PCI Express
PCI-Express (Abk. PCIe od. PCI-E) ist der Nachfolger von PCI und AGP und bietet eine höhere Datenübertragungsrate.
PCIe ist im Gegensatz zum PCI-Bus kein paralleler Bus, sondern eine serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindung. Die Datenübertragung erfolgt über sogenannte Lanes, wobei jede Lane aus einem Leitungspaar für das Senden und einem zweiten Paar für das Empfangen besteht. Einzelne Komponenten werden über Switches verbunden...
PCIe ist vollduplexfähig und arbeitet mit einer Taktrate von 1,25GHz DDR. Daraus berechnet sich die Datenrate einer Lane (nach 8B/10B-Kodierung) zu max. 250MByte/s pro Richtung (Zum Vergleich: der Standard-PCI Bus mit 32-Bit Busbreite bei 33 MHz erreicht nur maximal 133 MByte/s). In der Praxis erreicht man Raten von über 240 MByte/s bei langen Datentransfers. Verwendet man nur eine Lane, spricht man von PCIe x1. Durch Koppelung mehrerer Lanes kann man die Datenrate erhöhen, etwa x2 mit 2 Lanes bis zu x32 mit 32 Lanes. Die PCI-SIG (Special Interest Group) plant darüberhinaus zukünftig auch Versionen mit 500 und 1000 MByte/s pro Lane.
Im Consumerbereich wird PCIe x1 als Ersatz für den PCI-Bus und PCIe x16 zur Anbindung einer Grafikkarte verwendet (PCI-Express For Graphics, PEG), was somit auch den AGP überflüssig macht. Im Serverbereich wird es darüberhinaus noch die Varianten x2, x4, x8, x16 und x32 geben. Die Slots sind außerdem abwärts kompatibel, d.h. eine x4 Karte kann z.B. auch in einen x8 Slot gesteckt werden, die überzähligen vier Lanes werden dann nicht genutzt. Umgekehrt ist dies momentan nur bei SLI üblich. Denn obwohl die Slots für die Grafikkarten die Größe von 16x Slots haben, werden beim Einsatz von zwei Grafikkarten die 16 Lanes auf beide Slots verteilt, was dann nur noch 8 Lanes pro Karte ergibt.
PCIe ist des Weiteren Hot-Plug-fähig, was das Ein- und Ausbauen von (defekten) Erweiterungskarten im laufendem Betrieb ermöglicht - ein Feature, das im Serverbereich gesucht ist.
Derzeit (2005) erhältliche Mainboards mit PCI-Express unterstützen maximal 20 Lanes - in der Regel aufgeteilt in einen 16x-Slot für die Grafikkarte und vier 1x Slots für Erweiterungskarten. Bei Verwendung von zwei gekoppelten Grafikkarten mit Nvidias SLI-Technologie sind statt des 16x-Slots zwei 8x-Slots auf dem Mainboard nötig. Neu dazu kamen nun 38 bzw. 40 Lanes. (http://www.heise.de/newsticker/meldung/62585)
Literatur
- Brad Congdon: PCI Express System Architecture, Addison Wesley, 2003, ISBN 0321156307