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一些關于路的記憶 PCIE總線技術簡析

編輯：谷子　[ 2013-8-8 9:03:21 ]　文章來源：數字標牌網

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一些關于路的記憶 PCIE總線技術簡析

隱形的“英雄”

其實地上本沒有路，走的人多了，也變成了路。

對于大多數人來說，“路”這東西從來都是最熟悉卻又最容易被遺忘的存在。寬廣平坦的道路可以讓我們更加快速的到達目的地，甚至能夠讓我們的路途變成享受，但在絕大多數時候，我們都會將注意力集中在路旁的風景上，進而忽略腳下的道路這個最重要的存在。

被遺忘的不光是現實生活中的道路，其實在面對PC的“高速公路”——數據總線時，我們通常也會選擇遺忘和忽視，并將自己的注意力轉向“令人窒息的運算速度提升”或者“日趨真實的視覺特效”之類看似更加精彩的領域。總線就像道路一樣，似乎是理所當然的一種存在，沒什么值得大書特書的地方。

這顯然并不公平。

PCIE總線

作為絕大多數PC設備的數據總線，PCIE總線承載著PC內部最重要的數據的交換銜接和傳遞任務，如果沒有這條總線的保障，顯示系統將無法正常工作，甚至最基本的數據存儲都無從談起，一切運算以及應用都將成為空談。所以在今天的這篇小品級的文字當中，就讓我們一起來看看PCIE總線這位被經常被忽略，卻又極端重要的幕后英雄吧。

寬廣的高速公路

每條高速公路幾乎都有自己的簡稱，“八高”、“京開”等等都是我們所耳熟能詳的。同這些簡稱一樣，“PCIE”本身也是一種簡明扼要的稱呼。為了尊重并感謝這條為PC的日常使用帶來便利的數據高速公路，我們還是應該了解一下PCIE總線背后的故事的。

PCIE全稱PCI-Express，這條原名“3GIO”的串行總線最初由Intel提出，其初衷意在取代原有的五花八門的總線接口規范，在新一代高速I/O接口當中形成統一獨立的標準。換句話說，它的出現代表了Intel的野心，同時也意味著一個統一I/O時代的來臨。

PCI-Express

在總線類型方面，PCIE屬于典型的高速串行點對點雙通道高帶寬傳輸型，數據可以雙向傳輸，所連接的設備均分配獨享的通道帶寬，設備間不共享資源，同時支持主動電源管理，錯誤報告，端對端的可靠性傳輸，熱插拔以及服務質量(QOS)等功能。

除了點對點以及串行之外，PCIE總線最大的特點在于帶寬拓展的迅速和便捷。標準的PCIE連接可以包含多個lane（訊道），當需要增加數據傳輸帶寬時，除了傳統的針對信號上下沿進行的一系列操作之外，PCIE總線還可以很方便通過簡單增加lane的數量來達到目的。單個PCIE 1.0的lane可以提供單向256MB/S的帶寬，如果將lane總量提升至16，由此獲得的PCIE X16 1.0總線便可以達到8GB/S的雙向帶寬。

規劃中的PCIE總線曾經擁有的形態

簡單且不怎么精確的描述，我們在主板上經常看到的PCIE接口其實就是一個由一組組獨立的單個高速雙向總線并在一起的匯總接口。一個PCIE X1接口，里面只包含了一條lane的PCIE總線，而PCIE X16接口則是16條lane匯總的結果。這些lane都有屬于自己的線纜界面和設備連接界面，每條lane在物理上都是獨立的，我們甚至僅憑長度便能判斷出PCIE接口的帶寬。這種簡單的可拓展性不僅賦予了PCIE更高的靈活度，同時也為顯卡之類大數據帶寬需求設備提供了良好的總線支持。

PCIE總線

對于顯卡所處理的常規任務，動輒過G的大尺寸材質以及畫面的高速更迭都會帶來極大地數據交換量，這種問題在多卡互聯的場合尤為明顯，如果不能為其準備一條通暢的用來交換數據的“高速公路”，再強大的處理能力也是形同虛設。PCIE總線就是這樣一條我們所需要的高速總線，你完全可以將一個PCIE X16接口理解成一條最多可以同時擁有雙向32車道的數據高速公路，插在上面的設備可以獨享這條寬闊的高速公路帶來的通暢。