PCI vs. PCI-X vs. PCI-E, Warum PCI-E- die beste Lösung ist

Eine der herausragendsten Eigenschaften moderner Computer ist ihre Erweiterbarkeit. Neue Features können durch den Einbau einer Erweiterungskarte in einen der Steckplätze, die drei verschiedenen Standards folgen können, hinzugefügt werden: PCI, PCI-X & PCI-E. Entsprechend werden drei Versionen der Netzwerkkarten angeboten. Die PCI-Karte ist als die ursprüngliche Version bekannt, und die PCI-E-Karte wird derzeit als die bevorzugte Version angesehen.

PCI vs. PCI-X vs. PCI-E: Überblick

Der PCI (Peripheral Component Interconnect)-Standard hat unzählige große und kleine Verbesserungen erfahren, die sich in den entsprechenden Netzwerkkarten widerspiegeln. Ursprünglich war die PCI-Karte über viele Jahre hinweg eine vielseitige Netzwerk-Hardware für private und geschäftliche Anwender, die sich immer noch nicht dem Schicksal entziehen konnte, mit zunehmender Nachfrage nach höherer Leistung irgendwann ersetzt zu werden. Als Vorläufer von PCI-E ist die PCI-X (abgeleitet von Peripheral Component Interconnect eXtended) Karte eine verbesserte Version von PCI für die geforderte höhere Bandbreite. Die PCI-E (E steht für Express) Karte, die neueste Version, ist dann heute für viele Käufer zur ersten Wahl geworden. In diesem Beitrag erfahren Sie PCIe-Karten-Tutorial: Alles, was Sie über die PCI-Express-Karte wissen müssen.

PCI vs. PCI-X vs. PCI-E: Unterschiede

Alle Netzwerkadapter der "PCI-Serie" fungieren als Verbindungsschnittstelle, über die Geräte mit dem Computer verbunden werden. Allerdings sind die Unterschiede zwischen PCI vs. PCI-X, PCI vs. PCIe deutlich. Im folgenden Teil wird vor allem der Vergleich von PCI vs. PCI-X vs. PCI-E-Karte diskutiert.

Topologie

Der Hauptunterschied zwischen der bisherigen PCI-Karte und der PCI-X-Karte und der PCIe-Nachfolgekarte ist die "parallele vs. serielle" Datenübertragung. PCI- und PCI-X-Netzwerkkarten folgen dem ursprünglichen PCI-Standard, bei dem es sich um eine klassische Shared-Bus-Architektur handelt, bei der alle angeschlossenen Peripheriegeräte den gleichen Bus parallel nutzen. Insbesondere werden Daten gleichzeitig über mehrere Leitungen gesendet und empfangen. Die Geräte müssen normalerweise auf dem Bus warten, wenn sie mit dem Computer kommunizieren. Die Gesamtleistung sinkt mit der Zunahme der hinzugefügten Geräte. Die PCI-E-Karte verwendet jedoch eine dedizierte serielle Punkt-zu-Punkt-Technologie, die einem On-Board-Netzwerk ähnelt. Daher hat jedes einzelne Gerät seinen eigenen Bus, wodurch ein effizienteres Bussystem entsteht. Beachten Sie, dass eine serielle Verbindung mit einem höheren Takt mit der Geschwindigkeit mehrerer paralleler Leitungen, die sich mit derselben Last bewegen, übereinstimmen kann.

Abbildung 1: Topologie von PCI/PCI-X vs. PCI-E-Karten

Slot-Größe

Wenn es um die Größe des Steckplatzes auf der Hauptplatine des Computers geht, unterscheiden sich PCI vs. PCI-X und PCI vs. PCIe sehr stark. Die festen Breiten für herkömmliche PCI-Karten sind 32-Bit- und 64-Bit-Versionen. Die PCI-X-Karte (hat nur 64 Bit Breite) ist physisch ähnlich wie eine 64-Bit-PCI-Karte. Die konventionellen PCI-Steckplätze sind die 85 mm lange 32-Bit-Version, die meisten PCI-X-Netzwerkkarten verwenden den 130 mm langen 64-Bit-Steckplatz. Daher nehmen die Steckplätze und die entsprechenden Netzwerkkarten ziemlich viel Platz auf der Hauptplatine ein. Im Umgekehrt können PCI-E-Karten nur in die dafür vorgesehenen PCIe-Steckplätze gesteckt werden. Die Größe des Steckplatzes hängt von der Anzahl der Lanes ab, die der PCI-E-Bus hat, die mit "x1", "x8" usw. angegeben wird. Die Zahl gibt die "Lanes" an, die der Steckplatz bietet. Ein PCI-E-x1-Steckplatz, der nur eine Lane hat, nimmt fast keinen Platz auf der Hauptplatine ein. Und ein 32-Lane-PCI-E-x32-Steckplatz ist von der Größe her ähnlich wie PCI-X-Steckplätze.

Bandbreite

Wie bereits erwähnt, hat die PCI-Karte zwei Versionen: 32-Bit und 64-Bit, die mit 33 MHz bzw. 66 MHz laufen. Die potenzielle Bandbreite beträgt 133 MB/s in 32 Bit bei 33 MHz (die Standardkonfiguration), 266 MB/s in 32 Bit bei 66 MHz oder in 64 Bit bei 33 MHz und 533 MB/s in 64 Bit bei 66 MHz. Die meisten PCI-X-Netzwerkadapter sind nur 64 Bit und laufen normalerweise bei 66 MHz, 100 MHz, 133 MHz, bis zu 533 MHz mit PCI-X 2.0, was eine maximale Übertragungsgeschwindigkeit von 1,06 GB/s ermöglicht. Was die PCIe-Karte betrifft, so wurde ein großer Sprung in der höheren Bandbreite erreicht. Die Bandbreite variiert von 250 MB/s bis zu mehreren GB/s pro Lane, je nach Kartengröße und -version. Die maximale Bandbreite von PCIe 5.0 x1 beträgt 3,9 GB/s.

Einige detaillierte Spezifikationen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

PCI-E-Karten: ein unausweichlicher Trend

Nach dem Vergleich können wir definitiv feststellen, dass die PCI-E-Karte aufgrund der überwältigenden Vorteile gegenüber der PCI- und PCI-X-Karte offensichtlich überlegen ist.

Die Schwächen der Vorgänger beseitigen

Technisch gesehen gibt die PCIe-Karte die herkömmliche parallele Übertragung auf, die von PCI- und PCI-X-Netzwerkadaptern übernommen wurde und die ein schwieriges Trace-Routing erfordert. Sie verwendet eine serielle Übertragungstechnologie, bei der jede Lane ihre eigene exklusive Bandbreite hat, so dass sich die Lanes nicht gegenseitig beeinflussen. Es gibt weniger Interferenzprobleme.

Sicherstellen einer effektiven Übertragung

Praktisch gesehen wird die Datenübertragungsrate durch die Erhöhung der Lanes für eine PCIe-Karte nicht geschwächt. Das heißt, wenn der Anwender PCIe-Karten verwendet, obwohl eine weitere Karte eingebaut ist, wird die bisherige Datenübertragungsrate nicht verringert. Wenn der Anwender dagegen PCI- oder PCI-X-Karten verwendet, führt der Einbau einer weiteren Karte zu einer Verringerung der bisherigen Datenübertragungsrate, was eine inhärente Einschränkung der gemeinsamen Bustopologie von PCI/PCI-X darstellt.

Bieten Sie eine kosteneffiziente Lösung

Wirtschaftlich gesehen könnte der Punkt-zu-Punkt-Übertragungs-PCI-Express-Netzwerkadapter die Kosten für die Systementwicklung und -herstellung senken, da die Komplexität und der Schwierigkeitsgrad des Hardware-Plattformdesigns reduziert wird.

Zurzeit existieren auf dem Markt PCI- und PCI-X- und PCI-E-Karten parallel. Da PCIe-Netzwerkkarten mit den aktuellen Betriebssystemen kompatibel sind und höhere Geschwindigkeiten bieten können, werden mehr Computer-Hardwareentwickler und -hersteller PCIe weiterhin in ihre neuesten Angebote integrieren. PCI-E ersetzt schrittweise den PCI/PCI-X-Standard, und die PCI-basierten Karten werden in nicht allzu ferner Zukunft veraltet sein.

Abbildung 2: 10GBase-T PCIe-Netzwerkkarte

FAQs

Kann eine PCI-E-Karte in einem PCI/PCI-X-Steckplatz funktionieren?

Die Antwort ist nein. PCIe-Karte und PCI/PCI-X-Karten sind aufgrund ihrer unterschiedlichen Konfigurationen nicht miteinander kompatibel. In den meisten Fällen gibt es sowohl PCI- als auch PCIe-Steckplätze auf der Hauptplatine. Bitte setzen Sie die Karte in den passenden Steckplatz ein und missbrauchen Sie die beiden Typen nicht.

Kann eine PCI-Karte in einem PCI-X-Steckplatz verwendet werden?

Die Antwort ist ja, aber nicht ratsam. PCI-X ist abwärtskompatibel mit PCI. Wenn eine PCI-Karte in einen PCI-X-Steckplatz eingesteckt wird, fällt das System auf die PCI-Ebene zurück, ohne PCI-X-basierte Operationen auszuführen. Wenn Sie nur eine PCI-Karte zur Hand haben, können Sie es versuchen, aber auf die Gefahr hin, das PCI-X-basierte Gerät auf PCI-Ebene zu verlangsamen.

Ist eine 32-Bit-PCI-Karte mit den 64-Bit-PCI-X-Steckplätzen kompatibel?

Die meisten 32-Bit-PCI-Karten funktionieren in 64-Bit-PCI-X-Steckplätzen ordnungsgemäß, aber die Busgeschwindigkeit ist auf die Taktfrequenz der langsamsten Karte beschränkt. Das heißt, wenn eine 66-MHz-PCI-Karte in einen PCI-X-Steckplatz mit einer Taktfrequenz von 133 MHz eingebaut wird, ist die Bus-Backplane auf 66 MHz begrenzt.