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主板上的高速铁路 PCI-E 3.0技术及发展一览
2011-07-29 14:50:04  出处:超能网  作者:bolvar 编辑:朝晖     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接
速度为王的系统总线

电影《功夫》里的终极BOSS火云邪神说过一句话:“天下武功,无坚不破,唯快不破”,功夫再高也怕被人一招秒杀。这说明无论是防守还是进攻,速度都是决定性因素,对速度有着极度渴求的还有电脑上的系统总线(System Bus)。

系统总线是“是用来连接微处理器与其他部件的一束信号线, 通过系统总线架起了微处理器与其他部件之间进行信息传递的通道。”它的历史悠久,三十年前个人电脑(PC)刚刚问世的时候就开始存在,但是相比PC部件中的CPU、显卡1-2年就要换一代的发展速度,系统总线的发展可谓龟速,自从IBM于1982主导制定了ISA(Industry Standard Architecture,工业标准体系)以来,只有ISA、92年发布的PCI和2001年发布的PCI Express(以下简称PCI-E)三种标准规范,基本上每隔10年才更换一次架构,目前的主流是PCI-E 2.0,我们能见到的主板上大都会有一个PCI-E 2.0插槽。

PCI-E总线在显卡上应用的如此成功,以至于一提到PCI-E,很多人第一个想到的就是显卡,实际上PCI-E更多地是作为系统总线存在的,不仅是显卡的数据要通过它,就连我们使用最多的USB、SATA等其他接口的数据最终都是通过PCI-E总线才与送到CPU中处理的

正因为此,主板上PCI-E通道数量的多寡往往成为衡量主板性能等级的重要指标,别看有些主板提供了三条或者四条显卡插槽,但是由于芯片组(或处理器)提供的PCI-E通道不足,实际使用中会有很大局限。

主板上的高速铁路 PCI-E 3.0技术及发展一览
Intel的Z68还有P67只吝啬地提供了16+8条PCI-E通道

目前PCI-E的主流标准是2.0,下一代PCI-E 3.0标准也公布了很久了,只是相关的硬件还没有准备好,只有CPU、主板和显卡同时支持之后我们才能享受到PCI-E 3.0带来的快感,不过这并不影响我们先预览一下PCI-E 3.0以及它带来的变化,而且最近也有主板厂商抢先推出了多款PCI-E 3.0主板,到底是若有其事还是徒有虚表,看完本文你就可以知道。

主板上的高速铁路 PCI-E 3.0技术及发展一览
PCI-E 3.0标准是去年公布的,预计今明两年PCI-E 3.0就会开始发力

Tips:由于本文要设计许多速度换算,这里简单交代2个问题,有助于理解文中涉及的数据计算。

1、单位换算:“位(bit)”和“字节(byte)”的关系大家都知道了,理论上1byte=8bit,1GB=8Gb,1GBps=8Gbps,还有一个单位是Transfer/s(缩写T/s),这是一个速率单位,在AMD的HT和Intel的QPI介绍中很常见,1T/s与1bps/s可以看作是等价的,即1B=8b=8T/s。

需要注意的是,在一些新的技术标准中,为了防止数据在高速传输中出错而加入了校验码,比如PCI-E 2.0、USB 3.0和SATA 3.0中采用的是8/10编码,每10位编码中只有8位是真实数据,这时单位换算就不再是1:8而是1:10了,USB 3.0的5Gbps速度实际上是500MB/s而非625MB/s,SATA 6Gbps的速度则是600MB/s而非750MB/s。

2、带宽计算:PCI-E的带宽计算与显存带宽(B/s)=运行频率(MHz)*数据倍率*显存位宽(bit)÷8相类似,只是前者公式略微复杂一些,串行PCI-E带宽(B/s)=PCIE时钟频率*每周期数据位(bit)*总线通道数*编码方式÷8,以最常见的PCI-E 2.0 x16插槽为例,其时钟频率为5GHz(通过基准频率和PLL锁相环得到),每周期可传输2bit数据,16条通道,8/10编码,其传输总带宽=5000*2*16*8÷10÷8=16GB/s。

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