PCI مقابل PCI Express: الفرق والمقارنة

يعد PCI (Peripheral Component Interconnect) معيارًا قديمًا لتوصيل بطاقات التوسعة باللوحة الأم للكمبيوتر، مما يوفر معدلات نقل أبطأ للبيانات وواجهة متوازية. PCI Express (PCIe) هو خليفته، ويتميز بواجهة تسلسلية ومعدلات نقل بيانات أسرع بشكل ملحوظ، مما يوفر أداءً محسنًا وقابلية للتوسعة لأنظمة الحوسبة الحديثة.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. PCI و PCI Express هما فتحتان لتوسيع الكمبيوتر تربط الأجهزة الطرفية باللوحة الأم للكمبيوتر.
2. PCI هي تقنية قديمة ولديها معدل نقل بيانات أبطأ من PCI Express ، وهو أسرع وأكثر كفاءة.
3. في حين أن العديد من أجهزة الكمبيوتر الأحدث تستخدم فقط فتحات PCI Express ، إلا أن بعض الأجهزة القديمة قد لا تزال تتطلب فتحات PCI ، ويمكن أن يكون التوافق بين النوعين مشكلة.

PCI مقابل PCI Express

PCI هو معيار أقدم تم تقديمه لأول مرة في عام 1992. وهو معيار ناقل موازي ، مما يعني أن البيانات تنتقل عبر أسلاك متعددة في وقت واحد. PCIe هو معيار أحدث تم تقديمه لأول مرة في عام 2003. وهو معيار ناقل تسلسلي ، مما يعني أن البيانات يتم نقلها عبر سلك واحد في كل مرة.

جدول المقارنة

الميزات	PCI	بي سي اي اكسبريس (PCIe)
قدم العام	1992	2003
نوع الواجهة	موازية	مسلسل
طبيعة الكابل	حافلة مشتركة	نقطة إلى نقطة
السرعة القصوى	133 ميغا بايت / ثانية	ما يصل إلى 16 جيجابايت/ثانية (PCIe 5.0)
حجم الفتحة	الأزياء الموحدة	يختلف بناءً على عدد الممرات (x1، x4، x8، x16)
التوافق	غير متوافق مع PCIe	برنامج متوافق مع PCI، ولكنه غير متوافق فعليًا
الوضع الراهن	عفا عليها الزمن إلى حد كبير	معيار يستخدم على نطاق واسع
تطبيقات نموذجية	الأجهزة ذات النطاق الترددي المنخفض مثل بطاقات الشبكة	الأجهزة ذات النطاق الترددي العالي مثل بطاقات الرسومات وبطاقات الشبكة وأجهزة التحكم في التخزين

ما هو PCI؟

PCI، أو Peripheral Component Interconnect، هو معيار ناقل كمبيوتر يسهل توصيل الأجهزة باللوحة الأم للكمبيوتر. تم تقديمه لأول مرة في عام 1992 وسرعان ما أصبح واجهة قياسية لتوصيل الأجهزة الطرفية المختلفة مثل بطاقات الشبكة وبطاقات الصوت وبطاقات الرسومات باللوحة الأم.

التفاصيل الفنية

بنية PCI: يعمل PCI كمعيار ناقل محلي، مما يسمح بتوصيل أجهزة متعددة باللوحة الأم في وقت واحد. وهو يستخدم بنية متوازية، مما يعني أن البيانات تنتقل عبر أسلاك متعددة في وقت واحد. كان لمعيار PCI الأصلي عرض ناقل يبلغ 32 بت، مما يسمح بحد أقصى لمعدل نقل البيانات يبلغ 133 ميجابايت/ثانية.

فتحات التوسعة: تعمل فتحات PCI الموجودة على اللوحة الأم كواجهات مادية لبطاقات التوسعة. تأتي هذه الفتحات بأحجام مختلفة، بما في ذلك فتحات PCI القياسية، وفتحات PCI-X الأقصر (للتطبيقات ذات الأداء العالي)، وفتحات PCI Express (للاتصال الحديث عالي السرعة).

التوافق: إحدى المزايا المهمة لـ PCI هي توافقها مع الإصدارات السابقة. وهذا يعني أنه يمكن استخدام أجهزة PCI الأحدث على فتحات PCI الأقدم، على الرغم من سرعة الفتحة الأقدم. ومع ذلك، فإن العكس ليس صحيحًا - فلا يمكن استخدام أجهزة PCI الأقدم على فتحات PCI الأحدث.

القيود: على الرغم من استخدامه على نطاق واسع لسنوات عديدة، فإن PCI لديه العديد من القيود. يمكن أن تؤدي هندستها المتوازية إلى مشكلات في سلامة الإشارة، مما يحد من سرعتها القصوى. بالإضافة إلى ذلك، مع تقدم التكنولوجيا، أدى الطلب على معدلات نقل بيانات أعلى واتصالات أكثر كفاءة إلى تطوير معايير أسرع مثل PCI Express.

ما هو PCI Express؟

PCI Express (PCIe) هو معيار ناقل توسعة كمبيوتر تسلسلي عالي السرعة تم طرحه في عام 2004. وهو بمثابة بديل لمعايير Parallel PCI (توصيل المكونات الطرفية) الأقدم ومعايير AGP (منفذ الرسومات المتسارع)، مما يوفر نطاقًا تردديًا أعلى بشكل ملحوظ وأداء محسنًا لتوصيل الأجهزة الطرفية المختلفة باللوحة الأم للكمبيوتر.

التفاصيل الفنية

العمارة التسلسلية: يستخدم PCI Express بنية تسلسلية، حيث ينقل البيانات بشكل تسلسلي عبر مسارات متعددة، يتكون كل منها من زوجين من الأسلاك (إشارات تفاضلية). يسمح هذا النهج التسلسلي بمعدلات نقل بيانات أعلى وتحسين سلامة الإشارة مقارنة بالبنية المتوازية المستخدمة في معايير الناقل الأقدم مثل PCI.

الممرات ومعدلات نقل البيانات: يستخدم PCIe بنية قابلة للتطوير مع مسارات متعددة، كل منها قادر على نقل البيانات بشكل مستقل. تتضمن تكوينات الممرات الشائعة PCIe x1 وx4 وx8 وx16، حيث تشير كل "x" إلى عدد الممرات. يؤثر عدد الممرات بشكل مباشر على معدل نقل البيانات، حيث يوفر PCIe x1 نطاقًا تردديًا أقل من PCIe x16. تتراوح معدلات نقل البيانات لـ PCIe 3.0 (إصدار شائع حتى وقت كتابة هذا التقرير) من 8 GT/s (عمليات نقل جيجا في الثانية) لـ PCIe x1 إلى 128 GT/s لـ PCIe x16.

التوافق والتوافق مع الإصدارات السابقة: تم تصميم PCI Express مع وضع التوافق مع الإصدارات السابقة في الاعتبار، مما يسمح باستخدام أجهزة PCIe الأحدث على فتحات PCIe الأقدم، وإن كان ذلك بنطاق ترددي منخفض. على سبيل المثال، يمكن لجهاز PCIe 3.0 أن يعمل في فتحة PCIe 2.0 أو PCIe 1.1، ولكن مع انخفاض الأداء بسبب انخفاض معدلات نقل البيانات للمعيار الأقدم.

الاختلافات الرئيسية بين PCI و PCI Express

• معمار:
  • PCI: يستخدم بنية متوازية، حيث ينقل البيانات عبر أسلاك متعددة في وقت واحد.
  • PCIe: يستخدم بنية تسلسلية، حيث ينقل البيانات بشكل تسلسلي عبر مسارات متعددة، يتكون كل منها من زوجين من الأسلاك.
• معدلات نقل البيانات:
  • PCI: يوفر معدلات نقل بيانات أبطأ مقارنةً بـ PCIe، تصل إلى 133 ميجابايت/ثانية لناقل 32 بت.
  • PCIe: يوفر معدلات نقل بيانات أعلى بكثير، مع إصدارات مثل PCIe 3.0 التي توفر سرعات تصل إلى 8 GT/s لكل ممر، قابلة للتطوير لاستيعاب متطلبات النطاق الترددي المختلفة.
• التدرجية:
  • PCI: قابلية توسع محدودة بسبب عرض الناقل الثابت ومعدلات البيانات الأبطأ.
  • PCIe: قابل للتطوير بشكل كبير، مما يسمح بإضافة المزيد من الممرات لزيادة عرض النطاق الترددي حسب الحاجة، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات الحوسبة عالية الأداء.
• التوافق:
  • PCI: متوافق مع الإصدارات السابقة، مما يتيح لأجهزة PCI الأحدث العمل في فتحات PCI القديمة، وإن كان ذلك بأداء منخفض.
  • PCIe: تم تصميمه مع وضع التوافق مع الإصدارات السابقة في الاعتبار، مما يسمح لأجهزة PCIe الأحدث بالعمل في فتحات PCIe الأقدم، ولكن مع انخفاض عرض النطاق الترددي.
• الكمون وإدارة الطاقة:
  • PCI: زمن استجابة أعلى وميزات محدودة لإدارة الطاقة مقارنةً بـ PCIe.
  • PCIe: زمن وصول أقل وإمكانات محسنة لإدارة الطاقة، مما يعزز الأداء العام للنظام وكفاءة الطاقة.
• سلامة الإشارة:
  • PCI: عرضة لمشاكل سلامة الإشارة بسبب بنيته المتوازية.
  • PCIe: يخفف من مشكلات سلامة الإشارة من خلال استخدام بنية تسلسلية، مما يؤدي إلى نقل بيانات أكثر موثوقية.

مراجع حسابات

1. https://scholar.google.com/scholar?as_vis=1&q=pci+slot&hl=en&as_sdt=1,5#d=gs_qabs&u=%23p%3DCdOBznbN4dUJ
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7111377

آخر تحديث: 02 مارس 2024