemas como conseguir velocidades más y más alto, por ejemplo, los cables pueden interferir con el otro electromagnéticamente--ahora el péndulo se balancea hacia atrás, hacia las conexiones serie altamente optimizado. Mejoras al hardware y al proceso de dividir, etiquetado y volver a armar paquetes han llevado a muchas conexiones serial más rápido, como USB 2.0 y FireWire.
PCI Express es una conexión en serie que funciona como una red que un autobús. En lugar de un autobús que maneja datos de múltiples fuentes, PCIe tiene un interruptor que controla varias conexiones serial punto-a-punto. (Véase Cómo trabajo de Switches LAN para más detalles). Estas conexiones del ventilador hacia fuera desde el interruptor, conduce directamente a los dispositivos donde los datos se tiene que ir. Cada dispositivo tiene su propia conexión dedicada, así que los dispositivos ya no comparten ancho de banda como lo hacen en un autobús normal. Analizaremos cómo sucede esto en la siguiente sección.
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PCI Express Lanes

Cuando el ordenador se inicia, PCIe determina que los dispositivos no están conectados a la placa base. Luego identifica los vínculos entre los dispositivos, crear un mapa de donde irá el tráfico y el ancho de cada enlace de negociación. Esta identificación de dispositivos y conexiones es el mismo utiliza protocolo PCI, PCIe no requiere cambios en los sistemas operativos o software.
Cada carril de una conexión PCI Express contiene dos pares de cables, para enviar y recibir. Los paquetes de datos se mueven por el carril a una velocidad de bit uno por ciclo. Un x 1 conexión, la conexión PCIe más pequeña, tiene un carril de cuatro cables. Lleva un poquito por ciclo en cada dirección. A x 2 enlace contiene ocho cables y transmite dos monedas a la vez, un 4 x enlace transmite cuatro centavos y así sucesivamente. Otras configuraciones son 12 x, 16 x y 32 x.
PCI Express está disponible para desktop y laptop PC. Su uso puede llevar a disminuir el costo de producción de la placa base, puesto que sus conexiones contienen menos pernos de hacer conexiones PCI. También tiene el potencial para apoyar muchos dispositivos, incluyendo tarjetas Ethernet, 2 USB y tarjetas de vídeo.
Pero, ¿cómo puede ser más rápida que los cables de PCI 32 o los 64 cables de PCIx una conexión serial? En la siguiente sección, analizaremos cómo es capaz de proporcionar una gran cantidad de ancho de banda en un formato de serie PCIe.
De dos en dos
La "x" en conexión "x 16" significa "por". PCIe conexiones son escalables por uno, dos, cuatro y así sucesivamente.
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Dispositivos PCI comparten un bus común, pero cada dispositivo usando PCI Express tiene su propia conexión dedicada al interruptor.

PCI Express velocidades de conexión

El bus PCI de 32 bits tiene una velocidad máxima de 33 MHz, lo que permite un máximo de 133 MB de datos para pasar a través del bus por segundo. El bus PCI-X de 64 bits tiene dos veces el ancho de bus de PCI. Diversas especificaciones PCI-X permiten diferentes tasas de transferencia de datos, en cualquier lugar de 512 MB a 1 GB de datos por segundo.
Sin embargo, un solo carril PCI Express, puede manejar 200 MB de tráfico en cada dirección por segundo. Un conector PCIe 16 x puede mover un increíble 6,4 GB de datos por segundo en cada dirección. A estas velocidades, 1 x conexión puede manejar fácilmente una conexión Ethernet gigabit, así como aplicaciones de audio y almacenamiento. Una conexión de 16 x puede manejar fácilmente los adaptadores gráficos de gran alcance.
¿Cómo es esto posible? Unos simples avances han contribuido a este enorme salto en la velocidad de conexión en serie:
  • Priorización de datos, que permite que el sistema se mueva primero los datos más importantes y ayuda a evitar cuellos de botella
  • Transferencias de datos (tiempo real) dependiente del tiempo
  • Mejoras en los materiales físicos utilizados para realizar las conexiones
  • Mejor apretón de manos y detección de errores
  • Mejores métodos para entrar datos en paquetes y armar los paquetes. Además, puesto que cada dispositivo tiene su propia dedicada, conexión punto a punto para el interruptor, las señales provenientes de múltiples fuentes ya no tienen que trabajar su camino a través del mismo bus.
Frenar el autobús
Interferencia y degradación de la señal son comunes en las conexiones paralelas. Materiales pobres y señal de cruce de cables cercanos se traducen en ruido, que ralentiza la conexión. El ancho de banda adicional del bus PCI-X significa que puede llevar más datos que pueden generar más ruido. El protocolo PCI también no dar prioridad a los datos, tanto más importantes datos pueden quedar atrapados en el cuello de botella. Utilizando el Puerto de gráficos acelerado (AGP) ranura para tarjetas de vídeo elimina una gran cantidad de tráfico, pero no es suficiente para compensar los procesadores más rápidos y dispositivos de E/S.
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Tarjeta NVIDIA SLI

Gráficos PCI Express y avanzados

Hemos establecido que PCIe puede eliminar la necesidad de una conexión AGP. 16 x ranura PCIe puede acomodar hasta ahora permiten más datos por segundo que las conexiones actuales de 8 x AGP. Además, una ranura PCIe 16 x puede suministrar 75 vatios de potencia a la tarjeta de video, en contraposición a la conexión de 25 vatios/42 vatios AGP 8 x. Pero PCIe tiene un potencial aún más impresionante en la tienda para el futuro de la tecnología de gráficos.
Con el hardware adecuado, una placa base con dos 16 x PCIe conexiones puede soportar dos adaptadores gráficos al mismo tiempo. Varios fabricantes están desarrollando y liberación de sistemas para aprovechar esta característica: NVIDIA Scalable Link Interface (SLI): certificado con un SLI Motherboard, Tarjeta madre, dos tarjetas gráficas SLI y un conector SLI, un usuario puede poner dos tarjetas de vídeo en el mismo sistema. Las tarjetas funcionan juntos dividiendo la pantalla en la mitad. Cada tarjeta controla la mitad de la pantalla, y el conector se asegura que todo se mantenga sincronizado.
ATI CrossFire: dos ATI Radeon ® tarjetas de vídeo, uno con un chip "motor de composición", enchufe en una motherboard compatible. La tecnología de ATI se centra en la calidad de imagen y no requiere idénticas tarjetas de vídeo, aunque sistemas de alto rendimiento deben tener tarjetas idénticas. Fuego cruzado se divide el trabajo de renderizado en uno de tres maneras:
  • dividiendo la pantalla en la mitad y asignando una mitad para cada tarjeta (llamado "tijereteo")
  • dividiendo la pantalla en azulejos (como un tablero de ajedrez) y tener una tarjeta de procesar los azulejos "blancos" y el otro render los azulejos "negros"
  • teniendo cada marcos alternativos tarjeta render
Matriz Video Alienware: dos tarjetas de vídeo estándar se combinan con un centro de fusión Video y software privativo. Este sistema utilizará especializados de refrigeración y sistemas de energía para manejar todo el calor extra y energía de las tarjetas de vídeo. Tecnología de Alienware eventualmente puede apoyar hasta cuatro tarjetas de vídeo.
Desde PCI, PCI-X y PCI Express son todos compatibles, los tres pueden coexistir indefinidamente. Hasta ahora, las tarjetas de vídeo han hecho la transición rápida al formato PCIe. Red y adaptadores de sonido, así como otros periféricos, han sido más lentas en desarrollo. Pero como PCIe es compatible con los sistemas operativos actuales y puede proporcionar velocidades más rápidas, es probable que eventualmente reemplazará PCI como un estándar de PC. Poco a poco, las tarjetas basadas en PCI serán obsoletas.
Para más información sobre PCI Express y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.
Dimensionar
Pequeñas tarjetas PCIe se ajusta a ranuras PCIe más grandes. El ordenador simplemente ignora las conexiones adicionales. Por ejemplo, un 4 x tarjeta puede conectar a una ranura de 16 x. A x 16 tarjeta, sin embargo, sería demasiado grande para un 4 x ranura.
Publicado con fines educativos
Cómo funciona – cómo se hace

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