PCI Express介绍PCI-E

什么是PCI Express

PCI-Express是当前主流的总线和接口标准，它原来的名称为“3GIO”，是由Intel提出的，很明显Intel的意思是它代表着下一代I/O接口标准。交由PCI-SIG（PCI特殊兴趣组织）认证发布后才改名为“PCI-Express”。这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP，最终实现总线标准的统一，也就是说以后的主板接口没有所谓的显卡专用接口AGP了，所有的接口都是PCI-e接口了，不管是网卡还是显卡。

PCI Express的优势

PCI Express 作为目前主流的总线接口，采用了目前业内流行的点对点串行连接，每个设备都具有自己专用的连接接口。这比起曾经的PCI及更早期的计算机采用的共享并行架构来说，PCI Express并不需要向整个总线系统请求带宽可以把总线利用率充分发挥，将数据传输率提高到一个很高的频率，这样可以将带宽提高到前所未有的程度。而且PCI-Express总线能够在一个单位周期内实现又向连接和传输，这样使数据的传输质量更高更具有效率。

PCI Express的的种类

PCI-E的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括X1、X4、X8以及X16，而X2模式将用于内部接口而非插槽模式。PCI-E X1能够提供250MB/s的传输速度，显卡用的PCI-E X16则达到了4GB/s，由于PCI-E总线可以在上下行同时传输数据，因此通常说PCI-E X16的带宽为8GB/s！

 

�格	位数	频率	带宽
PCI 2.3	32 位元	33/66 MHz	133/266 MB/s
PCI-X 1.0	64 位元	66/100/133 MHz	533/800/1066 MB/s
PCI-X 2.0（DDR）	64 位元	133 MHz	2.1 GB/s
PCI-X 2.0（QDR）	64 位元	133 MHz	4.2 GiB/s
AGP 2X	64 位元	66 MHz	532 MB/s
AGP 4X	64 位元	66 MHz	1.0 GB/s
AGP 8X	64 位元	66 MHz	2.1 GB/s
PCI-E 1.0 1X	8 位元	1.25 GHz	250 MB/s（双工）
PCI-E 1.0 2X	8 位元	1.25 GHz	500 MB/s（双工）
PCI-E 1.0 4X	8 位元	1.25 GHz	1.0 GB/s（双工）
PCI-E 1.0 8X	8 位元	1.25 GHz	2.0 GB/s（双工）
PCI-E 1.0 16X	8 位元	1.25 GHz	4.0 GB/s（双工）

 

根据上面各个接口带宽的数据我们可以看到PCI-e X1的接口可以提供单向250MB/s的带宽，普通的千兆网卡用PCI-e X1接口就可以满足了，但是万兆网卡的就至少要PCI-e X4才能刚刚满足带宽需求，因此可以解释市场上见到的万兆网卡基本上都是PCI-e X8接口的，比如Intel PRO 10GBE XF LR（10千米，采用长波模块（LR）因此传输距离可以达到10公里，及 Intel PRO 10GBE XF SR（300米）采用的是短波（SR）模块，传输距离是300米。

图解PCI Express

先上图看一下有哪些PCI-e接口

还是看图说话，从上往下看，黄色的接口，上面两个是PCI-E X1，接着是个PCI-E X16，在下来是PCI桥接的AGP接口，最后两个绿色的接口是传统的PCI接口。

 双PCE16X接口（上为SLI，下为CF），在打开SLI/CF模式时，接口的速度自动降为8X。但是在物理上这样的接口依旧是PCE16X，此时这样的接口应该称为PCI-E16X@8X。（此外，有一些SLI主板省略了SLI开关而直接把两个16X接口的速度做成8X，省去了切开关的麻烦。还有的就是NF4-4X主板，接口为16X但速度为4X。

PCI-E 2.0总线是可以向下兼容的，也就是说1.0接口的显卡可插在2.0插槽的主板上，但2.0接口的显卡无法在现有主板上使用。

PCI-E有向下兼容的特性。既16X的接口可以插1.4.8X接口的卡但是1X接口不能插4.8.16X接口的显卡。

 

 

 

参考资料：

1、http://dqw3721.blog.51cto.com/112726/325703

2、http://www.liusuping.com/it-tech/pci-e-pci-express-jieshao.html

 

 

 

  

图一 32Bit 5v pci 网卡   图二 最上边是兼容5v和3.3v，中间是5v                     电压的，最下边的是3.3v电压的

图三 传统的5v PCI 插槽

64bit比32bit要长一些，也分为5v，3.3v，和兼容两种电压的

图四

图五 64bit PCI插槽

PCI-X在外形上和64bit的PCI基本上是一样的，但是它们使用的是不同的标准，PCI-X的插槽可以兼容PCI的卡(通过针脚区分)，PCI-X也是共享总线的，插多个设备传输速率会下降。PCI-X一般只出现在服务器主板上，不过现在也逐步被PCI-E取代，很多厂商的服务器都已经不提供PCI-X的插槽了。

图六

图七

 

图八 从上到下依次是PCI-E 4X、PCI-E 16X、PCI-E 1X

图九 PCI-E 1X的网卡

图十 PCI-E 4X的双端口网卡

图十一 PCI-E 16X的显卡