PCI-E 2.0是什么
PCI-E 2.0全称PCI-Express2.0,是新的总线和接口标准,它原来的名称为“3GIO”,是由英特尔提出的,很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。
目前最新的版本为PCI-E 3.0,也有还未退市的PCI-E(即1.0版)。2.0比1.0带宽提高一倍,而3.0比2.0版带宽又提升一倍,为5GHz x4。
PCI Express 2.0规范的主要在数据传输速度上做出了重大升级,即从以前的2.5Gbps总线频率翻倍至5.0Gbps,这也就是说以前PCIExpress 2.0 x16接口能够翻番达到惊人的16GB/s总线带宽(1GB/s=8Gbps)。
PCI Express 2.0的重要升级部分:
1、重点是PCI Express总线频率提升:每条串行线路的数据传输率从2.5Gbps翻番至5Gbps,带宽也随之翻倍。
2、可更好地支持未来高端显卡,即使功耗达到225W或者300W也只需PCI Express单独供电即可。
3、新增“输入输出虚拟化”(IOV)技术,可以让多台虚拟机共享网卡等PCI设备。
4、PCI-E线缆子规范可让PCI设备通过标准化铜缆线接入计算机,而且每条线路的速度都能达到2.5Gbps,适用于为高端服务器加入多块网卡作为输入输出扩展模块等场合。
5、最后是代号“Geneseo”的长期规划。该技术与Intel、IBM等业界巨头合作开发,可让图形处理单元、加密处理单元等协处理器更好地与中央处理器机密相连。
6、对动态链路速度和链路宽度管理、以及活动状态电源管理(ASPM)进行相关改进。
技术原理
PCI Express 2.0的基础技术沿袭了上一代1.0版本的技术,即都采用高速串行总线技术,依靠高频率来获得高性能,因此PCIExpress也一度被人们称为“串行PCI”。由于串行传输抗干扰能力很强,容易达到较高的频率,再加上差分信号技术的辅助,PCIExpress更容易达到较高的传输频率,其中PCI Express 1.0总线频率为2.5GHz,2.0版进一步提升到了5GHz。
PCI Express采用全双工运作模式,基本的PCIExpress拥有4根传输线路,其中2线用于数据发送,2线用于数据接收,发送数据和接收数据可以同步进行,相比之下,并行体系的PCI总线在一个时钟周期内只能做单向数据传输,效率只有PCIExpress的1/2,加之PCIExpress采用8b/10b编码的内嵌时钟技术,时钟信息被直接写入数据流中,这比PCI总线更能有效地节省传输通道,提高传输效率。另外,PCIExpress没有沿用传统地共享式结构,它采用点对点工作模式(Peer toPeer,也被简称为P2P),每个PCI设备都有自己的专用传输线路,这样就无需向整条总线申请带宽,可避免多个设备争抢带宽的问题,而在共享结构的PCI系统中却经常会发生多个设备争抢带宽的情况。
由于传输频率提高了一倍,PCI Express2.0也就拥有了翻倍的效能,如一条X16图形插槽可提供高达16GB/s的传输性能,可以很好地满足高阶图形卡、协处理器加速卡等数据密集设备地需要。而除速度方面的提升以外,PCIExpress 2.0也带来了一些新的技术特性,例如PCI Express2.0新增动态连接功能,系统可以根据需要动态、连续地调整总线的速度,达到降低功耗的目的,这一功能对于节电至上的移动设备来说尤其有用。而如果传输负载增加,软件可以及时调整PCIExpress 2.0的配置,使其工作在较高的频率上,以保证系统性能不会遭受影响。其次,PCI Express2.0规范具有访问控制功能,在点对点的数据传输中,软件可以对互连的包路由进行控制,防止黑客通过欺骗或数据重新路由的手段来窃取数据。
PCI Express 2.0保持对现行1.0/1.1规范的兼容,旧的PCI Express扩展卡依然可以在PCI Express2.0规范的系统中正常运行。同样,PCI Express 2.0扩展设备也可以工作在1.0的体统中,只不过此时设备必须工作在1.0兼容模式下。
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