PCI vs. PCI Express: Unterschied und Vergleich

PCI (Peripheral Component Interconnect) ist ein älterer Standard zum Anschließen von Erweiterungskarten an die Hauptplatine eines Computers und bietet langsamere Datenübertragungsraten und eine parallele Schnittstelle. PCI Express (PCIe) ist sein Nachfolger und verfügt über eine serielle Schnittstelle und deutlich schnellere Datenübertragungsraten, was eine verbesserte Leistung und Skalierbarkeit für moderne Computersysteme bietet.

Key Take Away

1. PCI und PCI Express sind zwei Computer-Erweiterungssteckplätze, die Peripheriegeräte mit der Hauptplatine eines Computers verbinden.
2. PCI ist eine ältere Technologie und hat eine langsamere Datenübertragungsrate als PCI Express, das schneller und effizienter ist.
3. Während viele neuere Computer nur PCI Express-Steckplätze verwenden, benötigen einige ältere Geräte möglicherweise immer noch PCI-Steckplätze, und die Kompatibilität zwischen den beiden Typen kann ein Problem darstellen.

PCI vs. PCI-Express

PCI ist ein älterer Standard, der erstmals 1992 eingeführt wurde. Es handelt sich um einen parallelen Busstandard, was bedeutet, dass Daten über mehrere Leitungen gleichzeitig übertragen werden. PCIe ist ein neuerer Standard, der erstmals 2003 eingeführt wurde. Es handelt sich um einen seriellen Busstandard, was bedeutet, dass Daten jeweils über ein einzelnes Kabel übertragen werden.

Vergleichstabelle

Merkmal	PCI	PCI-Express (PCIe)
Jahr eingeführt	1992	2003
Art der Schnittstelle	Parallel	Seriell
Topologie	Gemeinsamer Bus	Punkt zu Punkt
Höchstgeschwindigkeit	133 MB / s	Bis zu 16 GB/s (PCIe 5.0)
Steckplatzgröße	Uniform	Variiert je nach Anzahl der Spuren (x1, x4, x8, x16)
Kompatibilität	Nicht kompatibel mit PCIe	Softwarekompatibel mit PCI, aber physikalisch inkompatibel
Aktueller Status	Weitgehend veraltet	Weit verbreiteter Standard
Typische Anwendungen	Geräte mit geringer Bandbreite wie Netzwerkkarten	Geräte mit hoher Bandbreite wie Grafikkarten, Netzwerkkarten, Speichercontroller

Was ist PCI?

PCI (Peripheral Component Interconnect) ist ein Computerbusstandard, der den Anschluss von Hardwaregeräten an die Hauptplatine eines Computers erleichtert. Es wurde erstmals 1992 eingeführt und entwickelte sich schnell zu einer Standardschnittstelle für den Anschluss verschiedener Peripheriegeräte wie Netzwerkkarten, Soundkarten und Grafikkarten an das Motherboard.

Technische Daten

PCI-Architektur: PCI fungiert als lokaler Busstandard und ermöglicht den gleichzeitigen Anschluss mehrerer Geräte an das Motherboard. Es verwendet eine parallele Architektur, was bedeutet, dass Daten gleichzeitig über mehrere Leitungen übertragen werden. Der ursprüngliche PCI-Standard hatte eine Busbreite von 32 Bit, was eine maximale Datenübertragungsrate von 133 MB/s ermöglichte.

Erweiterungssteckplätze: PCI-Steckplätze auf dem Motherboard dienen als physische Schnittstellen für Erweiterungskarten. Diese Steckplätze sind in verschiedenen Größen erhältlich, darunter Standard-PCI-Steckplätze, kürzere PCI-X-Steckplätze (für Anwendungen mit höherer Leistung) und PCI-Express-Steckplätze (für moderne Hochgeschwindigkeitsverbindungen).

Kompatibilität: Einer der wesentlichen Vorteile von PCI ist seine Abwärtskompatibilität. Dies bedeutet, dass neuere PCI-Geräte auf älteren PCI-Steckplätzen verwendet werden können, allerdings mit der Geschwindigkeit des älteren Steckplatzes. Das Umgekehrte gilt jedoch nicht – ältere PCI-Geräte können nicht auf neueren PCI-Steckplätzen verwendet werden.

Einschränkungen: Trotz seiner weit verbreiteten Verwendung seit vielen Jahren weist PCI mehrere Einschränkungen auf. Seine parallele Architektur kann zu Problemen mit der Signalintegrität führen und die maximale Geschwindigkeit begrenzen. Darüber hinaus führte der Bedarf an höheren Datenübertragungsraten und effizienterer Kommunikation mit fortschreitender Technologie zur Entwicklung schnellerer Standards wie PCI Express.

Was ist PCI-Express?

PCI Express (PCIe) ist ein 2004 eingeführter Hochgeschwindigkeitsstandard für serielle Computererweiterungsbusse. Er dient als Ersatz für die älteren Standards Parallel PCI (Peripheral Component Interconnect) und AGP (Accelerated Graphics Port) und bietet eine deutlich höhere Bandbreite und verbesserte Leistung zum Anschließen verschiedener Peripheriegeräte an die Hauptplatine eines Computers.

Technische Daten

Serielle Architektur: PCI Express verwendet eine serielle Architektur und überträgt Daten seriell über mehrere Spuren, die jeweils aus zwei Leitungspaaren bestehen (differentielle Signalisierung). Dieser serielle Ansatz ermöglicht höhere Datenübertragungsraten und eine verbesserte Signalintegrität im Vergleich zur parallelen Architektur, die in älteren Busstandards wie PCI verwendet wird.

Lanes und Datenübertragungsraten: PCIe nutzt eine skalierbare Architektur mit mehreren Lanes, von denen jede in der Lage ist, Daten unabhängig zu übertragen. Zu den gängigen Lane-Konfigurationen gehören PCIe x1, x4, x8 und x16, wobei jedes „x“ die Anzahl der Lanes angibt. Die Anzahl der Lanes wirkt sich direkt auf die Datenübertragungsrate aus, wobei PCIe x1 eine geringere Bandbreite bietet als PCIe x16. Die Datenübertragungsraten für PCIe 3.0 (eine zum Zeitpunkt des Schreibens gängige Version) reichen von 8 GT/s (Giga-Transfers pro Sekunde) für PCIe x1 bis 128 GT/s für PCIe x16.

Kompatibilität und Abwärtskompatibilität: PCI Express wurde unter Berücksichtigung der Abwärtskompatibilität entwickelt und ermöglicht die Verwendung neuer PCIe-Geräte in älteren PCIe-Steckplätzen, allerdings mit reduzierter Bandbreite. Beispielsweise kann ein PCIe 3.0-Gerät in einem PCIe 2.0- oder PCIe 1.1-Steckplatz betrieben werden, allerdings mit geringerer Leistung aufgrund der geringeren Datenübertragungsraten des älteren Standards.

Hauptunterschiede zwischen PCI und PCI Express

• Architektur:
  • PCI: Verwendet eine parallele Architektur und überträgt Daten gleichzeitig über mehrere Leitungen.
  • PCIe: Nutzt eine serielle Architektur und überträgt Daten seriell über mehrere Spuren, die jeweils aus zwei Kabelpaaren bestehen.
• Datenübertragungsraten:
  • PCI: Bietet langsamere Datenübertragungsraten im Vergleich zu PCIe, bis zu 133 MB/s für einen 32-Bit-Bus.
  • PCIe: Bietet deutlich höhere Datenübertragungsraten, wobei Versionen wie PCIe 3.0 Geschwindigkeiten von bis zu 8 GT/s pro Lane bieten und skalierbar sind, um verschiedenen Bandbreitenanforderungen gerecht zu werden.
• Skalierbarkeit:
  • PCI: Begrenzte Skalierbarkeit aufgrund der festen Busbreite und langsameren Datenraten.
  • PCIe: Hoch skalierbar, ermöglicht das Hinzufügen weiterer Lanes, um die Bandbreite nach Bedarf zu erhöhen, wodurch es für Hochleistungs-Computing-Anwendungen geeignet ist.
• Kompatibilität:
  • PCI: Abwärtskompatibel, sodass neuere PCI-Geräte in älteren PCI-Steckplätzen funktionieren können, wenn auch mit reduzierter Leistung.
  • PCIe: Entwickelt im Hinblick auf Abwärtskompatibilität, sodass neuere PCIe-Geräte in älteren PCIe-Steckplätzen betrieben werden können, jedoch mit geringerer Bandbreite.
• Latenz- und Energieverwaltung:
  • PCI: Höhere Latenz und eingeschränkte Energieverwaltungsfunktionen im Vergleich zu PCIe.
  • PCIe: Geringere Latenz und verbesserte Energieverwaltungsfunktionen, wodurch die Gesamtsystemleistung und die Energieeffizienz verbessert werden.
• Signalintegrität:
  • PCI: Aufgrund seiner parallelen Architektur anfällig für Probleme mit der Signalintegrität.
  • PCIe: Mildert Probleme mit der Signalintegrität durch den Einsatz einer seriellen Architektur, was zu einer zuverlässigeren Datenübertragung führt.

Bibliographie

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Letzte Aktualisierung: 02. März 2024