PCI-E-技術(shù)規(guī)格

1、PCI-E - 簡介PCI-E（PCI-Express的所寫）是最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)，它原來的名稱為“ 3GI0”，是由英特爾提出的，很明顯英特爾的 意思是它代表著下一代I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。交由PCI-SIG（ PCI特殊興趣組織）認(rèn)證發(fā)布后才改名為“ PCI-Express ”。這個(gè) 新標(biāo)準(zhǔn)將全面取代現(xiàn)行的PCI和AGP最終實(shí)現(xiàn)總線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。它的主要 優(yōu)勢(shì)就是數(shù)據(jù)傳輸速率高，目前最高可達(dá)到 10GB/S以上，而且還有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿?。PCI Express也有多種規(guī)格，從PCI Express 1X到PCI Express 16X，能滿足現(xiàn)在和將來一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的低速設(shè)備和高速設(shè)備的需求。能支

2、持PCI Express的主要是英特爾的i915和i925系列芯片組。當(dāng)然要實(shí)現(xiàn)全面取代PCI和AGP也需要一個(gè)相當(dāng)長的過程，就象當(dāng)初PCI取代ISA 一樣，都會(huì)有個(gè)過渡的過程。 PCI-E采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接，比起PCI以及更早期的計(jì)算機(jī)總線的共享并行架構(gòu)，每個(gè)設(shè)備都有自己的專用連接，不需要向整個(gè)總線請(qǐng)求帶寬，而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個(gè)很高的頻率，達(dá)到PCI所不能提供的高帶寬。相對(duì)于傳統(tǒng)PCI總線在單一時(shí)間周期內(nèi)只能實(shí)現(xiàn)單向傳輸，PCI-E的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質(zhì)量，它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。PCI-E - 歷史Nsmory CintoBir每一個(gè)PC

3、I Express 插槽擁有專用的連至 PC內(nèi)存的帶寬，而不同于PCI的共享帶寬習(xí)慣了做業(yè)界規(guī)范制定者的Intel，在2001年宣布了要用一種新的技術(shù)取代PCI總線和多種芯片的內(nèi)部連接。并稱之為第三代I/O總線技術(shù)（很明顯Intel的意思是它代表著下一代I/O接口標(biāo)準(zhǔn)）。該總線的規(guī)范由Intel支持的AWQArapahoe Working Group ）負(fù)責(zé)制定。2002年4月17 日，AWGE式宣布3GIO 1.0 規(guī)范草稿制定完畢，并移交 PCI-SIG進(jìn)行審核（主要以Intel、AMD IBM、DELL NVIDIA等20多家業(yè)界主導(dǎo)公司開始 起草3GIO, 2002年草案完成，2002

4、年7月23日經(jīng)過審核后正式公布。開始的時(shí)候大家都以為它會(huì)被命名為 Serial PCI （受到串行ATA的影響），但最后卻被正式命名為 PCI Express （以下 簡稱PCI-E）。2006年正式推出Spec2.0（ 2.0規(guī)范）。這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)將全面取代現(xiàn)行的 PCI和AGP最終實(shí)現(xiàn)總線標(biāo)準(zhǔn)的 統(tǒng)一。12001年春季的IDF上Intel正式公布PCI Express，是取代PCI總線的第三代I/O技術(shù)，也稱為3GIO該總線的規(guī)范由 Intel支持的AW（Arapahoe Working Group ）負(fù)責(zé)制定。2002年4月17日，AWGE式宣布3GIO 1.0規(guī)范草稿制定完 畢，并移交PC

5、I-SIG進(jìn)行審核。開始的時(shí)候大家都以為它會(huì)被命名為 Serial PCI （受到串行ATA的影響），但最后卻被 正式命名為PCI Express。2006年正式推出Spec2.0（ 2.0規(guī)范）。PCI Express總線技術(shù)的演進(jìn)過程，實(shí)際上是計(jì)算系統(tǒng) I/O接口速率演進(jìn)的過程。PCI總線是一種33MHz32bi或者 66MHz64bit的并行總線，總線帶寬為 133MB/s到最大533MB/S,連接在PCI總線上的所有設(shè)備共享133MB/S533MB/S 帶寬。這種總線用來應(yīng)付聲卡、10/100M網(wǎng)卡以及USB1.1等接口基本不成問題。隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展， 新一代的I/O接

6、口大量涌現(xiàn)，比如千兆（GE、萬兆（10GE的以太網(wǎng)技術(shù)、4G/8G的FC技術(shù)，使得PCI總線的帶寬已 經(jīng)無力應(yīng)付計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)部大量高帶寬并行讀寫的要求，PCI總線也成為系統(tǒng)性能提升的瓶頸，于是就出現(xiàn)了 PCI Express總線。PCI Express總線技術(shù)在當(dāng)今新一代的存儲(chǔ)系統(tǒng)已經(jīng)普遍的應(yīng)用。PCI Express總線能夠提供極高的帶寬，來滿足系統(tǒng)的需求。目前，PCI-E 3.0規(guī)范也已經(jīng)確定，其編碼數(shù)據(jù)速率，比同等情況下的PCI-E 2.0規(guī)范提高了一倍，X32端口的雙向速率咼達(dá)320GbpsPCI-E -接口PCI Express提供專用的、可擴(kuò)展的帶寬（高達(dá)傳統(tǒng)PCI帶寬的30倍）PC

7、I-E的接口根據(jù)總線位寬不同而有所差異， 包括XI、X4 X8以及X16,而X2模式將用于內(nèi)部接口而非插槽模式。PCI-E 規(guī)格從1條通道連接到32條通道連接，有非常強(qiáng)的伸縮性，以滿足不同系統(tǒng)設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬不同的需求。此外，較短的PCI-E卡可以插入較長的PCI-E插槽中使用，PCI-E接口還能夠支持熱拔插，這也是個(gè)不小的飛躍。PCI-E X1的250MB/秒傳輸速度已經(jīng)可以滿足主流聲效芯片、網(wǎng)卡芯片和存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬的需求，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足圖形芯 片對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬的需求。因此，用于取代AGP接口的PCI-E接口位寬為X16,能夠提供5GB/S的帶寬，即便有編碼上的損耗但仍能夠提供約

8、為4GB/S左右的實(shí)際帶寬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 AGP 8X的2.1GB/S的帶寬。PCI-E -技術(shù)規(guī)格PCI-E盡管PCI-E技術(shù)規(guī)格允許實(shí)現(xiàn)X1 （250MB秒），X2, X4, X8, X12, X16和X32通道規(guī)格，但是依目前形式來看，PCI-EX1和PCI-E X16已成為PCI-E主流規(guī)格，同時(shí)很多芯片組廠商在南橋芯片當(dāng)中添加對(duì)PCI-E X1的支持，在北橋芯片當(dāng)中添加對(duì)PCI-E X16的支持。除去提供極高數(shù)據(jù)傳輸帶寬之外，PCI-E因?yàn)椴捎么袛?shù)據(jù)包方式傳遞數(shù)據(jù)，所以PCI-E接口每個(gè)針腳可以獲得比傳統(tǒng)I/O標(biāo)準(zhǔn)更多的帶寬，這樣就可以降低 PCI-E設(shè)備生產(chǎn)成本和體積。另外，PCI-

9、E也支持 高階電源管理，支持熱插拔，支持?jǐn)?shù)據(jù)同步傳輸，為優(yōu)先傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行帶寬優(yōu)化。PCI Express的引入是用來克服以前PCI總線的限制。PCI總線是Intel十年前開發(fā)和發(fā)布的，工作在 33MHz和32位環(huán) 境下，理論帶寬峰值是每秒132MB它使用共享總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一一總線帶寬在多個(gè)設(shè)備間共享一一從而實(shí)現(xiàn)總線上不同 設(shè)備間的通信。隨著設(shè)備的發(fā)展，新的占用大量帶寬的設(shè)備開始吞噬同一共享總線上的其他設(shè)備的帶寬。例如，1G網(wǎng)卡可獨(dú)占95%勺PCI總線帶寬。為了提供這些新型設(shè)備所要求的帶寬，PC行業(yè)協(xié)會(huì)和外設(shè)廠商一起開發(fā)了 PCI Express并且于2004年開始在標(biāo)準(zhǔn)的臺(tái) 式計(jì)算機(jī)上提供。大部

10、分來自頂級(jí)供應(yīng)商的臺(tái)式機(jī)器已經(jīng)至少包含了一個(gè)PCI Express插槽。相對(duì)于PCI, PCI Express最引人注目的進(jìn)步是它點(diǎn)到點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。用于PCI的共享總線被一個(gè)共享開關(guān)所代替，這個(gè)開關(guān)使得每一個(gè)設(shè)備擁有對(duì)總線的直接訪問權(quán)。并且不同于PCI將帶寬分給總線上的所有設(shè)備的是，PCI Express提供給每一個(gè)設(shè)備它自己專用的數(shù)據(jù)流水線。數(shù)據(jù)通過被稱為信道的發(fā)送和接受信號(hào)對(duì)來以包的形式串行傳輸，每個(gè)信道具有單方向250M字節(jié)/秒的速度。多個(gè)信道可以組合在一起形成x1 （"單一的"）、x2、x4、x8、x12、x16、和x32的信道帶寬從而提高插槽的帶寬。諸如數(shù)據(jù)采集和

11、波形發(fā)生器之類的應(yīng)用需要足夠的帶寬來保證數(shù)據(jù)能以足夠快的速度傳輸至內(nèi)存而不丟失或重寫。相對(duì)于傳統(tǒng)的總線，PCI Express極大地提高了數(shù)據(jù)帶寬，減少了對(duì)板載內(nèi)存的需求并且實(shí)現(xiàn)了更快的數(shù)據(jù)流傳輸。初始的 信號(hào)頻率，即技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 2.5G 位/秒，是32位、33MHz的PCI可用帶寬的30倍（一個(gè)x16的插槽），并且這一信 號(hào)頻率預(yù)期將隨著芯片技術(shù)的進(jìn)步增加至10G位/秒一一這是銅線信號(hào)的極限。并且由于PCI Express的可擴(kuò)展信道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集廠商可以實(shí)現(xiàn)具有符合設(shè)備所需要信道數(shù)的PCI Express插槽。PCI-E -系統(tǒng)構(gòu)架大部分主板包含了 PCI插槽和PCI Expres

12、s插槽PCI-E是一種雙向串行連接。其總線本身又分成數(shù)個(gè)通道，每個(gè)通道支持2.5Gbit/S的雙向數(shù)據(jù)傳輸速度。通過編碼和誤差校驗(yàn)處理后，數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成適用于 NIC、HCA和HBA傳輸?shù)?50MB秒的有效帶寬，這足以滿足 2Gb Fiber Channel 的HBA卡。這里需要著重介紹的一個(gè)概念就是通道。舉個(gè)例子，如果你要使用4Gb的Fiber Channel，并在一個(gè)端口的HBA上全雙工運(yùn)行的話，你就需要400MB/S的雙向帶寬。如果使用PCI-E技術(shù)，只需要兩個(gè)全速開放的子通道就能夠滿足需求。你 也能使用單通道，不過你會(huì)被限制在250MB/S的速度上。這對(duì)于像數(shù)據(jù)索引搜索這類應(yīng)用的IOPS

13、是足夠的了。如果使用400MB/S的無其他開銷的傳輸速度來應(yīng)付 16KB請(qǐng)求的話，每秒可完成25000個(gè)（400MB/S 16000KB請(qǐng)求，而 250MB/S的一個(gè)單通道每秒則能夠處理16000個(gè)請(qǐng)求。但因?yàn)橛懈郊拥念^文件，所以實(shí)際應(yīng)用中永遠(yuǎn)達(dá)不到這個(gè)速度。不過從另一方面說，一個(gè)或兩個(gè)通道已能夠滿足大部分的服務(wù)器、HBA卡和RAID系統(tǒng)的傳輸需求了。如果只以IOPS的角度來看，一個(gè)單通道就能夠和一塊 4GB HB/協(xié)、同工作了。如果使用雙端口的話，一個(gè)或兩個(gè)通道就 滿足大多數(shù)RAID架構(gòu)的需求。如果假設(shè)一塊硬盤每秒的隨機(jī)I/O讀取次數(shù)最多在150次左右的話，那么非常多數(shù)量的磁盤驅(qū)動(dòng)器和緩存才

14、能使其達(dá)到 全速。由于大多數(shù)的RAID控制器沒有8K的命令序列， 因此你也將大大超越RAID控制器的命令序列。我記不得有哪個(gè)時(shí)期I/O總線的性能超過了最快的 主機(jī)接口速度，因此我認(rèn)為我們到達(dá)了一個(gè)科技史上非常重要的時(shí)刻， 總線已足以滿足各種外接卡的速度需求。而這就意味著有了一些新狀況已產(chǎn)生：要有足夠的內(nèi)存帶寬才能使總線全速運(yùn)行：使用新的16通道PCI-E，全速雙向運(yùn)行總線可達(dá)10 GB/S （2.5 Gb/S*2 *16/8）的帶寬。對(duì)于如今大部分x86和AMD系統(tǒng)的內(nèi)存帶寬來說的這都是個(gè)不小的值。系統(tǒng)中的瓶頸：許多來自各類廠商的PCI和PCI-X總線接口和內(nèi)存系統(tǒng)之間總是存在性能瓶頸。在大多

15、數(shù)情況下，這些性能設(shè)計(jì)缺陷限制了總線性能，即限制了總線從內(nèi)存中讀取和寫入性能。偶爾總線本身也存在設(shè)計(jì)缺陷，但這種情況比 總線和內(nèi)存間出現(xiàn)問題的幾率要小。能明顯地看出，我們需要這個(gè)接口的性能達(dá)到PCI-X的1GB/秒或更高。這就需要廠商檢查接口的設(shè)計(jì)、進(jìn)行早期的測試。新I/O卡：隨著新一代總線的推出，相對(duì)應(yīng)的I/O卡也必須得到發(fā)展。這其中包括 Fibre Chnanel、InfiniBand 和新一 代以太網(wǎng)（1G和10G卡。測試這些卡的流量性能是非常困難的。雖然找到測試設(shè)備并非難事，不過找到了解硬件知識(shí)的人才和確定卡所部屬的軟件堆棧是比較困難的。如果這些卡有良好的速度和IOPS性能，那會(huì)非常最

16、佳。但如果存在瓶頸，就非常難更正。其中的問題可能存在于非常多方面：應(yīng)用程式、操作系統(tǒng)、I/O驅(qū)動(dòng)、卡驅(qū)動(dòng)、PCI-E總線、內(nèi)存帶寬或其他數(shù)據(jù)通道的問題。在 1990年，我參和了早期Fiber Channel的測試，當(dāng)時(shí)就有廠商表示我們能通過解決 數(shù)據(jù)通路上的一些問題來提高其接口速率。2PCI-E - 兼容性PCI Express保持與傳統(tǒng)PCI的軟件兼容性，但是將物理總線代替成為一個(gè)高速（2.5Gb/s ）的串行總線。因?yàn)檫@種體系 結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，所以插槽本身并不兼容。但是，在PCI向PCIExpress的過渡過程中，大部分計(jì)算機(jī)主板將既提供PCI 插槽又提供PCI Express插槽。具有較

17、少信道插槽的設(shè)備可以“向上插入”至主板上具有較多信道的插槽，從而提高硬 件的兼容性和靈活性。但是，“向下插入”至較少信道的插槽是不支持的。大部分來自頂級(jí)廠商的PC現(xiàn)在已經(jīng)至少包含一個(gè)PCI Express插槽了。最常見的插槽大小是 x1和x16。x1插槽是一個(gè) 通用的插槽用來作為NI PCIe M系列數(shù)據(jù)采集和NI PCIe GPIB設(shè)備的主機(jī)設(shè)備?，F(xiàn)在， 服務(wù)器級(jí)的機(jī)器需要x4和x8 的插槽，以用于那些包含 NI PCIe攝像機(jī)鏈路（Camera Link）圖像采集設(shè)備的裝置。然而“服務(wù)器”并不簡單地意味 著高價(jià)格，因?yàn)閮?yōu)良的服務(wù)器也具有與臺(tái)式機(jī)箱可比的價(jià)格。例如，2005年5月，Dell

18、SC240服務(wù)器除了 3個(gè)PCI插槽之外，還有一個(gè)x1和一個(gè)x8的PCI Express插槽。在選擇一個(gè)計(jì)算機(jī)時(shí)最重要的是確保PCIExpress插槽被連接到的物理連接的大小。例如，一些廠商使用的主板具有x8的插槽，卻是x4的連接大小。這些插槽上的設(shè)備將只會(huì)運(yùn)行在 x4的數(shù)據(jù)速率上。在您向上插入一個(gè) PCI Express設(shè)備 的情況下，請(qǐng)保證您使用的計(jì)算機(jī)運(yùn)行在您設(shè)備所支持的最大數(shù)據(jù)速率時(shí)支持向上插入。PCI Express技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)僅僅要求“向上插入”來工作在x1數(shù)據(jù)速率下。這就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)插入x8插槽的x4的設(shè)備工作在x1的數(shù)據(jù)速率下（250MB/S）。PCI-E - 技術(shù)優(yōu)勢(shì)PCI總線的最

19、大優(yōu)點(diǎn)是總線結(jié)構(gòu)簡單、成本低、設(shè)計(jì)簡單，但是缺點(diǎn)也比較明顯：1）并行總線無法連接太多設(shè)備，總線擴(kuò)展性比較差，線間干擾將導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作；2）當(dāng)連接多個(gè)設(shè)備時(shí)，總線有效帶寬將大幅降低，傳輸速率變慢；3）為了降低成本和盡可能減少相互間的干擾，需要減少總線帶寬，或者地址總線和數(shù)據(jù)總線采用復(fù)用方式設(shè)計(jì)，這樣降低了帶寬利用率。PCI Express總線是為將來的計(jì)算機(jī)和通訊平臺(tái)定義的一種高性能，通用I/O互連總線。與PCI總線相比，PCI Express總線主要有下面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：1）是串行總線，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，每個(gè)傳輸通道獨(dú)享帶寬。2）PCI Express總線支持雙向傳輸模式和數(shù)據(jù)分通道傳輸模式。

20、其中數(shù)據(jù)分通道傳輸模式即PCI Express總線的x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32多通道連接，x1單向傳輸帶寬即可達(dá)到250MB/S,雙向傳輸帶寬更能夠達(dá)到 500MB/S,這 個(gè)已經(jīng)不是普通PCI總線所能夠相比的了。3）PCI Express總線充分利用先進(jìn)的點(diǎn)到點(diǎn)互連、基于交換的技術(shù)、基于包的協(xié)議來實(shí)現(xiàn)新的總線性能和特征。電源管理、服務(wù)質(zhì)量（QoS、熱插拔支持、數(shù)據(jù)完整性、錯(cuò)誤處理機(jī)制等也是PCI Express總線所支持的高級(jí)特征。4）與PCI總線良好的繼承性，可以保持軟件的繼承和可靠性。PCI Express總線關(guān)鍵的PCI特征，比如應(yīng)用模型、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、軟件接口等與傳統(tǒng)

21、PCI總線保持一致，但是并行的PCI總線被一種具有高度擴(kuò)展性的、完全串行的總線所替代。5）PCI Express總線充分利用先進(jìn)的點(diǎn)到點(diǎn)互連，降低了系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和難度，從而大大降低了系統(tǒng)的開發(fā)制造設(shè)計(jì)成本，極大地提高系統(tǒng)的性價(jià)比和健壯性。從下面表格可以看出，系統(tǒng)總線帶寬提高同時(shí)，減少了硬件PIN的數(shù)量，硬件的成本直接下降。1PCI-E -硬件協(xié)議PCIe的連接是建立在一個(gè)雙向的序列的（1-bit）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接基礎(chǔ)之上，這稱之為"傳輸通道"。與PCI連接形成鮮明對(duì)比的是PCI是基于總線控制，所有設(shè)備共同分享的單向32位并行總線。PCIe是一個(gè)多層協(xié)議，由一個(gè)對(duì)話層，

22、一個(gè)數(shù)據(jù)交換層和一個(gè)物理層構(gòu)成。物理層又可進(jìn)一步分為邏輯子層和電氣子層。邏輯子層又可分為物理代碼子層（PCS和介質(zhì)訪問控制子層（MAC）。PCI-E -物理傳輸層于使用電力方面，每組流水線使用兩個(gè)單向的低電壓微分信號(hào)（PCI ExpressLVDS合計(jì)達(dá)到2.5兆波特。傳送及接收不同數(shù)據(jù)會(huì)使用不同的傳輸通道，每一通道可運(yùn)作四項(xiàng)資料。兩個(gè) PCIe設(shè)備之間的連接成為“鏈接”，這形成了 1組或更多的傳輸 通道。各個(gè)設(shè)備最少支持1傳輸通道（x1）的鏈接。也可以有2，4, 8, 16, 32個(gè)通道的鏈接。這可以更好的提供雙向兼容性。（x2模式將用于內(nèi)部接口而非插槽模式）PCIe卡能使用在至少與之傳輸通

23、道相當(dāng)?shù)牟宀凵希ɡ?x1接口的卡也 能工作在x4或x16的插槽上）。一個(gè)支持較多傳輸通道的插槽可以建立較少的傳輸通道（例如 8個(gè)通道的插槽能支持1 個(gè)通道）。PCIe設(shè)備之間的鏈接將使用兩設(shè)備中較少通道數(shù)的作為標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)支持較多通道的設(shè)備不能在支持較少通道的插槽上正常工作，例如x4接口的卡不能在x1的插槽上正常工作，但它能在x4的插槽上只建立1個(gè)傳輸通道（x1）。 PCI-Express卡能在同一數(shù)據(jù)傳輸通道內(nèi)傳輸包括中斷在內(nèi)的全部控制信息。這也方便了與PCI的兼容。多傳輸通道上的數(shù)據(jù)傳輸采取交叉存取，這意味著連續(xù)字節(jié)交叉存取在不同的通道上。這一特性被稱之為“數(shù)據(jù)條紋”，需要非常復(fù) 雜的硬件

24、支持連續(xù)數(shù)據(jù)的同步存取，也對(duì)鏈接的數(shù)據(jù)吞吐量要求極高。由于數(shù)據(jù)填充的需求，數(shù)據(jù)交叉存取不需要縮小數(shù)據(jù)包。與其它高速數(shù)傳輸協(xié)議一樣，時(shí)鐘信息必須嵌入信號(hào)中。在物理層上，PCIe采用常見的8B/10B代碼方式來確保連續(xù)的1和0字符串長度符合標(biāo)準(zhǔn)，這樣保證接收端不會(huì)誤讀。編碼方案用10位編碼比特代替8個(gè)未編碼比特來傳輸數(shù)據(jù)，占用20%勺總帶寬。有些協(xié)議（如SONET使用另外的編碼結(jié)構(gòu)如“不規(guī)則”在數(shù)據(jù)流中嵌入時(shí)鐘信息。PCIe的特性也定義了一種“不規(guī)則化”的運(yùn)算方法，但這種方法與SONE'完全不同，它的方法主要用來避免數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)重復(fù)而出現(xiàn)數(shù)據(jù)散射。第一代 PCIe采用2.5兆位單信

25、號(hào)傳輸率，PCI-SIG計(jì)劃在未來版本中增強(qiáng)到510兆位。PCI-E -數(shù)據(jù)鏈接層數(shù)據(jù)鏈接層采用按序的交換層信息包（Transaction Layer Packets,TLPs），是由交換層生成，按32位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC本文中用LCRC進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)，采用著名的協(xié)議（Ack and Nak signaling ）的信息包。TLPs能通過LCRC校驗(yàn)和 連續(xù)性校驗(yàn)的稱為Ack（命令正確應(yīng)答）;沒有通過校驗(yàn)的稱為Nak（沒有應(yīng)答）。沒有應(yīng)答的TLPs或者等待超時(shí)的TLPs 會(huì)被重新傳輸。這些內(nèi)容存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)鏈接層的緩存內(nèi)。這樣可以確保TLPs的傳輸不受電子噪音干擾。Ack和Nak信號(hào)由低層的信息

26、包傳送，這些包被稱為數(shù)據(jù)鏈接層信息包（Data Link Layer Packet,DLLP ）。DLLP也用來傳送兩個(gè)互連設(shè)備的交換層之間的流控制信息和實(shí)現(xiàn)電源管理功能。PCI-E - 交換層PCI Express采用分離交換（數(shù)據(jù)提交和應(yīng)答在時(shí)間上分離），可保證傳輸通道在目標(biāo)端設(shè)備等待發(fā)送回應(yīng)信息傳送其 它數(shù)據(jù)信息。它采用了可信性流控制。這一模式下，一個(gè)設(shè)備廣播它可接收緩存的初始可信信號(hào)量。鏈接另一方的設(shè)備 會(huì)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)統(tǒng)計(jì)每一發(fā)送的 TLP所占用的可信信號(hào)量，直至達(dá)到接收端初始可信信號(hào)最高值。接收端在處理完畢緩 存中的TLP后，它會(huì)回送發(fā)送端一個(gè)比初始值更大的可信 信號(hào)量?？尚判盘?hào)統(tǒng)計(jì)

27、是定制的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)器， 這一算法的優(yōu)勢(shì)， 相對(duì)于其他算法，如握手傳輸協(xié)議等，在于可信信號(hào)的回傳反應(yīng)時(shí)間不會(huì)影響系統(tǒng)性能，因?yàn)槿绻p方設(shè)備的緩存足夠 大的話，是不會(huì)出現(xiàn)達(dá)到可信信號(hào)最高值的情況，這樣發(fā)送數(shù)據(jù)不會(huì)停頓。第一代PCIe標(biāo)稱可支持每傳輸通道單向每秒250兆字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸率。這一數(shù)字是根據(jù)物理信號(hào)率2500兆波特除以編碼率（10 位/每字節(jié)）計(jì)算而得。這意味著一個(gè)16通道（x16）的PCIe卡理論上可以達(dá)到單向250*16=4000兆字節(jié)/秒（3.7G兆字節(jié)/每秒）。實(shí)際的傳輸率要根 據(jù)數(shù)據(jù)有效載荷率，即依賴于數(shù)據(jù)的本身特性，這是由更高層（軟件）應(yīng)用程序和中間協(xié)議層決定。PCI Expre

28、ss與其它高速序列連接系統(tǒng)相似，它依賴于傳輸?shù)聂敯粜裕–RC校驗(yàn)和Ack算法）。長時(shí)間連續(xù)的單向數(shù)據(jù)傳輸（如高速存儲(chǔ)設(shè) 備）會(huì)造成95%勺PCIe通道數(shù)據(jù)占用率。這樣的傳輸受益于增加的傳輸通道，但大多數(shù)應(yīng)用程序如USE或以太網(wǎng)絡(luò)控制器會(huì)把傳輸內(nèi)容拆成小的數(shù)據(jù)包，同時(shí)還會(huì)強(qiáng)制加上確認(rèn)信號(hào)。這類數(shù)據(jù)傳輸由于增加了數(shù)據(jù)包的解析和強(qiáng)制中斷， 降低了傳輸通道的效率。這種效率的降低并非只出現(xiàn)在PCIe上。PCI-E - 制式標(biāo)準(zhǔn)半高卡微型卡：代替 Mini PCI卡（支持x1 PCIe, USB 2.0和SMBus總線接口）快速卡：類似PCMCIA接口標(biāo)準(zhǔn)（支持x1 PCIe，USB 2.0;支持熱插拔）先進(jìn)TC