pci-express總線及設(shè)備介紹(存儲(chǔ)版)
【正文】 2022年春季 IDF期間， Intel公司宣布將會(huì)開發(fā)第三代輸入輸出技術(shù)（ 3GIO技術(shù)）來取代現(xiàn)有的 PCI總線技術(shù)。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及，流媒體視頻和音頻開始變得無處不在，無論是桌面還是移動(dòng)平臺(tái)，而 PCI 或者 PCIX 甚至連達(dá)到流暢播放的基線還免為其難。一個(gè) 3GIO 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(Topology)由一個(gè) Host Bridge 和數(shù)個(gè) End Point (I/O 設(shè)備 )組成。 ? 3GIO Switch 具有提供輸出端的能力，是一個(gè)允許系列接口連接的高性能I/O 。在傳輸速度上， 本的 PCI Express將從每個(gè)信道單方向，而它在物理層上提供的 1～ 32速可選信道帶寬特性更使其可以輕松實(shí)現(xiàn)近乎 無限 的擴(kuò)展傳輸能力。 ? 9. 每個(gè)物理鏈接含有多點(diǎn)虛擬通道 類似于 InfiniBand， PCI Express總線技術(shù)在每一個(gè)物理通道中也支持多點(diǎn)虛擬通道，理論上來講每一個(gè)單物理通道中可以允許有 8條虛擬通道通道進(jìn)行獨(dú)立通信控制，而且每個(gè)通信的數(shù)據(jù)包都定義不同的 QoS。同時(shí)由 IBM創(chuàng)導(dǎo)的 PCIX接口標(biāo)準(zhǔn)在 PCI Express標(biāo)準(zhǔn)中也得到了兼容，但要注意的是它不兼容目前的 AGP接口。 1. 物理層（ Physical Layer） ? 物理層是最低層，它負(fù)責(zé)接口或者設(shè)備之間的鏈接，是物理接口之間的連接，可對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)中 OSI七層模式中的物理層來理解。 ? PCI Express鏈接可以配置為 x x x xx1 x16和 x32信道帶寬， x1帶寬的鏈接包含 4條線， x16帶寬信道每個(gè)方向就有 16個(gè)不同的信號(hào)對(duì)，或者 64根信號(hào)芯線用于雙向數(shù)據(jù)傳輸；終極的 x32帶寬信道每個(gè)方向可以提供 10GB/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，但是在采用 8位 /10位編碼方式的情況下，實(shí)際速率只可達(dá) 8GB/s，留有 20%富余。有些工業(yè)分析家建議在第一代用于替代 AGP總線的 PCI Express圖形總線應(yīng)該采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)，來取代原有的 16信道同步連接計(jì)劃，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為從圖形卡向系統(tǒng)內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)會(huì)更少些。MSI在多處理器系統(tǒng)中任何設(shè)備都可以發(fā)送中斷，比起主機(jī)直接發(fā)送中斷更加有效，所以現(xiàn)在許多多處理器系統(tǒng)和 I/O架構(gòu)都對(duì) MSI中斷技術(shù)提供支持。所有請(qǐng)求都是分離執(zhí)行，有些請(qǐng)示包將需要一個(gè)響應(yīng)包。 傳的方法稱之為“信息信號(hào)中斷”（ Message Signaled Interrupt， MSI）。 ? 下圖顯示了數(shù)據(jù)包在兩個(gè)設(shè)備中傳輸?shù)膶?shí)際流程，高層數(shù)據(jù)包信息被壓縮在低層封裝包中，應(yīng)用級(jí)數(shù)據(jù)最終在數(shù)據(jù)包的核心位置。傳輸信息在數(shù)據(jù)包包頭，它包括 3位代碼，可以描述 8個(gè)不同的傳輸信道。改進(jìn)的設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面： PCIExpress接口是基于現(xiàn)有 PCI結(jié)構(gòu)的主板旁加一個(gè) PCI接口一半長(zhǎng)的子接口；更高連接帶寬，如在一個(gè)物理卡中可以支持到最多 16條連接，將用新的連接器替代旁邊的 PCI或者 AGP連接器。 ? 如圖所示的是目前 PCISIG組織已確定的有關(guān) PCI Express總線接口、連接電纜和設(shè)備外觀，以及其應(yīng)用領(lǐng)域圖示。 ? 在服務(wù)器中因?yàn)檫@類 PCI Express卡較多，所以通常采用專用集線板集中安裝這些板卡設(shè)備，如圖所示。當(dāng)然新的軟件可能包括新的特性。每個(gè)通信的數(shù)據(jù)包都定義不同的 QoS，如圖所示。如新的處理類型可以包括在新的協(xié)議版本中，而不會(huì)影響下面的層，或者物理媒介可以被更換，而不會(huì)對(duì)更高層有大的影響。包同時(shí)還有如“非窺探”、“無嚴(yán)格排序”和“優(yōu)先權(quán)”等屬性，這些屬性將應(yīng)用于優(yōu)化路由 I/O子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包。傳輸過程如下圖所示。 MSI中斷是通過內(nèi)存寫處理操作邊沿觸發(fā)和發(fā)送的。 不過在此要注意的一點(diǎn)是，連接的雙方信道配置要一致，不可不對(duì)稱配置，也就是說說兩個(gè)方向的信道數(shù)要相等。單線雙向信號(hào)線及傳輸流程如下圖所示。PCIExpress配置使用標(biāo)準(zhǔn)的 PCI即插即用規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。 ? 13. 在軟件層保持與 PCI兼容 跨平臺(tái)兼容是 PCI Express總線非常重要的一個(gè)特點(diǎn)。 ? 5. 支持設(shè)備熱撥插和熱交換 ? PCI Express總線接口插槽中含有“熱撥插檢測(cè)信號(hào)”，所以可以像 USB、 IEEE 1394總線那樣進(jìn)行熱撥插和熱交換。當(dāng)然，它從多個(gè) 3GIO連接中也受益菲淺，并因此得以構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的 I/O 系統(tǒng)。 一個(gè)交換節(jié)點(diǎn) (switch)被增加到了系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 3GIO 概述 IV ? 今天計(jì)算平臺(tái)的并行總線，已經(jīng)被 3GIO 連接給取代了，并分成一個(gè)或者更多的 Lanes(小線路 )。 ? 在實(shí)際應(yīng)用中，例如千兆以太網(wǎng)和 InfiniBan
教學(xué)教案相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1