PCI vs PCI-X vs PCI-E, Perché Scegliere una Scheda PCI-E?

Una delle caratteristiche più importanti dei computer moderni è la loro aggiornabilità. Le nuove funzionalità possono essere aggiunte installando una scheda di espansione in uno degli slot che possono seguire tre diversi standard: PCI, PCI-X e PCI-E. Di conseguenza, sono nate tre versioni di schede di rete. La scheda PCI è conosciuta come l'edizione originale, mentre la scheda PCI-E è attualmente considerata la preferita. PCI vs PCI-X, PCI vs PCI Express, quali sono le loro differenze? Perché dovremmo scegliere le schede PCI-E? Continuate a leggere per trovare le risposte.

Il Rapporto tra PCI e PCI-X e PCI-E

Lo standard PCI (Peripheral Component Interconnect) è passato attraverso innumerevoli miglioramenti grandi o piccoli, che si riflettono nelle corrispondenti schede di rete. Inizialmente, la scheda PCI è stata un hardware di rete versatile al servizio degli utenti domestici e aziendali per molti anni, ma non è ancora riuscita a sfuggire al destino di essere sostituita con l'aumento della domanda di prestazioni più elevate. Precursore della PCI-E, la scheda PCI-X (derivata da Peripheral Component Interconnect eXtended) è una versione migliorata della PCI per soddisfare le esigenze di una maggiore larghezza di banda. La scheda PCI-E (E sta per Express), la versione più recente, è diventata la prima scelta per molti acquirenti dopo il rilascio. Che Cos'è la Scheda PCIe? Tutto Ciò che C'è da Sapere sulla Scheda PCI Express offre una presentazione completa della scheda PCIe.

PCI vs PCI-X vs PCI-E: Quali Sono le Differenze?

Tutti gli adattatori di rete della "serie PCI" funzionano come interfaccia di connessione che collega i dispositivi al computer. Tuttavia, le differenze tra PCI e PCI-X, PCI e PCIe sono distinte. La parte che segue tratta principalmente del confronto tra PCI e PCI-X e PCI-E.

Topologia di Funzionamento

La differenza principale tra le precedenti schede PCI e PCI-X e la successiva scheda PCIe è la trasmissione dei dati "parallela e seriale". Le schede di rete PCI e PCI-X seguono lo standard PCI originale, che è una classica architettura a bus condiviso con tutte le periferiche collegate che utilizzano lo stesso bus in parallelo. In particolare, i dati vengono inviati e ricevuti simultaneamente su più linee. Le periferiche devono normalmente attendere sul bus quando comunicano con il computer. Le prestazioni complessive diminuiscono con l'aumentare dei dispositivi aggiunti. La scheda PCI-E, invece, adotta una tecnologia seriale dedicata punto-punto, simile a una rete a bordo. Pertanto, ogni singolo dispositivo ha il proprio bus, il che crea un sistema di bus più efficiente. Si noti che una connessione seriale con un clock più elevato può eguagliare la velocità di più linee parallele che si muovono sullo stesso carico.

Figura 1: Topologia di Funzionamento della Scheda PCI/PCI-X vs PCI-E

Dimensione dello Slot

Per quanto riguarda le dimensioni dello slot sulla scheda madre del computer, PCI vs PCI-X, PCI vs PCIe differiscono notevolmente. Le larghezze fisse delle schede PCI convenzionali sono le versioni a 32 e 64 bit. La scheda PCI-X (che ha solo 64 bit di larghezza) è fisicamente simile a una scheda PCI a 64 bit. Gli slot PCI convenzionali sono la versione a 32 bit lunga 85 mm, mentre la maggior parte delle schede di rete PCI-X utilizza uno slot a 64 bit lungo 130 mm. Di conseguenza, gli slot e le relative schede di rete occupano parecchio spazio sulla scheda madre. Al contrario, le schede PCI-E possono essere inserite solo negli appositi slot PCIe. La dimensione dello slot dipende dalla quantità di corsie del bus PCI-E, specificate come "x1", "x8" e così via. Il numero indica le "corsie" che lo slot offre. Uno slot PCI-E x1, con una sola corsia, non occupa quasi spazio sulla scheda madre. Uno slot PCI-E x32 a 32 corsie ha dimensioni simili agli slot PCI-X.

Larghezza di Banda

Come già detto, la scheda PCI ha due versioni: 32 bit e 64 bit, funzionanti rispettivamente a 33 MHz e 66 MHz. La larghezza di banda potenziale è di 133 MB/s in 32 bit a 33 MHz (la configurazione standard), 266 MB/s in 32 bit a 66 MHz o in 64 bit a 33 MHz e 533 MB/s in 64 bit a 66 MHz. La maggior parte degli adattatori di rete PCI-X sono solo a 64 bit e normalmente funzionano a 66 MHz, 100 MHz, 133 MHz, fino a 533 MHz con PCI-X 2.0, consentendo una velocità di trasmissione massima di 1,06 GB/s. Per quanto riguarda le schede PCIe, è stato compiuto un grande balzo in avanti nella larghezza di banda. La larghezza di banda varia da 250 MB/s a diversi GB/s per corsia, a seconda delle dimensioni e della versione della scheda. La larghezza di banda massima di PCIe 5.0 x1 è di 3,9 GB/s.

Alcune specifiche dettagliate sono presentate nella tabella seguente:

PCI vs PCI-X vs PCI-E, Perché Scegliere la Scheda PCI-E?

Dopo il confronto e l'analisi, si è giunti alla conclusione che la scheda PCI-E di nuova concezione è evidentemente superiore grazie ai vantaggi schiaccianti rispetto alle schede PCI e PCI-X:

Risolvere i Colli di Bottiglia dei Predecessori

Dal punto di vista tecnico, la scheda PCIe abbandona la trasmissione parallela convenzionale adottata dagli adattatori di rete PCI e PCI-X, che richiede un difficile instradamento delle tracce. Utilizza una tecnologia di trasmissione seriale che consente a ogni corsia di avere la propria larghezza di banda esclusiva e quindi le corsie non si influenzano a vicenda. I problemi di interferenza sono minori.

Assicurare una Trasmissione Efficace

In pratica, la velocità di trasmissione dei dati non si riduce con l'aumento delle corsie di una scheda PCIe. In altre parole, se l'utente utilizza schede PCIe, anche se viene montata una scheda in più, la velocità di trasmissione dati precedente non diminuisce. Al contrario, se l'utente utilizza schede PCI o PCI-X, il montaggio di una scheda in più causerà una riduzione della velocità di trasmissione dei dati precedente, che è una limitazione intrinseca della topologia del bus condiviso di PCI/PCI-X.

Fornire una Soluzione Economica

Dal punto di vista economico, l'adattatore di rete PCI Express con trasmissione punto-punto potrebbe ridurre i costi di sviluppo e produzione del sistema, in quanto la complessità e la difficoltà di progettazione della piattaforma hardware sono ridotte.

Attualmente sul mercato coesistono schede PCI, PCI-X e PCI-E. Poiché la scheda di rete PCIe è compatibile con gli attuali sistemi operativi e può fornire velocità più elevate, un numero sempre maggiore di progettisti e produttori di hardware continuerà a integrare PCIe nelle loro ultime offerte. PCI-E sta sostituendo gradualmente lo standard PCI/PCI-X e le schede basate su PCI diventeranno obsolete in un futuro non troppo lontano.

Figura 2: Scheda di Rete PCIe 10GBase-T

FAQ

Una scheda PCI-E può funzionare in uno slot PCI/PCI-X?

La risposta è no. Le schede PCIe e PCI/PCI-X non sono compatibili tra loro a causa delle diverse configurazioni. Nella maggior parte dei casi, sulla scheda madre sono presenti sia slot PCI che PCIe, pertanto è necessario inserire la scheda nello slot corrispondente e non utilizzare in modo improprio i due tipi di scheda.

È possibile utilizzare una scheda PCI in uno slot PCI-X?

La risposta è sì, ma non è consigliabile. Il PCI-X è compatibile con il PCI. Se si inserisce una scheda PCI in uno slot PCI-X, il sistema scenderà a operazioni di livello PCI senza eseguire operazioni basate su PCI-X. Se si ha a disposizione solo una scheda PCI, si può provare, ma con il rischio di rallentare il dispositivo basato su PCI-X a livelli PCI.

Una scheda PCI a 32 bit è compatibile con gli slot PCI-X a 64 bit?

La maggior parte delle schede PCI a 32 bit funzionerà correttamente negli slot PCI-X a 64 bit, ma la velocità del bus sarà limitata alla frequenza di clock della scheda più lenta. In altre parole, se una scheda PCI da 66MHz viene installata in uno slot PCI-X capace di 133MHz, il backplane del bus sarà limitato a 66MHz.

PCIe 5.0 vs. PCIe 4.0, qual è la differenza principale?

La differenza principale tra ogni generazione di schede PCIe è la velocità della larghezza di banda. La larghezza di banda della generazione 4.0 può arrivare fino a 64 GB/s, mentre come estensione della PCIe 4.0, la PCIe 5.0 ha una larghezza di banda di 128 GB/s.