PCI VS PCI-X VS PCI-E:為什麼選擇PCI-E網卡?
現代計算機網絡最大的特徵就是可升級性,它能通過在PCI/PCI-X/PCI-E插槽上安裝光纖網卡來實現網絡升級。目前光纖網卡具備PCI、PCI-X和PCI-E三種類型,其中PCI是最原始的版本,PCI-E是目前最受用戶歡迎的網卡。PCI與PCI-X、PCI與PCI-E有何區別為什麼會選擇PCI-E光纖網卡呢?閱讀本文您將從中找到答案。
PCI/PCI-X/PCI-E是什麼?
PCI(外設部件互連標準)是由英特爾(Intel)於1991年推出,用於定義局部總線的標準,該標準前後經歷無數次的改進,最初,PCI光纖網卡主要用於個人計算機(PC)的主板上,後隨着用戶對更高性能的要求,該光纖網卡逐漸被其他光纖網卡所取代。PCI-X相當於是PCI的升級版,其傳輸速率高達1066MB/s,滿足更高帶寬的需求,同時可向後兼容PCI光纖網卡。PCI-E是目前最新且使用最為廣泛的版本,主要用於計算機和服務器的主板上。該標準擁有多種規格(如1X~16x),可滿足低速和高速設備的需求,最高傳輸速率可達10GB/s,具備較大的發展潛力。
PCI/PCI-X/PCI-E有什麼不同?
雖然PCI/PCI-X/PCI-E光纖網卡均可作為服務器或計算機與網絡連接的接口,但三者之間也存在些許區別。具體如下:
總線結構
PCI光纖網卡和PCI-X光纖網卡與PCI-E光纖網卡主要的區別在於總線結構不一樣。PCI光纖網卡和PCI-X光纖網卡都採用傳統的總線技術——共享總線結構,即所有連接的外圍設備並行使用同一總線,這意味着數據將跨多行同時進行發送和接收。但兩者不同的是,PCI總是頻繁的在目標設備和總線之間交換數據,而PCI-X則只允許目標設備僅於單個PCI-X設備進行數據交換,與此同時,若是沒有數據交換機,總線將會自動移除PCI-X設備,減少等待周期,從而提高性能。在相同的頻率下,PCI-X提供的性能高出PCI14~35%。
但,PCI-E光纖網卡採用的是專用的點對點串行技術,相比PCI和PCI-X的共享並行架構來說,每個設備都擁有自身專用的連接,無需向整個總線請求帶寬,創建了更加高效的總線系統。與此同時,它可以把傳輸速率提高到更高的頻率(是PCI和PCI-X所達不到的)。
與網絡通信時,設備都會在總線上等待,但隨着添加的設備越來越多,整體性能也將下降。
圖1:PCI / PCI-X與PCI-E光纖網卡的總線結構
插槽尺寸
PCI/PCI-X/PCI-E插槽尺寸差異較大。PCI光纖網卡有32位和64位兩個版本,其中32位版本的PCI插槽有82毫米,而PCI-X光纖網卡在物理上類似於64位PCI光纖網卡,插槽有130毫米。這樣看來,PCI和PCI-X光纖網卡佔據了主板上相當大的空間。不同的是,PCI-E光纖網卡只用在PCI-E插槽上,而PCI-E插槽的尺寸取決於PCI-E總線的通道數,也就是“X1”“X8”等,數字表示提供的通道數。1通道的PCI-E X1插槽較小,幾乎不佔主板的空間,就算是32通道的PCI-E X32,也只與PCI-X插槽尺寸相仿。
帶寬
如上所述,PCI光纖網卡具備32位和64位兩個版本,可在33MHz和66MHz工作頻率(總線時鐘頻率)下運行。當32位PCI光纖網卡工作在33MHz頻率下(標準配置),最大帶寬為133MB/s,當32位PCI光纖網卡工作在66MHz頻率或者64位光纖網卡工作在33MHz頻率下,最大帶寬為266MB/s,當64位光纖網卡工作在66MHz頻率下,最大傳輸速率為528MB/s。
大多數PCI-X光纖網卡都是64位的,通常工作在66MHz、100MHz、133MHz以及533MHz(PCI-X 2.0)頻率下,最大帶寬為1.06GB/s。
而PCI-E光纖網卡目前擁有五個版本,每個版本的帶寬不同,從250 MB/s到幾GB/s不等,實現了巨大的飛躍,如下圖。具體的帶寬取決於它的版本以及它的通道數的不同,目前來說,PCI-E 5.0 X16的帶寬最大,可高達63GB/s。
PCIe版本 | 行代碼 | 傳輸速率 | x1 | x4 | x8 | x16 |
---|---|---|---|---|---|---|
1.0 | 8b/10b | 2.5GT/s | 250MB/s | 1GB/s | 2GB/s | 4GB/s |
2.0 | 8b/10b | 5GT/s | 500MB/s | 2GB/s | 4GB/s | 8GB/s |
3.0 | 128b/130b | 8GT/s | 984.6MB/s | 3.938GB/s | 7.877GB/s | 15.754GB/s |
4.0 | 128b/130b | 16GT/s | 1.969GB/s | 7.877GB/s | 15.754GB/s | 31.508GB/s |
5.0 | 128b/130b | 32/25GT/s | 3.9/3.08GB/s | 15.8/12.3GB/s | 31.5/24.6GB/s | 63/49.2GB/s |
為什麼選擇PCI-E光纖網卡?
經上述對比,相信您一定發現了與PCI和PCI-X相比,最新的PCI-E光纖網卡具備明顯的優勢,選擇PCI-E光纖網卡是必然趨勢。
解決早前技術瓶頸
從技術上來說,PCI-E光纖網卡放棄了PCI和PCI-X光纖網卡所採用的常規並行傳輸技術(該技術跟蹤路由困難),而選擇採用了串行傳輸技術,該技術允許每個通道獨享自己專用帶寬,通道之間互不影響,有效減少干擾問題。
確保傳輸速率
實際上,隨着PCI-E光纖網卡通道數的增加,數據傳輸並不會受其影響。也就是說,如果用戶使用的PCI-E光纖網卡,即便再安裝一張光纖網卡,先前的傳輸速率也不會降低。相反,若是用戶使用的是PCI或者PCI-X光纖網卡,若是想再安裝一張光纖網卡,傳輸速率將會降低,因為PCI/PCI-X採用的共享總線結構,若增加一張光纖網卡,就意味着多一條傳輸通道共享傳輸速率。
提供經濟高效的解決方案
從經濟上來說,由於PCI-E光纖網卡採用了點對點傳輸技術,降低了硬件設計的複製性和難度,從而降低了系統開發和製造成本。 目前, PCI、PCI-X以及PCI-E這三種類型的光纖網卡都存在於市場中。但PCI-E光纖網卡能與當前的操作系統兼容且可以提供更高的帶寬,因此,越來越多的計算機硬件設計人員和製造商選擇將PCI-E集成到他們的最新產品中。未來,PCI-E將逐漸取代PCI和PCI-X。
圖2:10GBase-T PCI-E光纖網卡
常見疑問解答
Q:PCI-E光纖網卡可以用在PCI或者PCI-X插槽上嗎?
A:不行,因為PCI-E與PCI/PCI-X總線結構不同,不能相互兼容。在大多數情況下,主板上都會有PCI插槽和PCI-E插槽,因此在使用時將光纖網卡插入到與之匹配的插槽中,請勿亂用插槽。
Q:PCI光纖網卡可以用在PCI-X插槽上嗎?
A:可以,但不建議這麼做。雖然PCI-X可以兼容PCI,但若是將PCI光纖網卡插入到PCI-X插槽中,系統降至PCI級別,無法執行基於PCI-X的操作。若是您手上只有PCI光纖網卡,可以嘗試使用,但請記住該操作會有降低系統級別的風險。
Q:32位PCI光纖網卡能用在64位PCI-X插槽嗎?
A:大多數32位PCI光纖網卡可以在64位PCI-X插槽中運行,但總線帶寬將受限於最低的總線時鐘頻率,也就是說如果將66MHz的PCI光纖網卡安裝到支持133MHz的PCI-X插槽中,工作頻率將受限在66MHz,這是最大帶寬為266MB/s。
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