PCI Express

Конфигурация соединения

Как мы уточнили ранее, PCI Express может быть представлена набором из нескольких коммуникационных линий. Каждая линия соединения состоит из пары проводов. Эти пары проводов может использоваться для соединения различных устройств компьютера. Поскольку для каждого устройства необходима различная ширина шины, то и количество проводников будет разным. Например, для графического акселератора понадобится шина, имеющая намного большую пропускную способность, чем, допустим, та, которая соединяет сетевую плату со свичом (имеется в виду свич, управляющий «потоками» данных для PCI Express-соединений, —прим. ред.).

Поскольку различные устройства требуют различную пропускную способность, то для более гибкой разработки вычислительных систем Arapahoe Working Group реализовала конфигурацию PCI Express таким образом, чтобы можно было наращивать количество проводников, соединяющих различные устройства. Соединения PCI Express могут состоять из 1, 2, 4, 8, 16 и 32 пар проводников, служащих для передачи данных в одном направлении. Практически каждому устройству компьютера для нормального функционирования требуется двунаправленная шина. Поэтому, например, соединение x1, передающее данные в обоих направлениях, будет состоять из двух пар проводников для передачи данных в двух направлениях (как это было рассмотрено нами ранее), а соединение x32 — из 128 проводников (по 64 в каждом направлении). При наращивании количества проводников увеличивается пропускная способность шины. Следовательно, для соединения x32 максимальная теоретическая пропускная способность в одном направлении будет около 10 Гбит/с (2.5 Гбит/с x 32 x 8 бит). Однако не надо забывать о том, что по каналу также передается информация об отсчетах времени. Поэтому реальная скорость передачи данных по соединению x32 будет около 8 Гбит/с.

PCI Express разрабатывалась таким образом, что соединения между различными устройствами обязательно должны быть симметричными. Это значит, что количество проводников в одном направлении должно равняться количеству проводников в другом. На первый взгляд, такой подход кажется абсолютно не оправданным, поскольку большинство устройств при своем функционировании обходятся асимметричной шиной. Данная проблема активно обсуждалась и в отношении шины AGP, которую также должна сменить PCI Express.

Рассматривался даже ассиметричный вариант PCI Express шины. Однако на самом деле очень сложно рассчитать, насколько будет различаться поток данных, передаваемых от видеоакселератора к процессору и назад, для карт от различных производителей. А ведь в результате просчета в проценте асимметризации шины могла значительно упасть производительность системы при работе с данными. По причине того, что шина, соединяющая root-комплекс и видеоакселератор, не справлялась бы со своим назначением, и последний бы простаивал в ожидании инструкций. Это способно было в значительной мере повлиять на популярность PCI Express среди разработчиков, чего не могла себе позволить AWG. Поэтому от идеи отказались.