PCI vs PCI Express: differenza e confronto

PCI (Peripheral Component Interconnect) è uno standard più vecchio per il collegamento di schede di espansione alla scheda madre di un computer, che offre velocità di trasferimento dati più lente e un'interfaccia parallela. PCI Express (PCIe) è il suo successore, caratterizzato da un'interfaccia seriale e velocità di trasferimento dati significativamente più elevate, fornendo prestazioni e scalabilità migliorate per i moderni sistemi informatici.

Punti chiave

1. PCI e PCI Express sono due slot di espansione del computer che collegano i dispositivi periferici alla scheda madre di un computer.
2. PCI è una tecnologia più vecchia e ha una velocità di trasferimento dati più lenta rispetto a PCI Express, che è più veloce ed efficiente.
3. Mentre molti computer più recenti utilizzano solo slot PCI Express, alcuni dispositivi meno recenti potrebbero ancora richiedere slot PCI e la compatibilità tra i due tipi può essere un problema.

PCI contro PCI Express

PCI è uno standard precedente che è stato introdotto per la prima volta nel 1992. È uno standard di bus parallelo, il che significa che i dati vengono trasmessi su più fili contemporaneamente. PCIe è uno standard più recente introdotto per la prima volta nel 2003. È uno standard di bus seriale, il che significa che i dati vengono trasmessi su un singolo cavo alla volta.

Tavola di comparazione

caratteristica	PCI	PCI Express (PCIe)
Anno di introduzione	1992	2003
Tipo di interfaccia	Parallel	Seriale
Topologia	Autobus condiviso	Point-to-Point
Velocità massima	133 MB / s	Fino a 16 GB/s (PCIe 5.0)
Dimensione della fessura	Uniforme	Varia in base al numero di corsie (x1, x4, x8, x16)
Compatibilità	Non compatibile con PCIe	Software compatibile con PCI, ma fisicamente incompatibile
Stato attuale	In gran parte obsoleto	Norma ampiamente utilizzata
Applicazioni tipiche	Dispositivi con larghezza di banda ridotta come le schede di rete	Dispositivi a larghezza di banda elevata come schede grafiche, schede di rete, controller di archiviazione

Cos'è il PCI?

PCI, o Peripheral Component Interconnect, è uno standard di bus del computer che facilita la connessione di dispositivi hardware alla scheda madre di un computer. È stata introdotta per la prima volta nel 1992 ed è diventata rapidamente un'interfaccia standard per il collegamento di varie periferiche come schede di rete, schede audio e schede grafiche alla scheda madre.

Dettagli tecnici

Architettura PCI: PCI funziona come standard di bus locale, consentendo a più dispositivi di essere collegati contemporaneamente alla scheda madre. Utilizza un'architettura parallela, il che significa che i dati vengono trasmessi su più cavi contemporaneamente. Lo standard PCI originale aveva una larghezza del bus di 32 bit, consentendo una velocità di trasferimento dati massima di 133 MB/s.

Slot di espansione: Gli slot PCI sulla scheda madre fungono da interfacce fisiche per le schede di espansione. Questi slot sono disponibili in diverse dimensioni, inclusi slot PCI standard, slot PCI-X più corti (per applicazioni con prestazioni più elevate) e slot PCI Express (per la moderna connettività ad alta velocità).

Compatibilità: Uno dei vantaggi significativi del PCI è la sua compatibilità con le versioni precedenti. Ciò significa che i dispositivi PCI più recenti possono essere utilizzati sugli slot PCI più vecchi, anche se alla velocità dello slot più vecchio. Tuttavia non è vero il contrario: i dispositivi PCI più vecchi non possono essere utilizzati sugli slot PCI più recenti.

limitazioni: Nonostante il suo utilizzo diffuso da molti anni, il PCI presenta diverse limitazioni. La sua architettura parallela può portare a problemi di integrità del segnale, limitandone la velocità massima. Inoltre, con il progresso della tecnologia, la richiesta di velocità di trasferimento dati più elevate e di comunicazioni più efficienti ha portato allo sviluppo di standard più veloci come PCI Express.

Cos'è PCI Express?

PCI Express (PCIe) è uno standard di bus di espansione per computer seriali ad alta velocità introdotto nel 2004. Serve a sostituire i vecchi standard Parallel PCI (Peripheral Component Interconnect) e AGP (Accelerated Graphics Port), offrendo una larghezza di banda significativamente più elevata e prestazioni migliorate per collegare vari dispositivi periferici alla scheda madre del computer.

Dettagli tecnici

Architettura seriale: PCI Express utilizza un'architettura seriale, trasmettendo i dati in serie su più corsie, ciascuna composta da due coppie di fili (segnalazione differenziale). Questo approccio seriale consente velocità di trasferimento dati più elevate e una migliore integrità del segnale rispetto all'architettura parallela utilizzata nei vecchi standard di bus come PCI.

Corsie e velocità di trasferimento dati: PCIe utilizza un'architettura scalabile con più corsie, ciascuna in grado di trasmettere dati in modo indipendente. Le configurazioni di corsia comuni includono PCIe x1, x4, x8 e x16, dove ciascuna "x" indica il numero di corsie. Il numero di corsie influisce direttamente sulla velocità di trasferimento dei dati, con PCIe x1 che fornisce una larghezza di banda inferiore rispetto a PCIe x16. Le velocità di trasferimento dati per PCIe 3.0 (una versione comune al momento della stesura di questo articolo) vanno da 8 GT/s (giga trasferimenti al secondo) per PCIe x1 a 128 GT/s per PCIe x16.

Compatibilità e compatibilità con le versioni precedenti: PCI Express è progettato pensando alla compatibilità con le versioni precedenti, consentendo l'utilizzo dei dispositivi PCIe più recenti su slot PCIe meno recenti, anche se con larghezza di banda ridotta. Ad esempio, un dispositivo PCIe 3.0 può funzionare in uno slot PCIe 2.0 o PCIe 1.1, ma con prestazioni ridotte a causa della velocità di trasferimento dati inferiore dello standard precedente.

Principali differenze tra PCI e PCI Express

• Architettura:
  • PCI: utilizza un'architettura parallela, trasmettendo dati su più cavi contemporaneamente.
  • PCIe: utilizza un'architettura seriale, trasmettendo i dati in serie su più corsie, ciascuna composta da due coppie di cavi.
• Velocità di trasferimento dati:
  • PCI: offre velocità di trasferimento dati più lente rispetto a PCIe, fino a 133 MB/s per un bus a 32 bit.
  • PCIe: fornisce velocità di trasferimento dati significativamente più elevate, con versioni come PCIe 3.0 che offrono velocità fino a 8 GT/s per corsia, scalabili per soddisfare vari requisiti di larghezza di banda.
• Scalabilità:
  • PCI: scalabilità limitata a causa della larghezza del bus fissa e della velocità dei dati più lenta.
  • PCIe: altamente scalabile, consente l'aggiunta di più corsie per aumentare la larghezza di banda secondo necessità, rendendolo adatto per applicazioni informatiche ad alte prestazioni.
• Compatibilità:
  • PCI: compatibile con le versioni precedenti, consente ai dispositivi PCI più recenti di funzionare negli slot PCI più vecchi, anche se con prestazioni ridotte.
  • PCIe: progettato pensando alla compatibilità con le versioni precedenti, consentendo ai dispositivi PCIe più recenti di funzionare negli slot PCIe più vecchi, ma con una larghezza di banda ridotta.
• Latenza e gestione energetica:
  • PCI: latenza più elevata e funzionalità di gestione energetica limitate rispetto a PCIe.
  • PCIe: minore latenza e funzionalità di gestione energetica migliorate, che migliorano le prestazioni complessive del sistema e l'efficienza energetica.
• Integrità del segnale:
  • PCI: soggetto a problemi di integrità del segnale a causa della sua architettura parallela.
  • PCIe: mitiga i problemi di integrità del segnale utilizzando un'architettura seriale, con conseguente trasmissione dei dati più affidabile.

Bibliografia

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2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7111377