總線(xiàn)是一組進(jìn)行互連和傳輸信息(指令、數(shù)據(jù)和地址)的信號(hào)線(xiàn)。主要參數(shù)有總線(xiàn)位寬、總線(xiàn)時(shí)鐘頻率和總線(xiàn)傳輸速率。
※總線(xiàn)位寬決定輸入/輸出設(shè)備之間一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘浚梦唬╞it)表示,如總線(xiàn)寬度為8位、16位、32位和64位。
※總線(xiàn)時(shí)鐘頻率是總線(xiàn)的工作頻率,以MHz表示。
※總線(xiàn)傳輸速率是總線(xiàn)上每秒鐘所能傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)。通過(guò)總線(xiàn)寬度和總線(xiàn)時(shí)鐘頻率來(lái)計(jì)算總線(xiàn)傳輸速率。
一. 并行總線(xiàn)
并行總線(xiàn)帶寬(MB/s)=并行總線(xiàn)時(shí)鐘頻率(MHz)*并行總線(xiàn)位寬(bit/8=B)*每時(shí)鐘傳輸幾組數(shù)據(jù)(cycle)
●PCI總線(xiàn)位寬是32位,總線(xiàn)頻率33MHz,每時(shí)鐘傳輸1組數(shù)據(jù),它的帶寬為127.2MB/s,即1017.6Mbps。
●PCI2.1總線(xiàn)位寬是64位,總線(xiàn)頻率66MHz,每時(shí)鐘傳輸1組數(shù)據(jù),它的帶寬為508.6MB/s,即4068.8Mbps。
●AGP總線(xiàn)位寬是32位,總線(xiàn)頻率66MHz,每時(shí)鐘傳輸1組數(shù)據(jù),它的帶寬為254.3MB/s,即2034.4Mbps。
●AGPPro總線(xiàn)位寬是32位,總線(xiàn)頻率66MHz,每時(shí)鐘傳輸1組數(shù)據(jù),它的帶寬為254.3MB/s,即2034.4Mbps。
AGPPro是AGP的改進(jìn)型,它使工作站級(jí)主板也能利用AGP的加速性能,降低了AGP所需的電壓供應(yīng),并沒(méi)有什么太大的改變。
●AGP2X總線(xiàn)位寬是32位,總線(xiàn)頻率66MHz,每時(shí)鐘傳輸2組數(shù)據(jù),它的帶寬為508.6MB/s,即4068.8Mbps。
●AGP4X總線(xiàn)位寬是32位,總線(xiàn)頻率66MHz,每時(shí)鐘傳輸4組數(shù)據(jù),它的帶寬為1017.3MB/s,即8138.4Mbps。
●AGP8X總線(xiàn)位寬是32位,總線(xiàn)頻率66MHz,每時(shí)鐘傳輸8組數(shù)據(jù),它的帶寬為2034.6MB/s,即16276.8Mbps。
順帶說(shuō)說(shuō):
○ISA總線(xiàn)位寬是16位,總線(xiàn)頻率8.3MHz,每時(shí)鐘傳輸1組數(shù)據(jù),它的帶寬為15.9MB/s,即127.2Mbps。
○EISA總線(xiàn)位寬是32位,總線(xiàn)頻率8.3MHz,每時(shí)鐘傳輸1組數(shù)據(jù),它的帶寬為31.8MB/s,即254.4Mbps。
二. 串行總線(xiàn)
好,該說(shuō)最新的PCI Express了,和上面這些并行總線(xiàn)不同的是,PCI Express屬于串行總線(xiàn),總線(xiàn)帶寬和總線(xiàn)時(shí)鐘頻率的概念與并行總線(xiàn)完全相同,只是它改變了傳統(tǒng)意義上的總線(xiàn)位寬的概念。串行總線(xiàn)采用多條管線(xiàn)(或通道)的做法實(shí)現(xiàn)更高的速度,管線(xiàn)之間各自獨(dú)立,多條管線(xiàn)組成一條總線(xiàn)系統(tǒng)。如PCI Express x1,PCI Express x2,PCI Expressx 16等。
PCI Express總線(xiàn)頻率2500MHz,這是在100MHz的基準(zhǔn)頻率通過(guò)鎖相環(huán)振蕩器(PhaseLockLoop,PLL)達(dá)到的。
串行總線(xiàn)帶寬(MB/s)=串行總線(xiàn)時(shí)鐘頻率(MHz)*串行總線(xiàn)位寬(bit/8=B)*串行總線(xiàn)管線(xiàn)*編碼方式*每時(shí)鐘傳輸幾組數(shù)據(jù)(cycle)
◆PCI Express x1總線(xiàn)位寬是1位,總線(xiàn)頻率2500MHz,串行總線(xiàn)管線(xiàn)是1條,每時(shí)鐘傳輸2組數(shù)據(jù),編碼方式為8b/10b,它的帶寬為476.84MB/s,即3814.7Mbps。(帶寬是PCI的3.75倍)
公式是2500000000(Hz)*1/8(bit)*1(條管線(xiàn))*8/10(bit)*2(每時(shí)鐘傳輸2組數(shù)據(jù))=500000000B/s=476.8371582MB/s,即3814.6972656Mbps。
下面給出其它類(lèi)型組合的帶寬。
◆PCI Expressx2的帶寬為953.68MB/s,即7629.4Mbps。(此模式僅用于主板內(nèi)部接口而非插槽模式)
◆PCI Expressx4的帶寬為1907.36MB/s,即15258.9Mbps。
◆PCI Expressx8的帶寬為3814.72MB/s,即30517.8Mbps。
◆PCI Expressx16的帶寬為7629.44MB/s,即61035.5Mbps。(帶寬是AGP8X的3.75倍。)
◆PCI Expressx32的帶寬為15258.88MB/s,即122071Mbps。
可能有朋友感覺(jué)在這看到的帶寬數(shù)據(jù)比別處看到的值要小,因?yàn)槲也射浀氖菍?shí)際數(shù)據(jù),而非文稿數(shù)據(jù)。就如同說(shuō)硬盤(pán)160GB,而實(shí)際能用的只有153GB左右。感興趣的朋友請(qǐng)接著往下看!
PCI的帶寬常被引述為132MB/秒,這是文稿數(shù)據(jù),它的實(shí)際帶寬是127.2MB/秒。造成如此差異是因?yàn)椋?/p>
1.對(duì)工作頻率具體數(shù)值引用的不同。
2.容量單位上存在二進(jìn)制計(jì)量與十進(jìn)制計(jì)量,132MB/秒來(lái)源于十進(jìn)制計(jì)量,127.2MB/秒來(lái)源于二進(jìn)制計(jì)量。
并行總線(xiàn)帶寬(MB/s)=并行總線(xiàn)時(shí)鐘頻率(MHz)*并行總線(xiàn)位寬(bit/8=B)*每時(shí)鐘傳輸幾組數(shù)據(jù)(cycle)
B/s=Hz*bytes*cycle
MB/s=MHz*bytes*cycle
132MB/秒:
PCI的工作頻率是33MHz,即33MHz*1000000=33000000Hz。
PCI的位寬是32bits,即4bytes。
PCI每時(shí)鐘傳輸1組數(shù)據(jù)。
33000000Hz*4bytes*1cycle=132000000byte/s除以10的6次方(十進(jìn)制計(jì)量)=132megabyte/s=132MB/s
而127.2MB/秒:
PCI的工作頻率是以30ns來(lái)表示,Xns的倒數(shù)*1000=YMHz,即30ns的倒數(shù)*1000=33.333333MHz,33.333333MHz*1000000=33333333Hz。
PCI的位寬是32bits,即4bytes。
PCI每時(shí)鐘傳輸1組數(shù)據(jù)。
33333333Hz*4bytes*1cycle=133333332byte/s除以2的20次方(二進(jìn)制計(jì)量)=127.15mebibyte/s=127.2MB/s=1017.6Mb/s
PCI是由Intel公司1991年推出的一種局部總線(xiàn)。從結(jié)構(gòu)上看,PCI是在CPU和原來(lái)的系統(tǒng)總線(xiàn)之間插入的一級(jí)總線(xiàn),具體由一個(gè)橋接電路實(shí)現(xiàn)對(duì)這一層的管理,并實(shí)現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的傳送。管理器提供了信號(hào)緩沖,使之能支持10種外設(shè),并能在高時(shí)鐘頻率下保持高性能,它為顯卡,聲卡,網(wǎng)卡,MODEM等設(shè)備提供了連接接口,它的工作頻率為33MHz/66MHz。
最早提出的PCI總線(xiàn)工作在33MHz頻率之下,傳輸帶寬達(dá)到了133MB/s(33MHzX32bit/8),基本上滿(mǎn)足了當(dāng)時(shí)處理器的發(fā)展需要。隨著對(duì)更高性能的要求,1993年又提出了64bit的PCI總線(xiàn),后來(lái)又提出把PCI總線(xiàn)的頻率提升到66MHz。
PCI-E技術(shù)簡(jiǎn)介
隨著圖像處理技術(shù)和人們對(duì)于游戲需求的急速增長(zhǎng),傳統(tǒng)的AGP接口已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足時(shí)下瘋狂的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅谑窃缭?001年的春季IDF(Intel開(kāi)發(fā)者論壇)上,Intel公司已經(jīng)宣布要用一種新的技術(shù)取代PCI總線(xiàn)和多種芯片的內(nèi)部連接,并稱(chēng)之為第三代I/O總線(xiàn)技術(shù)(3rdGenerationI/O,也就是3GIO);到了2001年底,包括Intel、AMD、DELL、IBM等20多家業(yè)界主導(dǎo)公司加入了PCI-SIG(PCI特殊興趣小組)并開(kāi)始起草3GIO規(guī)范的草案;2002年草案完成,并把3GIO正式命名為PCI Express。這就是PCI-E的由來(lái)。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),PCI-E能夠提供2.5Gbit/s的單向單線(xiàn)連接傳輸速率。相對(duì)于傳統(tǒng)PCI總線(xiàn)在單一時(shí)間周期內(nèi)只能實(shí)現(xiàn)單向傳輸,PCI Express的雙單工接能提供更高的傳輸速率和質(zhì)量,它們之間的差異跟半雙工和全雙工類(lèi)似。同時(shí)PCI Express串行連接使用了內(nèi)嵌時(shí)鐘技術(shù)(8b/10b編碼模式),時(shí)鐘信息直接寫(xiě)入數(shù)據(jù)流中,這對(duì)比大多數(shù)并行總線(xiàn)要額外傳輸保持同步的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)說(shuō)更能節(jié)省傳輸?shù)耐ǖ篮吞岣邆鬏斝省?/p>
一個(gè)PCI Express連接可以被配置成x1,x2,x4,x8,x12,x16和x32的數(shù)據(jù)帶寬。x1的通道能實(shí)現(xiàn)單向312.5MB/秒(2.5Gbit/s*1/8位)的傳輸速率,同理x32通道連接就能提供10GB/秒的速率,但考慮使用8b/10b編碼實(shí)際上有20%左右的消耗,實(shí)際的傳輸速率大概是8GB/S(x32單向)。一般的顯卡使用的PCI-E X16標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)傳輸率為4.8GB/S,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)在最流行的AGP 8X的2.1GB/S的數(shù)據(jù)流量。
對(duì)于廣大的消費(fèi)者來(lái)說(shuō),PCI-E直接帶來(lái)的就是顯卡性能得大幅度提升,它可以在一段時(shí)間內(nèi)徹底解決困擾大家的顯示卡傳輸帶寬的問(wèn)題,而且在今后游戲的配合下,我們可以使用更高級(jí)的顯示卡獲得更加逼真的效果。