教你怎么认识电脑主板的PC总线

日期: 来源:www.aqyixiu.com 作者:安庆宜修网
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     最早的PC总线是IBM公司1981年在PC/XT 电脑采用的系统总线,它基于8bit的8088 处理器,被称为PC总线或者PC/XT总线。在1984年的时候,IBM 推出基于16-bit Intel 80286处理器的PC/AT 电脑,系统总线也相应地扩展为16bit,并被称呼为PC/AT 总线。而为了开发与IBM PC 兼容的外围设备,行业内便逐渐确立了以IBM PC 总线规范为基础的ISA(工业标准架构:Industry Standard Architecture )总线。

     ISA 是8/16bit 的系统总线,最大传输速率仅为8MB/s ,但允许多个CPU 共享系统资源。由于兼容性好,它在上个世纪80年代是最广泛采用的系统总线,不过它的弱点也是显而易见的,比如传输速率过低、CPU占用率高、占用硬件中断资源等。后来在PC‘98 规范中,就开始放弃了ISA 总线,而Intel 从i810 芯片组开始,也不再提供对ISA 接口的支持。
    使用286和386SX以下CPU的电脑似乎和8/16bit ISA 总线还能够相处融洽,但当出现了32-bit 外部总线的386DX处理器之后,总线的宽度就已经成为了严重的瓶颈,并影响到处理器性能的发挥。因此在1988年,康柏、惠普等9个厂商协同把ISA 扩展到32-bit,这就是著名的EISA(Extended ISA,扩展ISA)总线。EISA 总线的工作频率仍旧仅有8MHz ,并且与8/16bit 的ISA总线完全兼容,由于是32-bit 总线的缘故,带宽提高了一倍,达到了32MB/s .可惜的是,EISA 仍旧由于速度有限,并且成本过高,在还没成为标准总线之前,在20世纪90年代初的时候,就给PCI 总线给取代了。
      
     PCI Express是下一代的总线接口,而采用此类接口的显卡产品,也将在2004年晚些时候正式面世。早在2001年的春季“英特尔开发者论坛”上,英特尔公司就提出了要用新一代的技术取代PCI总线和多种芯片的内部连接,并称之为第三代I/O总线技术。随后在2001年底,包括Intel、AMD、DELL、IBM在内的20多家业界主导公司开始起草新技术的规范,并在2002年完成,对其正式命名为PCI Express。

  PCI Express采用了目前业内流行的点对点串行连接,比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率,达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输,PCI Express的双单工连接能提供更高的传输速率和质量,它们之间的差异跟半双工和全双工类似。

  PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异,包括X1、X4、X8以及X16(X2模式将用于内部接口而非插槽模式)。较短的PCI Express卡可以插入较长的PCI Express插槽中使用。PCI Express接口能够支持热拔插,这也是个不小的飞跃。PCI Express卡支持的三种电压分别为+3.3V、3.3Vaux以及+12V。用于取代AGP接口的PCI Express接口位宽为X16,将能够提供5GB/s的带宽,即便有编码上的损耗但仍能够提供约为4GB/s左右的实际带宽,远远超过AGP 8X的2.1GB/s的带宽。

    PCI Express规格从1条通道连接到32条通道连接,有非常强的伸缩性,以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。例如,PCI Express X1规格支持双向数据传输,每向数据传输带宽250MB/s,PCI Express X1已经可以满足主流声效芯片、网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求,但是远远无法满足图形芯片对数据传输带宽的需求。 因此,必须采用PCI Express X16,即16条点对点数据传输通道连接来取代传统的AGP总线。PCI Express X16也支持双向数据传输,每向数据传输带宽高达4GB/s,双向数据传输带宽有8GB/s之多,相比之下,目前广泛采用的AGP 8X数据传输只提供2.1GB/s的数据传输带宽。

    尽管PCI Express技术规格允许实现X1(250MB/秒),X2,X4,X8,X12,X16和X32通道规格,但是依目前形式来看,PCI Express X1和PCI Express X16将成为PCI Express主流规格,同时芯片组厂商将在南桥芯片当中添加对PCI Express X1的支持,在北桥芯片当中添加对PCI Express X16的支持。除去提供极高数据传输带宽之外,PCI Express因为采用串行数据包方式传递数据,所以PCI Express接口每个针脚可以获得比传统I/O标准更多的带宽,这样就可以降低PCI Express设备生产成本和体积。另外,PCI Express也支持高阶电源管理,支持热插拔,支持数据同步传输,为优先传输数据进行带宽优化。

    在兼容性方面,PCI Express在软件层面上兼容目前的PCI技术和设备,支持PCI设备和内存模组的初始化,也就是说目前的驱动程序、操作系统无需推倒重来,就可以支持PCI Express设备。