Új foglalatokkal debütál a PCI Express

Mit is nyújt a PCI Express szabvány?

A harmadik generációs adatbusz technológia soros, pont-pont összeköttetést biztosít a különböző készülékek és chipek között. Az azonos NYÁK-lapon (Nyomtatott Áramköri Kapcsolás) található chipek között közvetlen huzalozás alkalmazható, a különböző készülékeket pedig kábel kapcsolhatja össze. A bővítőkártyák új foglalatba illeszkedve kapcsolódhatnak majd a rendszerhez.

A soros összeköttetés kevés kábelt/vezetéket igényel, ami elsősorban a költségek alacsonyan tartásának szempontjából, illetve a lehetséges problémák minimalizálása tekintetében lehet fontos, miközben a technológia igen nagy adatátviteli sebesség elérését teszi lehetővé.

A technológia rendkívül jól skálázható, így komoly módosításra várhatóan több évig nem lesz szükség. Az alacsony fogyasztás, illetve az energiatakarékossági funkciók támogatása elsősorban az eszközök által termelt hőt csökkenti, a bővítőkártyák működés közbeni csatlakoztatásának, illetve cseréjének lehetősége pedig elsősorban a szerverek esetében lehet fontos tényező.

A további képességek közül többek között a csomag-alapú, rétegekre bontott architektúra, a fizikai csatorna virtuális vonalakra bontásának lehetősége, a hibaellenőrzés, a PCI szintű hibakezelés és -jelentés, a helytakarékos, kisméretű bővítőcsatlakozók alkalmazása, valamint a PCI-jal való szoftverszintű kompatibilitás emelhető ki.

A pont-pont összeköttetések előnye a jelenleg (PCI) alkalmazott megosztott busz rendszerrel szemben, hogy minden egyes eszköz saját, dedikált csatornával rendelkezik, amelyet nem lassít a rendszer többi eleme.


A PCI Express felépítése

A PCI Express architektúra középpontjában egy központi egység (root complex) áll, amely várhatóan a chipkészlet Nortbridge chipjében lesz megtalálható. Ehhez a gyökér (központi) egységhez a switch-eken (kapcsoló) keresztül férhetnek hozzá a végponti eszközök, vagyis a különféle egyéb chipek, készülékek, és alrendszerek.

Az adatok továbbítását a PCI Express esetében simplex, vagyis egyirányú átvitelre alkalmas, soros adatvonalak oldják meg, amelyek vonalanként két vezetékből állnak, sebességük pedig egyenként 2,5 Gbit/s. Ez az érték az első generációs megoldások esetében az adatátviteli csatornák számának növelésével a többszörösére emelhető, a későbbiekben pedig a specifikációs módosításokkal az egyes csatornák sebessége is növekedni fog. Egyes szakértők szerint a csatornák sebessége már a 2004-es bevezetéskor az eredeti duplája, 5 Gbit/s lesz, később pedig a 10 Gbit/s-t is eléri majd. A minimum két érpár (egy bemeneti és egy kimeneti) alkalmazásával a rendszer "dual simplex" módú működésre is képes, vagyis az eszköz a bemeneti vonalakon gond nélkül fogadhatja az adatokat, miközben a kimeneti vonalakon maga is adatokat küld.

A PCI Express technológia hagyományos (4 rétegű NYÁK) huzalozás esetén legfeljebb 20 colos (50 cm) vezetékhosszt enged meg az összekapcsolt eszközök között, de minőségi alkatrészekkel ez a távolság jelentősen növelhető. A szinkronizálást akárcsak a Serial ATA, az InfiniBand, vagy a RapidIO új változatának esetében, itt is 8b/10b kódolással valósították meg a fejlesztők, amely annyit jelent, hogy a vezérlő minden 8 bit adatot 10 bites jellel továbbít. Ez 20 százalékos csökkenést okoz az adatátviteli sebességben, ugyanakkor lehetővé teszi, hogy a szinkronizációs információt a forrás az adatfolyamba építse, és így szükségtelenné váljon a külön szinkronjel.

Mint ahogy arról a Serial ATA esetében már szó volt, a soros adatátviteli módszer több jelentős előnnyel is rendelkezik a párhuzamos változatokhoz képest. A vezérlő a jóval kevesebb vezeték miatt egyszerűbb és olcsóbb lehet, miközben az adatátvitelért felelős vezetékek áthallása kisebb, a zajérzékenység pedig csökken. Soros adatátvitel esetén a vezetékek vékonyabbak, és jóval hosszabbak lehetnek, így a külső eszközök csatlakoztatása is könnyen megoldható.