PCI против PCI Express: разница и сравнение

PCI (Peripheral Component Interconnect) — это более старый стандарт подключения карт расширения к материнской плате компьютера, предлагающий более медленную скорость передачи данных и параллельный интерфейс. PCI Express (PCIe) является его преемником и отличается последовательным интерфейсом и значительно более высокой скоростью передачи данных, обеспечивая улучшенную производительность и масштабируемость для современных вычислительных систем.

Основные выводы

1. PCI и PCI Express — это два компьютерных слота расширения, соединяющие периферийные устройства с материнской платой компьютера.
2. PCI является более старой технологией и имеет более низкую скорость передачи данных, чем PCI Express, который быстрее и эффективнее.
3. Хотя многие новые компьютеры используют только слоты PCI Express, для некоторых старых устройств могут по-прежнему требоваться слоты PCI, и совместимость между двумя типами может быть проблемой.

PCI против PCI Express

PCI — это более старый стандарт, впервые представленный в 1992 году. Это стандарт параллельной шины, означающий, что данные передаются по нескольким проводам одновременно. PCIe — это более новый стандарт, впервые представленный в 2003 году. Это стандарт последовательной шины, означающий, что данные передаются по одному проводу за раз.

Сравнительная таблица

Особенность	PCI	PCI-Экспресс (PCIe)
Год введения	1992	2003
Тип интерфейса	Параллельные	Последовательный
Топология	Общий автобус	Точка-точка
Максимальная Скорость	133 Мб / с	До 16 ГБ/с (PCIe 5.0)
Размер слота	Униформа	Зависит от количества полос движения (x1, x4, x8, x16)
Совместимость	Не совместим с PCIe	Программно совместим с PCI, но физически несовместим.
Нынешнее состояние	Во многом устаревший	Широко используемый стандарт
Типичные области применения	Устройства с низкой пропускной способностью, такие как сетевые карты	Устройства с высокой пропускной способностью, такие как видеокарты, сетевые карты, контроллеры хранения данных.

Что такое PCI?

PCI, или Peripheral Component Interconnect, — это стандарт компьютерной шины, который облегчает подключение аппаратных устройств к материнской плате компьютера. Впервые он был представлен в 1992 году и быстро стал стандартным интерфейсом для подключения к материнской плате различных периферийных устройств, таких как сетевые карты, звуковые карты и видеокарты.

технические детали

Архитектура PCI: PCI работает как стандарт локальной шины, позволяя одновременно подключать к материнской плате несколько устройств. Он использует параллельную архитектуру, что означает, что данные передаются по нескольким проводам одновременно. Исходный стандарт PCI имел ширину шины 32 бита, что обеспечивало максимальную скорость передачи данных 133 МБ/с.

Слоты расширения: Слоты PCI на материнской плате служат физическими интерфейсами для карт расширения. Эти слоты бывают разных размеров, включая стандартные слоты PCI, более короткие слоты PCI-X (для высокопроизводительных приложений) и слоты PCI Express (для современных высокоскоростных подключений).

Совместимость: Одним из существенных преимуществ PCI является его обратная совместимость. Это означает, что новые устройства PCI можно использовать в старых слотах PCI, хотя и со скоростью старого слота. Однако обратное неверно — старые устройства PCI нельзя использовать в новых слотах PCI.

Ограничения: Несмотря на широкое распространение в течение многих лет, PCI имеет ряд ограничений. Его параллельная архитектура может привести к проблемам с целостностью сигнала, ограничивая максимальную скорость. Кроме того, по мере развития технологий потребность в более высоких скоростях передачи данных и более эффективной связи привела к разработке более быстрых стандартов, таких как PCI Express.

Что такое PCI Express?

PCI Express (PCIe) — это стандарт высокоскоростной последовательной компьютерной шины расширения, представленный в 2004 году. Он служит заменой более старым стандартам Parallel PCI (межсоединение периферийных компонентов) и AGP (ускоренный графический порт), предлагая значительно более высокую пропускную способность и улучшенную производительность. для подключения различных периферийных устройств к материнской плате компьютера.

технические детали

Серийная архитектура: PCI Express использует последовательную архитектуру, передавая данные последовательно по нескольким линиям, каждая из которых состоит из двух пар проводов (дифференциальная передача сигналов). Этот последовательный подход обеспечивает более высокую скорость передачи данных и улучшенную целостность сигнала по сравнению с параллельной архитектурой, используемой в старых стандартах шины, таких как PCI.

Линии и скорость передачи данных: PCIe использует масштабируемую архитектуру с несколькими линиями, каждая из которых способна передавать данные независимо. Общие конфигурации линий включают PCIe x1, x4, x8 и x16, где каждый «x» обозначает количество линий. Количество линий напрямую влияет на скорость передачи данных: PCIe x1 обеспечивает меньшую пропускную способность, чем PCIe x16. Скорость передачи данных для PCIe 3.0 (распространенная версия на момент написания статьи) варьируется от 8 ГТ/с (гигапередач в секунду) для PCIe x1 до 128 ГТ/с для PCIe x16.

Совместимость и обратная совместимость: PCI Express разработан с учетом обратной совместимости, что позволяет использовать новые устройства PCIe в старых слотах PCIe, хотя и с уменьшенной пропускной способностью. Например, устройство PCIe 3.0 может работать в слоте PCIe 2.0 или PCIe 1.1, но с пониженной производительностью из-за более низкой скорости передачи данных старого стандарта.

Основные различия между PCI и PCI Express

• Архитектура:
  • PCI: использует параллельную архитектуру, передавая данные по нескольким проводам одновременно.
  • PCIe: использует последовательную архитектуру, передавая данные последовательно по нескольким линиям, каждая из которых состоит из двух пар проводов.
• Передача данных:
  • PCI: обеспечивает более низкую скорость передачи данных по сравнению с PCIe, до 133 МБ/с для 32-битной шины.
  • PCIe: обеспечивает значительно более высокую скорость передачи данных. Такие версии, как PCIe 3.0, предлагают скорость до 8 ГТ/с на полосу, масштабируемую для удовлетворения различных требований к пропускной способности.
• Масштабируемость:
  • PCI: ограниченная масштабируемость из-за фиксированной ширины шины и более низкой скорости передачи данных.
  • PCIe: высокая масштабируемость, позволяющая добавлять больше линий для увеличения пропускной способности по мере необходимости, что делает его подходящим для высокопроизводительных вычислительных приложений.
• Совместимость:
  • PCI: обратная совместимость, позволяющая новым устройствам PCI работать в старых слотах PCI, хотя и с пониженной производительностью.
  • PCIe: разработан с учетом обратной совместимости, что позволяет новым устройствам PCIe работать в старых слотах PCIe, но с уменьшенной пропускной способностью.
• Задержка и управление питанием:
  • PCI: более высокая задержка и ограниченные возможности управления питанием по сравнению с PCIe.
  • PCIe: снижение задержки и улучшенные возможности управления питанием, повышение общей производительности системы и энергоэффективности.
• Целостность сигнала:
  • PCI: склонен к проблемам с целостностью сигнала из-за параллельной архитектуры.
  • PCIe: устраняет проблемы с целостностью сигнала за счет использования последовательной архитектуры, что обеспечивает более надежную передачу данных.

Рекомендации

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