写在前面
随着计算机内部信息交换的日益提高,哪怕是目前性能最高的个人电脑也面临着相当严峻的挑战。尽管电脑体系中的每一个子系统都可以独当一面,但其内部的互连总线,却还是沿用90年代的技术。这就好比,在一个国家内,一个个城市都在不断地发展扩张,而连接每个城市的道路建设却停滞不前。正因为内部连接总线存在着带宽瓶颈,所以最终影响到整个体系的性能发挥。
就拿目前的Intel E7205芯片组来说吧,支持533MHz Pentium 4以及双通道DDR,可以达到4.2GB/s的总线带宽;AGP 8X的支持,带宽为2.1GB/s;同时,ICH4南桥芯片支持Ultra ATA/100、USB 2.0等,如果再加上主板厂商外接的网络控制芯片以及Serial ATA芯片,那整个系统对总线带宽的需求就会相当苛刻。但非常可惜的是,目前市场上除了屈指可数的几款主板芯片组(比如NVIDIA的nForce/2)外,大多数的产品在内部互连总线还是沿用非常古老的PCI总线架构。
PCI(Peripheral Component Interconnect)接口是由Intel于1991年所推出的一种新的总线标准。当时,由于计算机上的图形处理以及多媒体应用日渐普及,Windows逐步占据主流PC领域,以及得到提高的外设速度,使得PC机本身对于内部总线的带宽提出了更高的要求。当时所存在的总线技术,如我们熟悉的ISA、EISA以及VESA总线因为自身无法满足当时不断膨胀的需求,所以被时代的浪潮所冲刷得一干二净。而PCI总线则就不同,它的出现就是专为解决当时PC体系带宽性能上的瓶颈而制订的,拥有更为明确的发展方向以及针对性,从而以一个强者的姿态进入PC产业,并最终铸就了它的辉煌。
PCI是一种先进的局部总线,它是在CPU以及系统总线之间所插入的一级总线。由桥接电路来对其控制管理,实现双向的信号传输。PCI总线工作在33MHz和66MHz两种时钟频率上,通常都是33MHz上,总线位宽为32-bit,这样就达到了133MB/s的数据传输率,这在当时磁盘传输大约10MB/s、图形子系统传输率70MB/s左右,外设速度普遍不高的90年代,PCI所提供的带宽无可争议地获得了成功。
随着计算机技术和应用的迅猛发展,在进入Pentium III时代后,我们就已经隐隐察觉到PCI总线在实际的应用上已经相当疲惫了。PCI总线经历了8、9年的风雨,已经难以抵挡住电脑的飞速发展了。其133MHz的带宽就已经成为了整个系统最大的瓶颈所在。我们知道,在几年前,我们所使用的显卡都是PCI界面的,但由于带宽的不足,使Intel不得不另起炉灶地推出AGP接口标准。时至今日,AGP已经不知不觉地发展到8X。在下一代标准还未发布之前,各大芯片组厂商只能各显神通,推出一些应急的对策。这其中包括了Intel的AHA、VIA的V-Link 以及SiS的Mutli-Threaded I/O Link技术,不过它们所仍为PCI总线体系,所以只是一时之计,无法解决今后数年的发展需要。就在这个形势下,PCI Express诞生了。
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