Pci x шина: Шина PCI Express x1, x2, x4, x8, x16

История PCI — на пути к светлому будущему накопителей / Хабр

Современная революция систем хранения данных невозможна без развития интерфейсов, с помощью которых диски подключаются к системе. Одним из главных «героев» этого фронта сейчас является шина PCI Express. Скоростные накопители в наше время работают с интерфейсом PCIe Gen2 x4, обеспечивая скорость до 20 Гб/с, но так было далеко не всегда.

Началом современных «шин» в персональных компьютерах стоит считать 1982 год. В недрах IBM был рожден новый компьютер, одной из отличительных особенностей которого была открытость его архитектуры. Компьютер получил название PC, а общался с внешним миром он по совершенно новому интерфейсу, который был назван Industry Standard Architecture или ISA. Данная шина умела работать с 8-битными данными на частоте 4.77 МГц, позже появились 16 и 32 битные варианты, работающие с еще более высокой частотой. Очень простая схема этого интерфейса дала толчок развитию массы внешних плат расширения, и, можно сказать, что именно открытый протокол внешней шины стал одной из главных причин успеха новой на тот момент архитектуры.

Неудивительно, что ISA очень долго сохраняла свою популярность, и даже сейчас, за весьма большие деньги продаются материнские платы с поддержкой этой шины — по ней подключается слишком много незаменимых устройств.

На основании ISA был разработан ряд производных интерфейсов, начиная с PCMCIA и заканчивая ATA (по сути — упрощенное подмножество интерфейса ISA). Разрабатывались ускоренные варианты шины: EISA (32 бита, 8 МГц) и VESA Local Bus (использовалась для подключения видоадаптера).

Со временем, IBM утратили лидирующую роль в разработке PC, поэтому над следующим поколением интерфейсов уже работали инженеры компании Intel. В самом начале 90-х гг… был разработан новый стандарт, получивший название Peripheral Component Interconnect или PCI. В 1992 году свет увидел первый стандарт PCI, тогда же была создана PCI Special Interest Group — организация, занимающаяся разработкой и продвижением данного стандарта. Стандарт был объявлен открытым, поэтому любой желающий мог разрабатывать PCI-устройства без выплаты отчислений.

Первая версия шины поддерживала 32 и 64 бита, работала на частоте 33 мегагерца и в теории обеспечивала скорость до 133 Мб/с (на практике около 80 Мб/с).

Начав свое победное шествие с рынка серверов, новый стандарт не сразу завоевал настольные ПК. Одним из пионеров его использования была компания Apple, отказавшаяся от интерфейса NuBus в своих продуктах 95-96 годах.

Максимальная популярность к новому интерфейсу пришла в 1995 году с появлением версии 2.1 (так же названной «параллельная шина PCI»). Данная ревизия подразумевала работу с частотой 66 МГц и максимальную скорость передачи в 533 Мбайт/с (для 64-битного варианта). Появились реализации PCI для платформ с процессорами Alpha, MIPS, PowerPC, SPARC и т.д.

Кстати, одним из главных нововведений PCI стала возможность автоматического конфигурирования параметров устройства, эту технологию в Intel назвали Plug-n-Play, а благодаря «стабильной» реализации ее программной поддержки в продуктах Microsoft, эта технология стала объектом множества шуток и анекдотов.

Попыткой экстенсивного развития технологии можно считать шину PCI-X, в основном использовавшуюся в серверах. Первая версия данного стандарта работала с частотой 100 и 133 МГц, а также вводила механизм раздельных транзакций для оптимизации работы нескольких карт. Сейчас иногда используется шина PCI-X 2.0, обеспечивающая работу на частотах в 266 и 533 МГц.

В 2004 году свет увидел новый стандарт, в котором были учтены все проблемы PCI. Новая шина получила название PCI Express или просто PCIe (главное — не путать ее с PCI-X). Новая технология предложила массу интересных решений.

— для передаваемых данных осуществляется контроль целостности

— QoS обеспечивает для подключенных устройств гарантированную полосу пропускания

— есть управление питанием подключенных устройств и возможность их горячей замены

Главное же отличие состоит в том, что PCIe использует не «шинную» топологию а «звезду», то есть каждое устройство связанно с коммутатором отдельной линией.

Пропускная способность односвязной PCIe первой версии составляла 4 Гбит/с в обе стороны. Максимальная скорость в стандарте PCIe 4 версии (находится в разработке и планируется к выходу в 2015 году) достигает 1024 Гбит/с. Как видите, по этому параметру PCIe обладает хорошим запасом, хотя расслабляться не приходится, конкуренты не дремлют.

Недавно Джереми Вернер (Jeremy Werner), один из старших директоров подразделения флэш-технологий (SandForce) в LSI дал очень интересное интервью, касающееся PCIe и SSD. В полном виде вы можете ознакомиться с ним на английском, я же вкратце перескажу одну мысль, которая мне показалась особенно интересной:

Максимальная скорость современного интерфейса SATA составляет 6 Гбит/с, при этом SATA является полудуплексным, то есть не умеет одновременно передавать и принимать данные. Не так редко встречающийся PCIe 2 поколения с 4 линиями передачи данных обеспечивает скорость до 20 ГБит/с в полнодуплексном режиме. Фактически, PCIe получается где-то в 7 раз быстрее. Но традиционные жесткие диски просто не нуждаются в таких скоростях передачи данных. Только SSD сейчас могут обеспечивать скорость, достаточную для полноценного использования высокоскоростных интерфейсов.

Сочетание интерфейсов типа M.2 и высокоскоростных флэш-накопителей, похоже, приближает будущее, в котором дисковая подсистема перестанет быть самым узким местом в ПК. Ярким примером могут послужить компьютеры Apple — компания как игрок премиум сегмента может себе позволить эксперименты с новыми решениями, и они оказываются очень удачны с точки зрения производительности. Но в силу дешевизны, традиционные жесткие диски и SATA-интерфейс еще не думают сдаваться так просто, поэтому тотального наступления светлого будущего придется немного подождать.

Шины PCI и PCI Express

В этой статье мы расскажем о причинах успеха шины PCI и дадим описание высокопроизводительной технологии, которая приходит ей на смену – шины PCI Express. Также мы рассмотрим историю развития, аппаратные и программные уровни шины PCI Express, особенности её реализации и перечислим ее преимущества.

Содержание статьи

История шины PCI и ее проблемы

Когда в начале 1990-x гг. она появилась, то по своим техническим характеристикам значительно превосходила все существовавшие до того момента шины, такие, как ISA, EISA, MCA и VL-bus. В то время шина PCI(Peripheral Component Interconnect —  взаимодействие периферийных компонентов), работавшая на частоте 33 Мгц, хорошо подходила для большинства периферийных устройств. Но сегодня ситуация во многом изменилась. Прежде всего, значительно возросли тактовые частоты процессора и памяти.  Например, тактовая частота процессоров увеличились с 33 МГц до нескольких ГГц, в то время как рабочая частота PCI увеличилась всего до 66 МГц. Появление таких технологий, как Gigabit Ethernet и IEEE 1394B грозило тем, что вся пропускная  способность шины PCI может уйти на обслуживание одного-единственного устройства на основе данных технологий.

При этом архитектура PCI имеет ряд преимуществ по сравнению с предшественниками, поэтому полностью пересматривать было нерационально. Прежде всего, она не зависит от типа процессора, поддерживает буферную изоляцию, технологию bus mastering (захват шины) и технологию PnP в полном объеме. Буферная изоляция означает, что шина PCI действует независимо от внутренней шины процессора, что дает возможность шине процессора функционировать независимо от скорости и загруженности системной шины. Благодаря технологии захвата шины периферийные устройства получили возможность непосредственно управлять процессом передачи данных по шине, вместо того, чтобы ожидать помощи от центрального процессора, что отразилось бы на производительности системы. Наконец, поддержка Plug and Play позволяет осуществлять автоматическую настройку и конфигурирование пользующихся ею устройств и избежать возни с джамперами и переключателями, которая изрядно портила жизнь владельцам ISA-устройств.

Несмотря на несомненный успех PCI, в нынешнее время она сталкивается с серьезными проблемами. Среди них – ограниченная пропускная способность, недостаток функций передачи данных в реальном времени и отсутствие поддержки сетевых технологий нового поколения.

Сравнительные характеристики различных стандартов PCI

Следует учесть, что реальная пропускная способность может быть меньше теоретической из-за принципа работы протокола и особенностей топологии шины. К тому же общая пропускная способность распределяется между всеми подключенными к ней устройствами, поэтому, чем больше устройств сидит на шине, тем меньшая пропускная способность достается каждому из них.

Такие усовершенствования стандарта, как PCI-X и AGP были призваны устранить ее главный недостаток – низкую тактовую частоту. Однако увеличение тактовой частоты в этих реализациях повлекло за собой уменьшение эффективной длины шины и количества разъемов.

Новое поколение шины — PCI Express (или сокращенно PCI-E), было впервые представлено в 2004 году и было призвано решить все те проблемы, с которыми столкнулась её предшественница. Сегодня  большая часть новых компьютеров снабжается шиной PCI Express. Хотя стандартные слоты PCI в них тоже присутствуют, однако не за горами то время, когда шина станет достоянием истории.

Архитектура PCI Express

Архитектура шины имеет многоуровневую структуру, как показано на рисунке.

Шина поддерживает модель адресации PCI, что позволяет работать с ней всем существующим на данный момент драйверам и приложениям. Кроме того, шина PCI Express использует стандартный механизм PnP, предусмотренный предыдущим стандартом.

Рассмотрим предназначение различных уровней организации PCI-E. На программном уровне шины формируются запросы чтения/записи, которые передаются на транспортном уровне при помощи специального пакетного протокола. Уровень данных отвечает за помехоустойчивое кодирование и обеспечивает целостность данных. Базовый аппаратный уровень состоит из двойного симплексного канала, состоящего из передающей и принимающей пары, которые вместе называются линией. Общая скорость шины в 2,5 Гб/с означает, что пропускная способность для каждой линии PCI Express составляет 250 Мб/c в каждую сторону. Если принять во внимание потери на накладные расходы протокола, то для каждого устройства доступно около 200 Мб/c. Эта пропускная способность в 2-4 раза выше, чем та, которая была доступна для устройств PCI. И, в отличие от PCI, в том случае, если пропускная способность распределяется между всеми устройствами, то она в полном объеме достается каждому устройству.

На сегодняшний день существует несколько версий стандарта PCI Express, различающихся своей пропускной способностью.

Пропускная способность шины PCI Express x16 для разных версий PCI-E, Гб/c:

Форматы шины PCI-E

На данный момент доступны различные варианты форматов PCI Express, в зависимости от предназначения платформы – настольный компьютер, ноутбук или сервер. Серверы, требующие большую пропускную способность, имеют больше слотов PCI-E, и эти слоты имеют большее число соединительных линий. В противоположность этому ноутбуки могут иметь лишь одну линию для среднескоростных устройств.

Видеокарта с интерфейсом PCI Express x16.

Платы расширения PCI Express очень похожи на платы PCI, однако разъемы PCI-E отличаются повышенным сцеплением, что позволяет быть уверенным в том, что плата не выскользнет из слота из-за вибрации или при транспортировке. Существует несколько форм-факторов слотов PCI Express, размер которых зависит от количества используемых линий. Например, шина, имеющая 16 линий, обозначается как PCI Express x16. Хотя общее количество линий может достигать 32, на практике большинство материнских плат в настоящее время оснащены шиной PCI Express x16.

Карты меньших форм-факторов могут подключаться в разъемы для больших без ущерба для работоспособности. Например, карта PCI Express х1 может подключаться в разъем PCI Express x16. Как и в случае шины PCI, для подключения устройств при необходимости можно использовать РCI Express-удлинитель.

Внешний вид разъемов различных типов на материнской плате. Сверху вниз: слот PCI-X, слот PCI Express х8, слот PCI, слот PCI Express х16.

Express Card

Стандарт Express Card предлагает очень простой способ добавления оборудования в систему. Целевым рынком для модулей Express Card являются ноутбуки и небольшие ПК.  В отличие от традиционных плат расширения настольных компьютеров, карта Express может подключаться к системе в любой момент во время работы компьютера.

Одной из популярных разновидностей Express Card является карта PCI Express Mini Card, разработанная в качестве замены карт форм-фактора Mini PCI. Карта, созданная в этом формате, поддерживает как PCI Express, так и USB 2.0. Размеры PCI Express Mini Card составляют 30×56 мм. Карта PCI Express Mini Card  может подключаться к PCI Express х1.

Преимущества PCI-E

Технология PCI Express позволила получить преимущество по сравнению с PCI в следующих пяти областях:

1. Более высокая производительность. При наличии всего одной линии пропускная способность PCI Express в два раза выше, чем у PCI. При этом пропускная способность увеличивается пропорционально количеству линий в шине, максимальное количество которых может достигать 32. Дополнительным преимуществом является то, что информация по шине может передаваться одновременно в обоих направлениях.
2. Упрощение ввода-вывода. PCI Express использует преимущества таких шин, как AGP и PCI-X и обладает при этом менее сложной архитектурой, а также сравнительной простотой реализации.
3. Многоуровневая архитектура. PCI Express предлагает архитектуру, которая может подстраиваться к новым технологиям и не требует значительного обновления ПО.
4. Технологии ввода/вывода нового поколения.  PCI Express дает новые возможности получения данных при помощи технологии одновременных передач данных,  обеспечивающей своевременное получение информации.
5. Простота использования. PCI-E значительно упрощает обновление и расширение системы пользователем. Дополнительные форматы плат Express, такие, как ExpressCard, значительно увеличивают возможности добавления высокоскоростных периферийных устройств в серверы и ноутбуки.

Заключение

PCI Express – это технология шины для подключения периферийных устройств, пришедшая на смену таким технологиям как ISA, AGP и PCI. Её применение значительно увеличивает производительность компьютера, а также возможности пользователя по расширению и обновлению системы.

Порекомендуйте Друзьям статью:

Шина PCI — Настройка BIOS

PCI (Peripheral Component Interconnect) – это компьютерная шина ввода/вывода, предназначена для подключения периферийных устройств к системной плате персонального компьютера. Шина PCI поддерживает 32-х/64-х битный обмен данными.

Частота шины PCI 33 МГц или 66 МГц (новые спецификации шины могут работать на более высоких частотах: 100 МГц, 133 МГц, 266 МГц, 533 МГц). Поддерживаемое напряжение 3,3/5 В.

Характерной особенностью интерфейса PCI есть использование для передачи данных общей 32/64-битной двунаправленной параллельной шины, к которой подключаются все PCI-устройства. Любое устройство на шине PCI может позиционироваться как master-устройство (т.е., шина децентрализована).

Рис 1. Слоты 32-разрядной шины PCI на материнской плате.

Спецификации шины PCI

Спецификация 2.0 шины PCI – первая версия шины. Пропускная способность (пиковая) – 133 Мбайт/с.

Спецификация 2.1 шины PCI – модификация шины PCI, преимуществами которой (по сравнению с предыдущей версией 2.0) является возможность параллельной работы нескольких шинных задатчиков, использование универсальных плат расширения (которые могут работать в слотах под напряжением 5 Вольт и 3,3 Вольт). Спецификация PCI 2.1 позволяет использовать частоты 33 МГц и 66 МГц и подключение к шине PCI более 4 устройств. Пропускная способность (пиковая) – 133 Мбайт/с (для 33 МГц) и 266 Мбайт/с (для 66 МГц).

Спецификация 3.0 шины PCI – модификация шины PCI, характерной особенностью которой было использование слотов с напряжением только 3,3 Вольт.

Спецификация PCI 64. Поддерживает напряжения 5 Вольт и 3,3 Вольт. Пропускная способность (пиковая) – 266 Мбайт/с (увеличена за счёт удлинения обычного PCI-слота). Рабочая частота 33 МГц.

Спецификация PCI 66. Поддерживает напряжение 3,3 Вольт. Пропускная способность (пиковая) – 533 Мбайт/с. Рабочая частота 66 МГц.

Спецификация PCI 64/66. Объединение спецификаций PCI 64 и PCI 66. Поддерживает напряжение 3,3 Вольт. Пропускная способность (пиковая) – 533 Мбайт/с. Рабочая частота 66 МГц.

Спецификация PCI-X 1.0. Поддерживает напряжение 3,3 Вольт. Рабочие частоты 100 МГц и 133 МГц. Пропускная способность (пиковая) – 1024 Мбайт/с.

Спецификация PCI-X 2.0. Пропускная способность 4096 Мбайт/с. Рабочие частоты 100 МГц, 133 МГц, 266 МГц, 533 МГц. Пропускная способность (пиковая) – 4096 Мбайт/с.

Опции BIOS Setup для настройки шины PCI можно найти здесь.

Еще по настройке БИОС (БИОЗ) плат:

Цифровое видеонаблюдение.Расширение возможностей с помощью шины PCI-X

1. Выбор материнской платы
2. Конфигурация компьютеров
3. Тестовая программа
4. Тестирование
5. Итоги
6. Вместо послесловия

Большое предприятие сейчас редко обходится без CCTV (Closed-Circuit TeleVision — система замкнутого телевидения) — системы охранного видеонаблюдения, эта необходимость диктуется требованиями к безопасности. Понятное желание владеть обстановкой на предприятии сталкивается с рядом проблем, одна из которых — выбор адекватной системы видеонаблюдения.

Конечно, можно использовать обычные видеокамеры, которые 24 часа в сутки будут передавать картинку на экраны мониторов, а несколько видеомагнитофонов будут записывать всё происходящее на объекте. Только одной видеокассеты хватит максимум на шесть часов записи в режиме LP. И, если каналов записи несколько, то число видеокассет будет расти не по дням, а по часам. Еще стоит упомянуть о скорости доступа к записанной информации, о невозможности реализации мгновенной фотографии, увеличения интересующего фрагмента, настройки выполнения задания по наступлению события — список можно продолжать долго. В итоге руководитель сталкивается с тем, что аналоговая система видеонаблюдения не справляется с растущими требованиями к CCTV. В сложившейся ситуации оптимальным выходом является реализация цифровой CCTV.

Основа цифровой CCTV — сервер с большим объемом хранимой информации, с высокой отказоустойчивостью за счет использования RAID массива, высоким быстродействием и профессиональным программным обеспечением. Но даже самая мощная программа, обеспечивающая полный набор возможностей CCTV, может споткнуться именно из-за неумело подобранных комплектующих компьютера. Ведь необходима поддержка передачи видео в режиме реального времени — это 25 кадров в секунду и с разрешением кадра, достаточным для внятного восприятия изображения. Но простого отображения также недостаточно; необходимо производить запись изображения на жесткий диск компьютера, зачастую с ведением списка событий, детекцией движения и т.д. Здесь происходит оперирование большими объемами информации, и чем больше объект, тем выше требования к способности компьютера управлять этой информацией с максимальной производительностью.

Поэтому особое внимание при выборе «железа» для рабочей станции уделяется пропускной способности материнской платы и производительности процессора. И если с процессорами все более-менее ясно, то с возможностями шин все не так просто, как может показаться на первый взгляд. Сейчас наиболее скоростными на материнских платах являются шины PCI, PCI-E и PCI-X. А так как при изготовлении плат видеозахвата наиболее отработанными являются технологии для шин PCI и PCI-X, то возможности этих шин для построения CCTV очень заманчивы.

ВЫБОР МАТЕРИНСКОЙ ПЛАТЫ

Специалисты тестовой лаборатории НПК СоюзСпецАвтоматика провели несколько тестов, где исследовали производительность цифровой системы CCTV, используя сочетания PCI-X + PCI, либо PCI + PCI, при разных режимах цветности, размерах кадра и записи.

Главная цель тестирования — выяснить, какие преимущества даёт применение технологии разбиения потоков с плат видеозахвата по разным шинам, и какой процессор нужен для обработки этих потоков.

В качестве платформы для тестовой конфигурации была выбрана материнская плата SuperMicro PDSGE. Выбор именно этой платы был обусловлен тем, что она поддерживает установку процессора Pentium 4, а также двуядерных процессоров Pentium D и имеет более одной шины PCI. Такой набор на материнских платах встречается не очень часто.

Другие платы в таком сочетании рассчитаны на установку процессоров Intel Xeon, что делает систему в целом очень дорогой.

Расположение портов PCI и PCI-X на материнской плате

Плата SuperMicro PDSGE, использованная в тесте, содержит на шине PCI три порта, и на шине PCI-X — два порта.

Также в тестах использовались высокопроизводительные платы видеозахвата для профессиональных систем видеонаблюдения — P8_2 PCI и P8_2 PCI — X.

КОНФИГУРАЦИЯ КОМПЬЮТЕРОВ

Итак, тестовая конфигурация первого компьютера (PC 1):

• Материнская плата: SuperMicro PDSGE.
• Процессор: Intel Pentium D 830.
• Оперативная память: Samsung 2 x 256 Мб DDR2, 667 MHz.
• Жесткий диск: Seagate Barracuda 2 x 200 Гб, 7200 об/мин, SATA-II.
• Видеокарта: ASUS EAX X 300SE T PCI-E.
• Плата видеозахвата: 2 x P8_2 PCI.

На первом компьютере использовалась только шина PCI

Тестовая конфигурация второго компьютера (PC 2):

• Материнская плата: SuperMicro PDSGE.
• Процессор: Intel Pentium D 830.
• Оперативная память: Samsung 2 x 256 Мб DDR2, 667 MHz.
• Жесткий диск: Seagate Barracuda 2 x 200 Гб, 7200 об/мин, SATA-II.
• Видеокарта: ASUS EAX X 300SE T PCI-E.
• Платы видеозахвата: P8_2 PCI и P8_2 PCI-X.

На втором компьютере использовались шины PCI и PCI-X

ТЕСТОВАЯ ПРОГРАММА

Для тестирования применялась программа «КОДОС-ВИДЕОСЕТЬ 4.7», которую можно использовать для проверки возможностей компьютерных систем в такой конфигурации.

Программа «КОДОС-ВИДЕОСЕТЬ 4.7» — полноценная программа для профессионального использования в охранном видеонаблюдении с широкими возможностями настройки и работы, высокой устойчивостью в эксплуатации. Тестирование производилось в трех режимах захвата видеопотока. В первом размер кадра был 384х288 точек, во втором — 768х288 точек, третий режим был самым тяжелым — 768х576 точек c включенным режимом «Deinterlace». Данный режим предназначен для сглаживания так называемой «гребенки», возникающей на границах изображения движущегося объекта. Возникновение такой гребенки характерно именно при высоких разрешениях и связано с чересстрочной развёрткой, применяемой в подавляющем большинстве современных аналоговых камер.

Также рассматривались разные цветовые режимы изображения — полноцветный RGB (24 бит на пиксель), сжатый цветной YUV 4:2:2 (16 бит на пиксель) и черно-белый Y8 (8 бит на пиксель).

Для выявления производительности системы в целом, производился анализ работы системы при включенном и выключенном режиме записи.

Для снижения нагрузки на процессор, в программе «КОДОС-ВИДЕОСЕТЬ» был выключен «Адаптивный алгоритм», это увеличивает размер сжатого кадра на 5-15%, но зато даёт выигрыш в скорости на те же 5-15%.

Адаптивный режим отключается в панели «Настройки» («Операции», «Настройки», либо клавишами Ctrl+A). В дереве «Конфигурация» выбирается ветвь «Архив», в правой части убирается флажок «Адаптивный алгоритм». Остальные настройки были оставлены по умолчанию, как оптимальные.

Отключение «Адаптивного алгоритма»

ТЕСТИРОВАНИЕ

Размер кадра — 384х288. Запись выключена.

Производительность при разрешении 384х288 без записи

Использование шин PCI+PCI-X на втором компьютере дает двукратный прирост скорости в режиме RGB, а это 20 кадров в секунду на канал в среднем, против 10 кадров на канал при использовании только шины PCI на первом компьютере. В режиме YUV передача видео при использовании шин PCI+PCI-X на втором компьютере выходит на 25 кадров в секунду на всех каналах, при использовании только шины PCI на первом компьютере — всего 16-17 кадров в секунду на канал.

При черно-белом режиме пропускной способности одной шины PCI достаточно для реализации 25 кадров в секунду на всех каналах.

Запись включена.

Производительность при разрешении 384х288 с записью

Оба компьютера выдают 25 кадров в секунду только в черно-белом режиме. В режиме YUV второй компьютер (шина PCI+PCI-X) выдаёт всего 15 кадров в секунду на канал.

В режиме RGB у второго компьютера (шина PCI+PCI-X) производительность составила 12 каналов в секунду на канал, и около 10 — у первого (шина PCI). Включение записи нагружает процессор, ему приходится обрабатывать не только информацию с двух шин, но и процесс записи.

Размер кадра — 768х288. Запись выключена.

Производительность при разрешении 768х288 без записи

Здесь получен двукратный прирост в режиме RGB, в среднем девять кадров в секунду на канал у второго компьютера (PCI+PCI-X), против четырех-пяти у первого (PCI).

В режиме YUV прирост более существенный. Если первый компьютер (PCI) выдавал в среднем шесть кадров в секунду, то второй (PCI+PCI-X) добился устойчивых 13-14 кадров в секунду на канал.

В черно-белом режиме первый компьютер (PCI) уже не справлялся с таким разрешением и выдал всего 15 кадров в секунду. Второй компьютер (PCI+PCI-X) уверенно держал полнопотоковое видео на всех каналах.

Запись включена.

Производительность при разрешении 768х288 с записью

Производительность уменьшилась незначительно по сравнению с режимом без записи, и только на втором компьютере (PCI+PCI-X) — до шести кадров в режиме RGB и до 12 в режиме YUV.

Включение записи нагружает процессор, ему приходится обрабатывать не только информацию с двух шин, но и процесс записи, как и в случае с размером кадра 384х288.

Размер кадра — 768х576, deinterlace. Запись выключена.

Производительность при разрешении 768х576, deinterlace, без записи

Итак, первый компьютер (PCI) выдает три кадра в секунду на канал при цветности RGB, второй (PCI+PCI-X) — шесть с половиной. В режиме YUV первый компьютер (PCI) выдает пять-шесть кадров в секунду на канал, второй (PCI+PCI-X) — 11.

В черно-белом режиме 11 кадров в секунду на канал у первого компьютера (PCI) и 12 у второго (PCI+PCI-X).

Общее снижение количества кадров при этом режиме, по сравнению с вышеописанными, связано с тем, что процессор не справляется с обработкой такого большого потока.

Запись включена.

Производительность при разрешении 768х576, deinterlace, с записью

При включенном режиме записи производительность становится еще меньше в связи с увеличившейся нагрузкой на компьютер. На втором компьютере (PCI+PCI-X) преимущество в использовании шины PCI-X сведено на нет — процессор перегружен, производительность практически такая же, как у первого компьютера (PCI).

ИТОГИ ТЕСТОВ

Данные по результатам тестирования:

На основании проведенного тестирования и полученных результатов можно сделать следующие выводы.

Применение шин PCI-X + PCI удваивает производительность системы практически на всех режимах, вплоть до режима «Размер видеоокна — 768х576, deinterlace. Запись выключена». Поэтому можно получить существенный прирост FPS не за счет покупки нового, более дорогого оборудования, а только за счет разумного использования имеющихся ресурсов.

При самом тяжелом режиме — «Размер видеоокна — 768х576, deinterlace. Запись включена» наблюдается снижение производительности второго тестового компьютера с использованием PCI и PCI-X, по сравнению с режимом без записи. Это обусловлено нагрузкой на процессор, который не успевает обрабатывать высокий поток и производить запись. Однако следует учитывать, что тестирование производилось при 16 канальном видеопотоке, режим записи был включен постоянно, а это большая нагрузка. При меньшем числе каналов и включении режима записи по детектору движения такой конфигурации вполне хватит для реализации CCTV среднего уровня. Ситуация, когда движение есть на всех камерах и со всех камер необходима запись, встречается достаточно редко. Вдобавок, для CCTV редко необходимы 25 кадров в секунду, поэтому при снижении числа кадров в секунду до трех-четырех, нагрузка на систему также снизится. Такое число кадров является достаточным для большинства CCTV. Практика показывает, что при просмотре архивных записей скорость в восемь кадров в секунду воспринимается практически как полнопотоковое видео, для анализа ситуаций вполне достаточно четырех кадров в секунду.

В результате тестов было получено, что производительность системы CCTV — это грамотно установленный баланс между возможностями шин PCI и PCI-X и мощным процессором. При большом потоке пропускной способности шины PCI не хватает и, несмотря на то, что процессор загружен не полностью — FPS мал.

Пропускная способность шин PCI и PCI-X достаточна для больших потоков, но уже не справляется процессор, и, как итог, — невысокий FPS.

В дальнейшем, для увеличения производительности на самом тяжелом режиме, с постоянной записью на всех каналах следует подбирать более мощный процессор, например, Core 2 Duo. Этот процессор позволяет увеличить производительность системы и задействовать все возможности шин PCI и PCI-X.

Обычно для решения подобных задач используют двухпроцессорные серверы с процессорами Intel Xeon. Результаты теста показывают, что при правильном подборе комплектующих можно построить хорошую систему видеонаблюдения со значительно меньшими затратами.

ВМЕСТО ПОСЛЕСЛОВИЯ

Специалисты тестовой лаборатории НПК СоюзСпецАвтоматика, не удовлетворившись полученными результатами, решили выжать максимум из имеющейся конфигурации.

И раз шины уже не отвлекали специалистов, то взгляд закономерно упал на потенциального виновника снижения производительности в тяжелых режимах — процессор. Если процессор не успевает обрабатывать информацию, значит, надо ему помочь. Процессор Intel Pentium D 830, использовавшийся в тестах, был подвергнут разгону.

В этих целях была увеличена частота материнской платы с заводских 3.0 ГГц до лабораторных 3.2 ГГц. После непродолжительной работы чипсет материнской платы стал угрожающе перегреваться, и разгон пришлось прекратить. Дело в том, что в угоду бесшумности на данной плате стояла пассивная система охлаждения, которая, по всей видимости, не рассчитана даже на небольшой разгон. Конечно, попытка разгона на этом не закончена, более того, сейчас идет тестирование системы именно с разогнанным процессором. Но об этом — в следующей статье.

Кстати, любой желающий может провести подобные тесты у себя дома, на своем компьютере, имея всего одну или две камеры и используя программу «КОДОС-ВИДЕО» (размер инсталлятора — 24,7 МБ). Эта полнофункциональная свободно распространяемая программа для CCTV работает без защиты от копирования, и отличается от «КОДОС-ВИДЕОСЕТЬ 4.7» тем, что в состоянии обслужить максимум две камеры, вдобавок сетевые возможности в данной программе отключены.

 [Все статьи в разделе «Цифровое Видео»]

PCI Express 1x, 4x, 8x, 16x bus распиновка и описание @ pinouts.ru

PCI Express as a high-bandwidth, low pin count, serial, interconnect technology. It was designed to replace the older PCI and AGPbus standards. PCIe has numerous improvements over the older standards, including higher maximum system bus throughput, lower I/O pin count and smaller physical footprint, better performance scaling for bus devices, a more detailed error detection and reporting mechanism (Advanced Error Reporting, AER), and native hot-swap functionality. PCI Express architecture provides a high performance I/O infrastructure for Desktop Platforms with transfer rates starting at 2.5 Giga transfers per second over a x1 PCI Express lane for Gigabit Ethernet, TV Tuners, Firewire 1394a/b controllers, and general purpose I/O. PCI Express architecture provides a high performance graphics infrastructure for Desktop Platforms doubling the capability of existing AGP8x designs with transfer rates of 4.0 Gigabytes per second over a x16 PCI Express lane for graphics controllers. A lane is composed of two differential signaling pairs, with one pair for receiving data and the other for transmitting.

ExpressCard utilizing PCI Express interface, developed by the PCMCIA group for mobile computers. PCI Express Advanced Power Management features help to extend platform battery life and to enable users to work anywhere, without an AC power source. The PCI Express electrical interface is also used in some computer storage interfaces SATA Express and M.2.

The broad adoption of PCI Express in the mobile, enterprise and communication segments enables convergence through the re-use of a common interconnect technology.

PCI-E is a serial bus which uses two low-voltage differential LVDS pairs, at 2.5Gb/s in each direction [one transmit, and one receive pair]. PCI Express supports 1x [2.5Gbps], 2x, 4x, 8x, 12x, 16x, and 32x bus widths [transmit / receive pairs].

The differential pins [Lanes] listed in the pin out table above are LVDS which stands for: Low Voltage Differential Signaling.

PCI-Express 1x Connector Pin-Out

PCI-Express 4x Connector Pin-Out

PCI-Express 8x Connector Pin-Out

PCI-Express 16x Connector Pin-Out

PRSNT#1 is connected to GND on motherboard.

Add on card needs to have PRSNT#1 connected to one of PRSNT#2 depending what type of connector is in use.

 

PCI-express standards

PCI Express 1.0a

In 2003, PCI-SIG introduced PCIe 1.0a, with a per-lane data rate of 250 MB/s and a transfer rate of 2.5 gigatransfers per second (GT/s). Transfer rate is expressed in transfers per second instead of bits per second because the number of transfers includes the overhead bits, which do not provide additional throughput; PCIe 1.x uses an 8b/10b encoding scheme, resulting in a 20% (= 2/10) overhead on the raw channel bandwidth.

PCI Express 2.0

PCI-SIG announced the availability of the PCI Express Base 2.0 specification on 15 January 2007. The PCIe 2.0 standard doubles the transfer rate compared with PCIe 1.0 to 5 GT/s and the per-lane throughput rises from 250 MB/s to 500 MB/s. Consequently, a 32-lane PCIe connector (×32) can support an aggregate throughput of up to 16 GB/s. PCIe 2.0 motherboard slots are fully backward compatible with PCIe v1.x cards. PCIe 2.0 cards are also generally backward compatible with PCIe 1.x motherboards, using the available bandwidth of PCI Express 1.1. Overall, graphic cards or motherboards designed for v2.0 will work with the other being v1.1 or v1.0a.  Like 1.x, PCIe 2.0 uses an 8b/10b encoding scheme, therefore delivering, per-lane, an effective 4 Gbit/s max transfer rate from its 5 GT/s raw data rate.

PCI Express 2.1

PCI Express 2.1 (dated March 4, 2009) supports a large proportion of the management, support, and troubleshooting systems planned for full implementation in PCI Express 3.0. However, the speed is the same as PCI Express 2.0. The increase in power from the slot breaks backward compatibility between PCI Express 2.1 cards and some older motherboards with 1.0/1.0a, but most motherboards with PCI Express 1.1 connectors are provided with a BIOS update by their manufacturers through utilities to support backward compatibility of cards with PCIe 2.1.

PCI Express 3.0

PCI Express 3.0 specification was made available in November 2010. New features for the PCI Express 3.0 specification include a number of optimizations for enhanced signaling and data integrity, including transmitter and receiver equalization, PLL improvements, clock data recovery, and channel enhancements for currently supported topologies. PCI Express 3.0 upgrades the encoding scheme to 128b/130b from the previous 8b/10b encoding, reducing the bandwidth overhead from 20% of PCI Express 2.0 to approximately 1.54% (= 2/130). This is achieved by XORing a known binary polynomial as a scrambler to the data stream in a feedback topology. PCI Express 3.0’s 8 GT/s bit rate effectively delivers 985 MB/s per lane, nearly doubling the lane bandwidth relative to PCI Express 2.0.

PCI Express 4.0

PCI Express 4.0 was officially announced on 2017, providing a 16 GT/s bit rate that doubles the bandwidth provided by PCI Express 3.0, while maintaining backward and forward compatibility in both software support and used mechanical interface. PCI Express 4.0 specs will also bring OCuLink-2, an alternative to Thunderbolt connector. OCuLink version 2 will have up to 16 GT/s (8 GB/s total for ×4 lanes), while the maximum bandwidth of a Thunderbolt 3 connector is 5 GB/s. Additionally, active and idle power optimizations are to be investigated.

Шина PCI Express — Настройка BIOS

Шина pci — с русского на все языки

PCI bus — это … Что такое PCI bus?

.

Что такое PCI (соединение периферийных компонентов)?

Обновлено: 30.10.2017, Computer Hope

Сокращение от соединения периферийных компонентов. , PCI был представлен Intel в 1992 году. Шина PCI выпускалась как в 32-битной (133 Мбит / с), так и в 64-битной версиях и использовалась для подключения оборудования к компьютеру. Хотя PCI обычно использовался в компьютерах с конца 1990-х до начала 2000-х годов, его заменили на PCI Express.

В 1993 году появилась версия 2.0, а в 1995 году — до PCI 2.1, как расширение шины ISA. В отличие от ISA и других более ранних карт расширения, PCI следует спецификации PnP и поэтому не требует никаких перемычек или переключателей.

Обзор PCI

На рисунке ниже показан пример того, как выглядят слоты PCI на материнской плате. Как видите, имеется три слота PCI: PCI4, PCI5 и PCI6, а также слот CNR.

Примеры устройств PCI

Драйверы устройств PCI

Если вы ищете драйверы PCI, вам, скорее всего, потребуется загрузить их для определенного устройства PCI.Например, если вам нужен драйвер адаптера PCI Ethernet, установите драйверы для сетевой карты. Список драйверов см. В обзоре драйверов.

Сколько слотов PCI на материнской плате?

Количество слотов PCI зависит от производителя и модели материнской платы. Сегодня очень немногие материнские платы поставляются с PCI с введением PCI-E. Те немногие материнские платы, которые поставляются со слотами PCI, имеют от одного до трех слотов PCI.

Как я могу добавить карту PCI, если у меня нет слота PCI?

Для подключения карты PCI к компьютеру на материнской плате компьютера должен быть слот PCI.Как упоминалось выше, некоторые современные компьютеры больше не имеют слота расширения PCI. Если на вашей материнской плате нет слота расширения PCI, мы рекомендуем приобрести более современную карту, которая поддерживается материнской платой.

Аббревиатуры компьютеров, Слот расширения, Аппаратное обеспечение, Mini PCI, Термины материнской платы, PCI-X, PIIX, PXI

.

Шина PCI Express (PCI-E) — CCM

Последнее обновление , четверг, 1 ноября 2012 г., 16:17, , автор: Jean-François Pillou.

Шина PCI Express

Шина PCI Express ( Peripheral Component Interconnect Express , пишется PCI-E или 3GIO для « третьего поколения ввода-вывода ») — это шина межсоединения, которая позволяет добавлять платы расширения к компьютер. Шина PCI Express была разработана в июле 2002 года.В отличие от шины PCI, которая работает в параллельном интерфейсе, шина PCI Express работает в последовательном интерфейсе, что позволяет ей достичь пропускной способности, которая намного выше, чем у шины PCI.

Характеристики шины PCI Express

Шина PCI Express выпускается в нескольких версиях (1X, 2X, 4X, 8X, 12X, 16X и 32X), которые обеспечивают пропускную способность от 250 Мбит / с до 8 Гбит / с, что в 4 раза превышает пиковую пропускную способность AGP. 8 портов. Поскольку стоимость изготовления аналогична стоимости порта AGP, шина PCI Express постепенно заменит предыдущую.

Разъемы PCI Express

Разъемы

PCI Express несовместимы со старыми разъемами PCI. Они различаются по размеру и требуют меньше электроэнергии. Одной из интересных характеристик шины PCI Express является то, что она допускает «горячую» замену, то есть ее можно подключать или отключать без выключения или перезапуска машины. Разъемы PCI Express можно узнать по их небольшому размеру и темно-серому цвету.

• Разъем PCI Express 1X имеет 36 контактов и предназначен для использования ввода-вывода с высокой пропускной способностью

• Разъем PCI Express 4X имеет 64 контакта и предназначен для использования на серверах:

• Разъем PCI Express 8X имеет 98 контактов и предназначен для использования на серверах:

• Разъем PCI Express 16X имеет 164 контакта, имеет длину 89 мм и предназначен для использования с графическим портом:

Стандарт PCI Express также предназначен для замены технологии PC Card разъемами «PCI Express Mini Card».Более того, в отличие от разъемов PCI, которые могут использоваться только для внутренних подключений, стандарт PCI Express может использоваться для подключения внешних периферийных устройств с помощью кабелей. Несмотря на это, он не конкурирует с портами USB или FireWire.

Дополнительная информация

.

PCI — Википедия за Việt

Khe cắm mở rộng PCI 33Mhz, 32-битный màu trắng (bên phải) loại thông dụng thường thấy trên các máy tính cá nhân

PCI (tiếng Anh: P eripheral C omponent I nterconnect ) trong khoa học máy tính là một chuẩn để truyền dữ liá чу нам).

Công ty Intel đã xây dựng nên một tiêu chuẩn ghép nối mới có tên là bus cục bộ PCI (Peripheral Component Interconnection — Kết nối các thành phần ngoại vi) hay

через шину PCI, как и Pentium.Автобус này cho phép truy nhập rất nhanh tới bộ nhớ, bộ điều khiển đĩa, card âm thanh, card đồ hoạ. Это может быть шина на чипе PCI 82430, на которой можно установить шину.

Запрещается использовать шину PCI с частотой 33 МГц, выше 66 МГц или через PCI 2.1, выше 266 Мбит / с — GP 33 с другой шиной ISA. Нет, это может быть 32-разрядная версия или 64-разрядная версия. Với 64-bit chạy với tốc độ xung nhịp 66 MHz — giữa năm 1999 — tăng băng thông về mặt lý thuyết tới 524MBps PCI с Intel phát triển, что это может сделать шину cổ Ain ISA va nà nân ISA va nà nân.Sự phát triển của bus PCI ã thay đổi qua nhiều phiên bản, có thể kể đến như sau:

• PCI phiên bản 1.0: ra i vào năm 1992 bao gồm hai loại: loại chuẩn (32 бит) và loại đặc biệt (64 bit)
• PCI phiên bản 2.0: ra i năm 1993
• PCI phiên bản 2.1: ra i năm 1995
• PCI phiên bản 2.2: ra i tháng 1 năm 1999
• PCI-X 1.0 с рейтингом 9 месяцев 1999
• mini-PCI ra i tháng 11 năm 1999
• PCI phiên bản 2.3 ra i tháng 3 năm 2002
• PCI-X phiên bản 2.0 ra ni tháng 7 năm 2002
• PCI Express phiên bản 1.0 ra i tháng 7 năm 2002 và it lâu sau là là 1.1
• PCI Express phiên bản 2.0 ra i 15 tháng 1 năm 2007
• PCI Express phiên bản 3.0 sẽ ra mắt khoảng năm 2010 ^[1] .

PCI với bus 33,33 Mhz, на 32-битной шине PCI thông dụng nhất cho n thời iểm năm 2007 dùng cho các bo mạch mở rộng (bo mạch âm thanh, bo mch mạng, bo mch modem gắn … Tuy nhiên có một số bus PCI khác như sau:

• PCI 66 Mhz: шина rộng: 32 бит; Автобус Tc: 66 Mhz; Dữ liểu chuyển trong một xung nhịp: 1; Скорость передачи: 266 Мбит / с
• PCI 64 бит: шина rộng: 64 бит; Автобус Tc độ: 33 Mhz; Dữ liểu chuyển trong một xung nhịp: 1; Скорость передачи: 266 Мбит / с
• PCI 64 Mhz / 66 bit: шина rộng: 64 bit; Автобус Tc: 66 Mhz; Dữ liểu chuyển trong một xung nhịp: 1; Скорость передачи: 533 Мбит / с
• PCI-X 64: шина rộng: 64 бит; Автобус Tc: 66 Mhz; Dữ liểu chuyển trong một xung nhịp: 1; Скорость передачи: 533 Мбит / с
• PCI-X 133: шина rộng: 64 бит; Автобус Tc độ: 133 Mhz; Dữ liểu chuyển trong một xung nhịp: 1; Скорость передачи: 1066 Мбит / с
• PCI-X 266: шина rộng: 64 бит; Автобус Tc độ: 133 Mhz; Dữ liểu chuyển trong một xung nhịp: 2; Скорость передачи: 2132 Мбит / с
• PCI-X 533: шина rộng: 64 бит; Автобус Tc độ: 133 Mhz; До лю чуйн чонг мộт шунг нхịп: 4; Скорость: 4266 Мбит / с

Шина Nhng PCI 66 Mhz hoc 64-битная версия.

• Скотт Мюллер ; Обновление и ремонт компьютеров, 17-е издание

.