板卡上的高速路 显卡帝小议PCI-E发展史

不破不立 PCI Express总线应运而生

不破不立 PCI Express总线应运而生

    今天我们要来谈一谈PCI-EXPRESS总线，首先我们需要明确的是总线的概念，总线是什么？简单的说：它是一条用来连接微处理器和其它部件的信号线，通过总线从而形成了微处理器和其他部件之间的信息传递通道。最先问世的总线是由IBM于1982年制定的ISA(工业标准体系)总线，随后在1992年又诞生了PCI总线，2001年正式诞生了PCI Express（以下简称PCI-E），其中PCI-E已经刚刚推出了PCI-E 3.0的全新版本。我们下面要详细讨论的就是这PCI-E总线的发展史。

显卡帝回顾PCI Express总线发展史 

    PCI-E的诞生是因为PCI可怜的133MB/S带宽难以再承受千兆网络、繁多的视频应用等需求而应运而生的。于是，在2001年的英特尔春季IDF大会上，英特尔正式公布旨在取代PCI总线的第三代I/O技术，该规范由Intel 支持的AWG(Arapahoe Working Group)负责制定，并称之为第三代I/O总线技术(3rd Generation I/O，也就是3GIO)，也就是后来“造福后代”的PCI Express总线规范。

PCI Express总线凭什么敢上位？

PCI Express总线凭什么敢上位？

    此刻，我们不免要问：当时的PCI-E总线凭什么革了PCI总线的命？且听我娓娓道来：PCI Express总线是一种完全不同于PCI总线的一种全新总线规范，与PCI总线共享并行架构相比，PCI Express总线是一种点对点串行连接的设备连接方式，点对点意味着每一个PCI Express设备都拥有自己独立的数据连接，各个设备之间并发的数据传输互不影响，而对于过去PCI那种共享总线方式，PCI总线上只能有一个设备进行通信，一旦PCI总线上挂接的设备增多，每个设备的实际传输速率就会下降，性能得不到保证。现在，PCI Express以点对点的方式处理通信，每个设备在要求传输数据的时候各自建立自己的传输通道，对于其他设备这个通道是封闭的，这样的操作保证了通道的专有性，避免其他设备的干扰。

基于PCI总线的显卡，现在看上去很古老了

    那AGP（Accelerated Graphics Port，图形加速接口）总线了？AGP主要用于连接显卡，它其实是在PCI标准基础上针对3D应用扩展而来，同样属于PCI体系。

火爆的Voodoo 5就停留在了AGP时代

    在传输速率方面，PCI Express总线利用串行的连接特点将能轻松将数据传输速度提到一个很高的频率，达到远超出PCI总线的传输速率。通过下面的列表各位可以很清晰的看到PCI-E的速度优势。

PCI-E各模式列表

PCI-E插槽的四种形式

3GIO即PCI-E总线

    从上面的架构图可以看到，PCI Express只是南桥的扩展总线，它与操作系统无关，所以也保证了它与原有PCI的兼容性，PCI-E和PCI这两种接口是共存的，这也体现了PCI-E的通用性的优势：不仅可以让它用于南桥和其他设备的连接，也可以延伸到芯片组间的连接，甚至也可以用于连接图形芯片，这样，整个I/O系统将重新统一起来，将更进一步简化计算机系统，增加计算机的可移植性和模块化。所以，PCI-E总线已经为PC未来的革新之路打好了坚固的路基。

看看哪些是PCI-E给我们带来的福利

看看哪些是PCI-E给我们带来的福利

    拥有了这么高速率的PCI-E总线，它到底给我们带来了哪些“福利”了？这才是我们所最为关注的问题，因为科技要以人为本。其实PCI-E给我们带来的“福利”，有些都是大家早就体验过了的，也是被JS所利用的一些技术。下面一起来看看：

    ●共享内存技术往往是当年JS忽悠小白谎称“大显存”的经典“技术”

NVIDIA的共享内存技术：TurboCache 

ATI的共享内存技术Hyper Memory

    ●多卡互联或交火技术

Scalable Link Interface(可升级连接接口)

CrossFireX交火技术

    ●高清视频应用

HDTV高分辨率视频的播放和编辑应用 

    ●HPC(高性能计算机)应用

高性能计算机领域 

PCI-E 3.0降临 普及之路尚需时日

PCI-E 3.0降临 普及之路尚需时日

    PCI-E到目前为止进行了2次重大革新，PCI-E 2.0相比1.0的区别如下：

　　带宽翻倍：将单通道PCI-E X1的带宽提高到了500MB/s，也就是双向1GB/s；
　　通道翻倍：显卡接口标准升级到PCI-E X32，带宽可达32GB/s；
　　插槽翻倍：芯片组/主板默认应该拥有两条PCI-E X32插槽；
　　功率翻倍：目前PCI-E插槽所能提供的电力最高为75W，2.0版本可能会提高至200W以上，目前还不确定。

    而关于三代PCI-E总线规格的带宽变化列表如下：

三代PCI-E标准的带宽变化

    PCI-E 3.0相比2.0来说主要在速度上进行了提升，毕竟PCI-E 2.0版已经相当完善了，而且PCI-E 2.0所提供的带宽还未达到瓶颈。这样来看的话，PCI-E 3.0的降临似乎来的有点过早了一些。最近， Intel的Light Peak高速传输技术最终正式定名为“雷电”（ThunderBolt），该技术也提供了对PCI Express总线传输技术的支持。

雷电技术

雷电技术包含对PCI Express和DisplayPort两种数据传输协议的支持

    PCI-E相比PCI，名字相差不大，但技术变化却是“大跃进”式的进步。而PCI-E 2.0的变化可以用“翻倍提升+串行独享带宽”来形容，就目前的应用来看，2.0版本的PCI-E还未达到瓶颈状态。PCI-E 3.0总线规格主要讲带宽提升到了32GB/S的空前高度，可以说3.0版本的PCI-E 目前来看暂无敌手，普及尚需时日，但此时此刻，PCI-E 4.0总线标准也已经提上了日程。