以太网的基础标准是IEEE 802.3,其传输速率为10Mbps,其后推出的IEEE 802.3u则被称之为快速以太网标准,其传输速率为100Mbps,而现在开始全面普及的IEEE 802.3ab标准则是千兆以太网,传输速率达到了1000Mbps。当然一般来说现在的网卡产品都有向后兼容性,也就是100Mbps的网卡
前言
前言——基本知识
以太网的基础标准是IEEE 802.3,其传输速率为10Mbps,其后推出的IEEE 802.3u则被称之为快速以太网标准,其传输速率为100Mbps,而现在开始全面普及的IEEE 802.3ab标准则是千兆以太网,传输速率达到了1000Mbps。当然一般来说现在的网卡产品都有向后兼容性,也就是100Mbps的网卡能够兼容10Mbps的网络,而1000Mbps的网卡则能够向后兼容10Mbps和100Mbps的网络。
现在的PC主板基本上都集成了网卡,这些集成网卡包括了10/100Mbps和10/100/1000Mbps两种规格。而从目前的发展趋势来看,千兆网卡大有全面普及之势,大部分新推出的主板均以千兆网卡为标准配备。我们知道普通PC上PCI总线的最大带宽为133MB/s,但是千兆网卡的最大数据传输率可以达到250MB/s(全双工1000Mbps,也就是发送125MB/s,接收125MB/s),所以要想完全发挥出千兆网卡的性能,传统的PCI总线并不能胜任,目前有几种方案可以解决这个问题(这里只说哦普通的PC平台,不包括PCI-X总线平台)。
这里首先要说明一下什么是MAC。网络控制芯片一般由两部分组成:MAC和PHY,其中MAC属于数据链路层的设备,相当于网卡的大脑,起到网络地址识别、数据流量控制、处理传输错误以及控制PHY工作的作用。而PHY则是物理层的设备,主要负责收发数据的工作。主板板载的网卡通常有两大类,一类是完整的网络控制芯片,包含了MAC和PHY两个部分,而另一类则只是PHY芯片,通过与主板芯片组集成的MAC相配合来完成网卡的工作。
所以第一种解决PCI总线带宽不够的问题的方案就是芯片组厂商将MAC集成到芯片组内,主板厂商只需要在主板上采用千兆网络的PHY芯片就可以了。这样网卡就可以直接和芯片组通讯而不必经过PCI总线了。目前主流芯片组产品中集成了千兆网络MAC的主要是nForce3/4芯片组,当然还包括SiS965南桥等产品,不过不那么常见罢了。
第二种解决方法是Intel在865/875芯片组上采用的,让板载的网络控制芯片通过一个专用的CSA(Communication Streaming Architecture)通道与MCH直接相连,CSA的带宽达到了266MB/s,完全可以满足千兆网络的需求。不过这种方式需要网络控制芯片的支持,基本上只有特定型号的Intel的网络控制芯片能支持这一功能。
最后一种方法则可能会成为未来的主流,那就是通过PCI Express x1与芯片组连接。我们知道PCI Express x1的传输速率达到了250MB/s(双向500MB/s),甚至可以支持两块千兆网卡同时工作,这自然是最为理想和通用的解决方案了。
当然如果你只能连接到100MBps或者更低速率的网络的话,PCI总线的网卡也还是足够使用的。但是即使是这样,采用上述三种方案让网卡绕过PCI总线对系统性能可能还是有帮助的——因为PCI总线属于共享总线,如果你使用了较多的PCI设备(比如电视卡、PCI接口的RAID卡以及绝大部分主板板载的RAID控制芯片),PCI的带宽也很可能会捉襟见肘。
下面我们就来看一些现在比较新的主板上常用的板载网卡芯片。
PCI板载网卡
PCI板载网卡
左图是来自Broadcom的BCM5788千兆网络控制芯片,右图则是Marvell的88E8001千兆网络控制芯片。其中后者比较常见,在很多现在的主板上都可以发现它的身影。
作为相对廉价的产品,Realtek RTL8110几乎成了目前集成千兆网卡的中低端主板的标准配备。虽然性能并不出众,但是却为千兆网络的普及做了不少贡献。
来自VIA的VT6105是一款10/100Mbps网络控制芯片,PCI总线已足够满足其带宽需求。而Realtek出品的RTL8100C 10/100Mbps网络控制芯片基本结构和众多独立网卡上常见的RTL8139C基本一致,不过这款RTL8100C是专用于主板板载网卡的。
PCI Express及CSA板载网卡
PCI Express及CSA板载网卡
PCI Express板载网卡
Marvell的88E8053千兆网络控制芯片是目前应用较多的PCI Express网络控制芯片,在ASUS多款产品中均有采用。
左图的BCM5751和右图的BCM5789均是来自Broadcom的基于PCI Express的千兆网络控制芯片,和Marvell一样,Broadcom也是千兆网络控制器的生产大厂,产品的性能表现都是很不错的。
CSA板载网卡
上图是Intel 82547EI千兆网络控制芯片,通过CSA与芯片组的MCH直接相连,另外还有一款Intel 82547GI型号的芯片也同样是支持CSA架构的。在各种板载网络控制芯片中,Intel的这款相对是性能比较突出的——传输速率高、CPU占用率比较低。
PHY芯片及无线网卡
PHY芯片及无线网卡
PHY芯片
这款Realtek的RTL8201CL是10/100Mbps网络的PHY芯片,它基本上和上面提到的8100C或者独立网上常见的8139C的PHY部分是一样的。而实际性能表现如何很大程度上也和芯片组所集成的MAC的表现有很大的关系。
Vitesse的产品在主板上并不多见,这款支持千兆网络的PHY芯片基本上都被用在nForce3/4主板上。相对来说是一款比较高端的PHY芯片。
无线网卡
板载无线网卡的主板并不是很多,真正在主板上集成无线网卡的主要就是ASUS的旗舰级主板(其他厂商多用附加卡的方式实现)。主要由两部分构成。
第一部分就是上图的Marvell 88W8310无线网络控制器,它完全兼容IEEE 802.11b/g标准。通过与下面的88W8000G的配合,能实现传输速率达到54Mbps的802.11g无线网络功能。
Marvell 88W8000G RF Transceiver被一个金属盖盖住了,这主要是起到电磁屏蔽的作用,上面是将金属揭开以后的样子。它是负责接收和发送无线网络信号的芯片,还包含了功率放大(Power Amplifier)等相关功能。能实现对802.11b/g的RF信号的接收和发送。
本文出处:电脑数码加油站
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