PCI vs PCI Express: Rozdíl a srovnání

PCI (Peripheral Component Interconnect) je starší standard pro připojení rozšiřujících karet k základní desce počítače, který nabízí pomalejší přenos dat a paralelní rozhraní. PCI Express (PCIe) je jeho nástupcem, který se vyznačuje sériovým rozhraním a výrazně rychlejšími přenosovými rychlostmi dat a poskytuje vylepšený výkon a škálovatelnost pro moderní výpočetní systémy.

Key Takeaways

1. PCI a PCI Express jsou dva počítačové rozšiřující sloty pro připojení periferních zařízení k základní desce počítače.
2. PCI je starší technologie a má nižší rychlost přenosu dat než PCI Express, která je rychlejší a efektivnější.
3. Zatímco mnoho novějších počítačů používá pouze sloty PCI Express, některá starší zařízení mohou sloty PCI stále vyžadovat a kompatibilita mezi těmito dvěma typy může být problémem.

PCI vs PCI Express

PCI je starší standard, který byl poprvé představen v roce 1992. Jedná se o standard pro paralelní sběrnici, což znamená, že data jsou přenášena po více drátech současně. PCIe je novější standard, který byl poprvé představen v roce 2003. Jedná se o standard sériové sběrnice, což znamená, že data jsou přenášena po jednom vodiči najednou.

Srovnávací tabulka

vlastnost	PCI	PCI Express (PCIe)
Rok zavedení	1992	2003
Typ rozhraní	Paralelní	Sériový
topologie	Sdílený autobus	Bod-k-bod
Maximální rychlost	133 MB/s	Až 16 GB/s (PCIe 5.0)
Velikost slotu	Jednotný	Liší se podle počtu jízdních pruhů (x1, x4, x8, x16)
Kompatibilita	Není kompatibilní s PCIe	Softwarově kompatibilní s PCI, ale fyzicky nekompatibilní
Současný stav	Z velké části zastaralé	Široce používaný standard
Typické aplikace	Zařízení s nízkou šířkou pásma, jako jsou síťové karty	Zařízení s velkou šířkou pásma, jako jsou grafické karty, síťové karty, řadiče úložiště

Co je PCI?

PCI neboli Peripheral Component Interconnect je standard počítačové sběrnice, který usnadňuje připojení hardwarových zařízení k základní desce počítače. Poprvé byl představen v roce 1992 a rychle se stal standardním rozhraním pro připojení různých periferií, jako jsou síťové karty, zvukové karty a grafické karty, k základní desce.

Technické detaily

Architektura PCI: PCI funguje jako standard místní sběrnice, který umožňuje připojení více zařízení k základní desce současně. Využívá paralelní architekturu, což znamená, že data jsou přenášena přes více drátů současně. Původní standard PCI měl šířku sběrnice 32 bitů, což umožňovalo maximální rychlost přenosu dat 133 MB/s.

Rozšiřující sloty: PCI sloty na základní desce slouží jako fyzická rozhraní pro rozšiřující karty. Tyto sloty se dodávají v různých velikostech, včetně standardních slotů PCI, kratších slotů PCI-X (pro aplikace s vyšším výkonem) a slotů PCI Express (pro moderní vysokorychlostní připojení).

Kompatibilita: Jednou z významných výhod PCI je jeho zpětná kompatibilita. To znamená, že novější PCI zařízení lze použít na starších PCI slotech, i když rychlostí staršího slotu. Opak však neplatí – starší PCI zařízení nelze použít na novějších PCI slotech.

Omezení: Navzdory širokému používání po mnoho let má PCI několik omezení. Jeho paralelní architektura může vést k problémům s integritou signálu, což omezuje jeho maximální rychlost. Navíc, jak technologie postupovala, poptávka po vyšších rychlostech přenosu dat a efektivnější komunikaci vedla k vývoji rychlejších standardů, jako je PCI Express.

Co je PCI Express?

PCI Express (PCIe) je vysokorychlostní sériový počítačový rozšiřující standard sběrnice představený v roce 2004. Slouží jako náhrada za starší standardy Parallel PCI (Peripheral Component Interconnect) a AGP (Accelerated Graphics Port), nabízí výrazně vyšší šířku pásma a lepší výkon. pro připojení různých periferních zařízení k základní desce počítače.

Technické detaily

Sériová architektura: PCI Express využívá sériovou architekturu, která přenáší data sériově přes více drah, z nichž každá se skládá ze dvou párů vodičů (diferenciální signalizace). Tento sériový přístup umožňuje vyšší rychlosti přenosu dat a zlepšenou integritu signálu ve srovnání s paralelní architekturou používanou ve starších sběrnicových standardech, jako je PCI.

Pruhy a rychlosti přenosu dat: PCIe využívá škálovatelnou architekturu s více pruhy, z nichž každý je schopen přenášet data nezávisle. Běžné konfigurace jízdních pruhů zahrnují PCIe x1, x4, x8 a x16, přičemž každé „x“ označuje počet jízdních pruhů. Počet pruhů přímo ovlivňuje rychlost přenosu dat, přičemž PCIe x1 poskytuje nižší šířku pásma než PCIe x16. Rychlosti přenosu dat pro PCIe 3.0 (běžná verze v době psaní článku) se pohybují od 8 GT/s (Giga-přenosy za sekundu) pro PCIe x1 do 128 GT/s pro PCIe x16.

Kompatibilita a zpětná kompatibilita: PCI Express je navržen s ohledem na zpětnou kompatibilitu, což umožňuje použití novějších zařízení PCIe na starších slotech PCIe, i když se sníženou šířkou pásma. Například zařízení PCIe 3.0 může fungovat ve slotu PCIe 2.0 nebo PCIe 1.1, ale se sníženým výkonem kvůli nižší rychlosti přenosu dat staršího standardu.

Hlavní rozdíly mezi PCI a PCI Express

• Architektura:
  • PCI: Používá paralelní architekturu, která přenáší data přes více drátů současně.
  • PCIe: Využívá sériovou architekturu, která přenáší data sériově přes více drah, z nichž každá se skládá ze dvou párů vodičů.
• Rychlosti přenosu dat:
  • PCI: Nabízí nižší rychlosti přenosu dat ve srovnání s PCIe, až 133 MB/s pro 32bitovou sběrnici.
  • PCIe: Poskytuje výrazně vyšší rychlosti přenosu dat, přičemž verze jako PCIe 3.0 nabízejí rychlosti až 8 GT/s na dráhu, škálovatelné tak, aby vyhovovaly různým požadavkům na šířku pásma.
• Škálovatelnost:
  • PCI: Omezená škálovatelnost díky pevné šířce sběrnice a nižší rychlosti přenosu dat.
  • PCIe: Vysoce škálovatelný, umožňující přidání více pruhů pro zvýšení šířky pásma podle potřeby, takže je vhodný pro vysoce výkonné počítačové aplikace.
• Kompatibilita:
  • PCI: Zpětně kompatibilní, což umožňuje novějším zařízením PCI fungovat ve starších slotech PCI, i když se sníženým výkonem.
  • PCIe: Navrženo s ohledem na zpětnou kompatibilitu, což umožňuje novějším zařízením PCIe pracovat ve starších slotech PCIe, ale se sníženou šířkou pásma.
• Latence a Power Management:
  • PCI: Vyšší latence a omezené funkce správy napájení ve srovnání s PCIe.
  • PCIe: Nižší latence a vylepšené možnosti správy napájení, což zvyšuje celkový výkon systému a energetickou účinnost.
• Integrita signálu:
  • PCI: Díky paralelní architektuře je náchylný k problémům s integritou signálu.
  • PCIe: Zmírňuje problémy s integritou signálu využitím sériové architektury, což vede ke spolehlivějšímu přenosu dat.

Reference

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

Poslední aktualizace: 02. března 2024