▷ Pci Express

현재 사용 가능한 가장 일반적인 확장 슬롯 유형은 PCI Express 입니다. 이 기사에서는 이러한 유형의 연결에 대해 알아야 할 모든 것, 시작, 작동 방식, 버전, 슬롯 등을 배웁니다.

1981 년에 출시 된 첫 번째 PC 이후 팀에는 확장 카드가있어 추가 카드를 설치하여 팀의 마더 보드에서 사용할 수없는 기능을 추가 할 수 있습니다. PCI Express 포트에 대해 이야기하기 전에 PC 확장 슬롯 의 역사와 주요 과제에 대해 약간 이야기해야하므로 PCI Express 포트의 차이점을 이해할 수 있습니다.

목차 색인

확장 슬롯의 종류

다음은 PC 전체에서 출시 된 가장 일반적인 유형의 확장 슬롯입니다.

• ISA (Standard Industrial Architecture) MCA (Microchannel Architecture) EISA (Extended Industrial Standard Architecture) VLB (VESA 로컬 버스) PCI (Peripheral Component Interconnect) PCI-X (Extended Peripheral Component Interconnect) AGP (Accelerated Graphics Port) PCI Express (Express 주변 구성 요소 상호 연결)

일반적으로 사용 가능한 슬롯 유형이 특정 응용 프로그램에 비해 너무 느린 것으로 표시되면 새로운 유형의 확장 슬롯이 해제됩니다. 예를 들어, 원래 IBM PC 및 IBM XT PC에서 사용 가능한 원래 ISA 슬롯 및 해당 복제본의 이론상 최대 전송 속도 (예: 대역폭)는 4.77MB / s에 불과했습니다.

1984 년 IBM PC AT와 함께 출시 된 16 비트 ISA 버전은 가용 대역폭을 8MB / s로 거의 두 배로 늘 렸지만이 수치는 비디오와 같은 고 대역폭 응용 프로그램의 경우에도 매우 낮았습니다..

나중에 IBM은 PS / 2 컴퓨터 라인 용 MCA 슬롯 을 출시했으며, 저작권으로 보호되어 있기 때문에 다른 제조업체는 IBM과 라이센스 계약을 체결 한 경우에만 5 개의 회사 (Tandy) 만 사용할 수있었습니다., 살구, Dell, Olivetti 및 연구 기계).

따라서 MCA 슬롯은 이러한 브랜드의 일부 PC 모델로 제한되었습니다. 9 개의 PC 제조업체가 함께 EISA 슬롯 을 만들었지 만 두 가지 이유로 성공하지 못했습니다.

첫째, 원래 ISA 슬롯과의 호환성을 유지했기 때문에 클럭 속도 는 16 비트 ISA 슬롯과 동일했습니다.

둘째, 동맹에는 마더 보드 제조업체가 포함되지 않았으므로 MCA 슬롯과 마찬가지로이 슬롯에 액세스 할 수있는 회사는 거의 없었습니다.

최초의 실제 고속 슬롯은 VLB 였습니다. 슬롯을 로컬 CPU 버스, 즉 외부 CPU 버스에 연결하여 최고 속도를 달성했습니다.

이런 방식으로 슬롯은 CPU의 외부 버스와 동일한 속도로 실행되었으며 PC에서 가장 빠른 버스입니다.

당시 대부분의 CPU는 외부 클럭 속도 33MHz 를 사용했지만 외부 클럭 속도가 25MHz 및 40MHz 인 CPU도 사용할 수있었습니다.

이 버스의 문제점은이 클래스가 클래스 486 프로세서의 로컬 버스 용으로 특별히 설계되었다는 것입니다. 펜티엄 프로세서가 출시되었을 때 사양이 다른 로컬 버스를 사용했기 때문에 호환되지 않았습니다 (외부 클록 주파수 66 MHz). 33MHz 대신 32 비트 대신 64 비트 데이터 전송).

1992 년 인텔 이 업계를 이끌고 최고의 확장 슬롯 인 PCI 를 만들면서 업계 최초의 솔루션이 등장했습니다.

나중에 다른 회사들이 동맹에 합류했으며 오늘날 PCI-SIG (PCI Special Interest Group)로 알려져 있습니다. PCI-SIG는 PCI, PCI-X 및 PCI Express 슬롯을 표준화합니다.

PCI Express 포트란 무엇입니까

PCI-E 또는 PCIe의 줄임말 인 PCI Express 는 최신 PCI 버스의 최신 버전이며 확장 카드를 컴퓨터에 추가 할 수 있습니다.

병렬이며 PCI와 달리 로컬 직렬 포트이며, 2004 년 915P 칩셋에서 처음 도입 한 인텔이 개발했습니다.

다양한 버전에서 PCI Express 버스를 찾을 수 있습니다. 버전 1, 2, 4, 8, 12, 16 및 32 레인이 있습니다.

예를 들어, 8 레인 (x8) PCI Express 시스템의 전송 속도는 2GB / s (250 x8)입니다. PCI Express는 버전 1.1에서 250MB / s ~ 8GB / s의 데이터 속도를 허용합니다. 버전 3.0은 레인 당 1GB / s (실제로 985MB)를 허용하고 2.0은 500MB / s 만 허용합니다.

PCI Express 포트는 무엇입니까?

이 새로운 버스는 확장 카드를 마더 보드 에 연결하는 데 사용되며 PCI 및 AGP를 포함하여 PC의 모든 내부 확장 버스를 대체하기위한 것입니다 (AGP는 완전히 사라졌지 만 클래식 PCI는 여전히 저항합니다).

PCI, PCI-X 및 PCI Express

BTW에서 일부 사용자는 PCI, PCI-X 및 PCI Express ("PCIe")를 구별하기가 어렵습니다. 이러한 이름은 비슷하지만 완전히 다른 기술을 나타냅니다.

PCI 는 브리지 칩 (마더 보드 칩셋의 일부인 브리지)을 통해 시스템에 연결되는 플랫폼 독립적 인 버스입니다. 새로운 CPU가 출시 될 때마다 버스를 재 설계하는 대신 브리지 칩을 재 설계하여 동일한 PCI 버스를 계속 사용할 수 있습니다. 이는 PCI 버스 가 생성되기 전의 표준이었습니다.

이론적으로는 다른 구성이 가능하지만 PCI 버스의 가장 일반적인 구현은 32 비트 데이터 경로를 가진 33MHz 클럭으로 133MB / s의 대역폭을 허용하는 것입니다.

PCI-X 포트는 더 높은 클럭 주파수에서 작동하고 서버 마더 보드에 대해 더 넓은 데이터 경로를 사용하여 메모리 카드와 같이 더 빠른 속도를 요구하는 장치에 대해 더 큰 대역폭을 달성하는 PCI 버스 버전입니다. 고급 네트워크 및 RAID 컨트롤러.

PCI 버스가 하이 엔드 비디오 카드에 비해 너무 느린 것으로 판명되었을 때 AGP 슬롯 이 개발되었습니다. 이 슬롯은 비디오 카드 전용으로 사용되었습니다.

마지막으로 PCI-SIG는 PCI Express 라는 연결을 개발했습니다. 이름에도 불구하고 PCI Express 포트는 PCI 버스와 근본적으로 다르게 작동합니다.

다른 PCI Express 버스

• 250Mb / s의 성능을 가진 PCI Express 1x는 현재 모든 마더 보드에서 하나 또는 두 개의 사본으로 제공됩니다.500Mb / s의 성능을 가진 PCI Express 2x는 덜 확장되어 서버용으로 예약되어 있습니다.1000Mb의 성능을 가진 PCI Express 4x 속도는 4000Mb / s 인 PCI Express 16x는 매우 널리 보급되어 있으며 모든 최신 그래픽 카드에 있으며 그래픽 카드의 표준 형식입니다. 8000 Mb / s는 PCI Express 16x와 동일한 형식이며 SLI 또는 Crossfire 버스에 전원을 공급하기 위해 종종 고급 마더 보드에서 사용됩니다. 이러한 마더 보드에 대한 언급은 종종 "32"로 언급됩니다. 따라서 2 x 8 레인으로 연결된 기존 SLI 또는 1 × 16 + 1 × 4 레인으로 연결된 기본 Crossfire와 달리 2 개의 16 레인 유선 PCI Express 포트가 가능합니다. 이 마더 보드에는 32x 버스 전용 전용 사우스 브리지가 추가로 제공됩니다.

PCI-SIG는 개정판 3.0에 비해 레인 당 두 배의 대역폭을 제공하는 개정판 4.0 의 PCI Express를 발표했습니다.

이 검토에는 레인 마진, 시스템 대기 시간 감소, 우수한 RAS 기능, 서비스 장치에 대한 확장 레이블 및 크레딧, 추가 레인 및 대역폭에 대한 확장 성, 플랫폼 통합 및 향상된 I / O 가상화가 포함됩니다.

PCI와 PCI Express의 차이점

• PCI는 버스이고 PCI Express는 직렬 지점 간 연결입니다. 즉, 두 장치 만 연결합니다. 다른 장치는이 연결을 공유 할 수 없습니다. 표준 PCI 슬롯을 사용하는 마더 보드에서 모든 PCI 장치가 PCI 버스에 연결되어 동일한 데이터 경로를 공유하므로 병목 현상이 발생할 수 있습니다 (예: 장치가 동시에 데이터를 전송하려고합니다). PCI Express 슬롯이있는 마더 보드 에서 각 PCI Express 슬롯은이 레인 (데이터 경로)을 다른 PCI Express 슬롯과 공유하지 않고 전용 레인을 사용하여 마더 보드의 칩셋에 연결됩니다. 또한 네트워크 드라이버, SATA 및 USB와 같은 마더 보드에 내장 된 장치는 일반적으로 전용 PCI Express 연결을 사용하여 마더 보드 칩셋에 연결됩니다.PCI 및 기타 모든 유형의 확장 슬롯은 병렬 통신을 사용합니다. PCI Express는 고속 직렬 통신에 의존하는 반면, PCI Express 포트는 개별 레인에 의존하며, 더 높은 대역폭 연결을 위해 함께 그룹화 할 수 있습니다. PCI Express 연결에 대한 설명 다음에 나오는“x”는 연결에 사용되는 레인 수를 나타냅니다.

다음은 PC에 존재했던 확장 슬롯 의 주요 사양을 비교 한 표입니다.

그루브	시계	비트 수	클럭 사이클 당 데이터	밴드 폭
ISA	4.77 MHz	8	1	4.77MB / 초
ISA	8 MHz	16	0.5	8MB / 초
MCA	5 MHz	16	1	10MB / 초
MCA	5 MHz	32	1	20MB / 초
EISA	8.33 MHz	32	1	33.3MB / s (일반적으로 16.7MB / s)
VLB	33 MHz	32	1	133MB / 초
PCI	33 MHz	32	1	133MB / 초
PCI-X 66	66 MHz	64	1	533MB / 초
PCI-X 133	133 MHz	64	1	1, 066MB / 초
PCI-X 266	133 MHz	64	2	2, 132MB / 초
PCI-X 533	133 MHz	64	4	4, 266MB / 초
AGP x1	66 MHz	32	1	266MB / 초
AGP x2	66 MHz	32	2	533MB / 초
AGP x4	66 MHz	32	4	1, 066MB / 초
AGP x8	66 MHz	32	8	2, 133MB / 초
PCIe 1.0 x1	2.5GHz	1	1	250MB / 초
PCIe 1.0 x4	2.5GHz	4	1	1, 000MB / 초
PCIe 1.0 x8	2.5GHz	8	1	2, 000MB / 초
PCIe 1.0 x16	2.5GHz	16	1	4, 000MB / 초
PCIe 2.0 x1	5GHz	1	1	500MB / 초
PCIe 2.0 x4	5GHz	4	1	2, 000MB / 초
PCIe 2.0 x8	5GHz	8	1	4, 000MB / 초
PCIe 2.0 x16	5GHz	16	1	8, 000MB / 초
PCIe 3.0 x1	8GHz	1	1	1, 000MB / 초
PCIe 3.0 x4	8GHz	4	1	4, 000MB / 초
PCIe 3.0 x8	8GHz	8	1	8, 000MB / 초
PCIe 3.0 x16	8GHz	16	1	16, 000MB / 초

PCI Express 포트에서 데이터 전송

PCI Express 연결은 주변 장치가 컴퓨터와 통신하는 방식이 크게 향상되었습니다.

여러 가지면에서 PCI 버스와 다르지만 가장 중요한 것은 데이터가 전송되는 방식입니다.

PCI Express 연결은 병렬 통신에서 직렬 통신으로 데이터 전송을 마이그레이션하는 추세의 또 다른 예입니다. 직렬 통신을 사용하는 다른 일반적인 인터페이스는 USB, 이더넷 (네트워크) 및 SATA 및 SAS (스토리지)입니다.

PCI Express 이전에는 모든 PC 버스와 확장 슬롯이 병렬 통신을 사용했습니다. 병렬 통신에서, 여러 비트가 동시에 데이터 경로에서 병렬로 전송됩니다.

직렬 통신 에서는 클럭주기 당 데이터 경로에서 하나의 비트 만 전송됩니다. 처음에는 직렬 통신보다 병렬 통신이 더 빠릅니다. 한 번에 전송되는 비트 수가 많을수록 통신 속도가 빠릅니다.

그러나 병렬 통신은 전송이 더 높은 클럭 속도에 도달하지 못하게하는 일부 문제가 있습니다. 클럭이 높을수록 전자기 간섭 (EMI) 및 전파 지연 문제가 커집니다.

케이블을 통해 전류가 흐르면 주위에 전자기장이 생성됩니다. 이 필드는 인접한 케이블에 전류를 유도하여 전송 된 정보를 손상시킬 수 있습니다.

앞에서 설명한 것처럼 각 병렬 통신 비트는 별도의 케이블로 전송되지만 32 개의 케이블을 마더 보드에서 정확히 같은 길이로 만드는 것은 거의 불가능합니다. 더 높은 클럭 속도에서 더 짧은 케이블을 통해 전송 된 데이터는 더 긴 케이블을 통해 전송 된 데이터보다 빨리 도착합니다.

즉, 병렬 통신의 비트가 늦게 도착할 수 있습니다. 결과적으로, 수신 장치는 완전한 데이터를 처리하기 위해 모든 비트가 도착하기를 기다려야하며, 이는 상당한 성능 손실을 나타낸다. 이 문제는 전파 지연 으로 알려져 있으며 클럭 주파수가 증가함에 따라 악화됩니다.

직렬 통신 을 사용하는 버스 프로젝트는 데이터를 전송하는 데 더 적은 케이블이 필요하기 때문에 병렬 통신을 사용하는 버스보다 구현하기가 더 쉽습니다.

일반적인 직렬 통신에서는 일반적으로 취소 또는 차동 전송이라는 전자기 간섭 기술을 사용하여 데이터를 전송하기 위해 2 개, 수신하기 위해 2 개가 필요합니다. 취소의 경우 동일한 신호가 두 개의 케이블로 전송되는 반면 두 번째 케이블은 원래 신호와 비교하여 "반사"신호 (역 극성)를 전송합니다.

직렬 통신 은 전자기 간섭에 대한 내성을 높이는 것 외에도 전파 지연을 겪지 않습니다. 이러한 방식으로 병렬 통신보다 더 높은 클럭 주파수를 쉽게 달성 할 수 있습니다.

병렬 통신과 직렬 통신의 또 다른 중요한 차이점은 병렬 통신은 구현에 필요한 많은 수의 케이블로 인해 일반적으로 반이중 (동일한 케이블이 데이터를 송수신하는 데 사용됨)이라는 것입니다.

각 방향으로 2 개의 케이블 만 있으면되므로 직렬 통신은 전이중입니다 (데이터를 전송하는 별도의 케이블 세트와 데이터를 수신하는 다른 케이블 세트가 있음). 반이중 통신을 사용하면 두 장치가 동시에 서로 대화 할 수 없습니다. 하나 또는 다른 하나가 데이터를 전송 중입니다. 전이중 통신을 사용하면 두 장치가 동시에 데이터를 전송할 수 있습니다.

엔지니어가 PCI Express 포트 와의 병렬 통신 대신 직렬 통신을 채택한 주된 이유가 여기에 있습니다.

직렬 통신이 느려 집니까?

그것은 당신이 비교하는 것에 달려 있습니다. 클럭 사이클 당 32 비트를 전송하는 병렬 33MHz 통신을 비교하면 한 번에 하나의 비트 만 전송하는 33MHz 직렬 통신보다 32 배 빠릅니다.

그러나 동일한 병렬 통신을 훨씬 더 높은 클럭 주파수에서 실행되는 직렬 통신과 비교하면 실제로 직렬 통신 이 훨씬 빨라질 수 있습니다.

원래 PCI 버스의 대역폭 (133MB / s (33MHz x 32 비트))과 PCI Express 연결 (250MB / s, 2, 5GHz x 1 비트).

직렬 통신이 항상 병렬 통신보다 느리다 는 개념은 "직렬 포트"및 "병렬 포트"라는 포트가있는 구형 컴퓨터에서 비롯됩니다.

당시 병렬 포트는 직렬 포트보다 훨씬 빠릅니다. 이러한 포트가 구현 된 방식 때문입니다. 이것은 직렬 통신이 항상 병렬 통신보다 느리다는 것을 의미하지는 않습니다.

슬롯 및 그래픽 카드

PCI Express 사양에서는 슬롯에 연결된 레인 수에 따라 슬롯의 물리적 크기가 다를 수 있습니다.

이것은 마더 보드에 필요한 공간의 크기를 줄입니다. 예를 들어, x1 연결 슬롯이 필요한 경우 마더 보드 제조업체는 더 작은 슬롯을 사용하여 마더 보드의 공간을 절약 할 수 있습니다.

많은 마더 보드 에는 x8 슬롯이 x8, x4 또는 x1 레일에 연결되어 있습니다. 그루브가 크면 물리적 크기가 실제로 속도와 일치하는지 알아야합니다. 또한 레인을 공유 할 때 일부 시스템의 속도가 느려질 수 있습니다.

가장 일반적인 시나리오는 2 개 이상의 x16 슬롯 이있는 마더 보드에 있습니다. 마더 보드가 여러 개인 경우 처음 2 개의 x16 슬롯을 PCI Express 컨트롤러에 연결하는 레인은 16 개뿐입니다. 즉, 단일 비디오 카드를 설치할 때 x16 대역폭을 사용할 수 있지만 두 개의 비디오 카드를 설치할 때 각 비디오 카드의 대역폭은 각각 x8입니다.

마더 보드 매뉴얼이이 정보를 제공해야합니다. 그러나 실용적인 팁은 슬롯 내부를보고 얼마나 많은 접점이 있는지 확인하는 것입니다.

PCI Express x16 슬롯의 접점이 절반을 잘라 내면이 슬롯은 실제로 x16 슬롯이지만 실제로는 8 개의 레인 (x8)이 있음을 의미합니다. 이 동일한 슬롯을 사용하면 접점 수가 필요한 것의 1/4로 줄어들면 실제로 4 개의 레인 만있는 x16 슬롯이 나타납니다 (x4).

모든 마더 보드 제조업체가이 절차를 따르는 것은 아니라는 점을 이해해야합니다. 일부는 슬롯이 적은 수의 레인에 연결되어 있어도 모든 접점을 계속 사용합니다. 최상의 정보는 마더 보드 설명서 에서 올바른 정보를 확인 하는 것 입니다.

가능한 최대 성능을 얻으려면 확장 카드와 PCI Express 포트의 버전이 동일해야합니다. PCI Express 2.0 비디오 카드가 있고 PCI Express 3.0 포트가있는 시스템에 설치하면 대역폭이 PCI Express 2.0으로 제한됩니다. PCI Express 1.0 컨트롤러가있는 이전 시스템에 설치된 동일한 비디오 카드는 PCI Express 1.0의 대역폭으로 제한됩니다.

사용 및 이점

PCIe를 통해 데이터 센터 관리자는 서버 마더 보드의 고속 네트워크를 활용하고 서버 랙 외부의 기가비트 이더넷, RAID 및 Infiniband 네트워크 기술에 연결할 수 있습니다. PCIe 버스는 HyperTransport를 사용하여 클러스터 된 컴퓨터 간의 연결을 허용합니다.

랩톱 및 모바일 장치의 경우 PCI-e 미니 카드는 무선 네트워크 어댑터, SSD 디스크 저장소 및 기타 성능 가속기를 연결하는 데 사용됩니다.

읽는 것이 좋습니다.

외부 PCI Express (ePCIe)를 사용하면 마더 보드를 외부 PCIe 인터페이스에 연결할 수 있습니다. 대부분의 경우 설계자는 컴퓨터에 매우 많은 수의 PCIe 포트가 필요한 경우 ePCIe를 사용합니다.