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PCI/PCIe

PCI ist eine Plug&Play-kompatible Schnittstelle zur Anbindung von Peripheriegeräten an den Chipsatz und kann in jeder PC-Architektur eingesetzt werden. 1991 hat Intel die Spezifikatinen von PCI definiert und gilt als "Erfinder" des Standarts. Es war vorgesehen Geräte wie Soundkarten, Netzwerkkarten, Grafikkarten und Controllerkarten über den PCI-Bus einzubinden. Der Vorteil gegenüber ISA war, dass mit der Plug&Play-kompatiblität der IRQ und DMA der Geräte nicht mehr händisch durch den Benutzer per Jumper oder Dipschalter eingestellt werden müssen sondern die Einstellungen durch das BIOS  und Betriebsystem vorgenommen werden.

Es gibt übrigens PCI-Geräte (Planar Devices), die auf dem Board verlötet sind. Wir kennen sie als "onboard"-Sound, -LAN etc.

Die Datenübertragung von PCI 2.0 war 133 Mb/s. Man merkte relativ schnell, dass bei steigendem Bedarf an Leistung der PCI Bus nicht mehr ausreichte. So gab es zunächst einige Verbesserungen der PCI-Schnittstelle. PCI 3.0 leistete mit 64 Bit Busbreite bereits 533 Mb/s, aber auch das reichte nicht lange.

Nun überlegte man sich, ob es noch Sinn macht mit einem Bussystem weiterzuarbeiten. Das Problem war nämlich, dass die Geräte sich gegenseitig die Bandbreite "stehlen" - Der Nachteil eines Bus-Systems. Man entschloss sich eine direkte Peer-to-Peer-Verbindung zu verwenden, um so dem Problem aus dem Weg zu gehen. Dabei erhöhte sich die Bandbreite auch noch mal enorm auf 4 Gb/s. Quasi schon fast eine Verachtfachung. Um mehrere PCI-E Schnittstellen zu ermöglichen hat man sie per Switch direkt an die CPU verbunden.

Die Verbindungen von PCI-E nennt man Lanes, die wiederum aus jeweils einer Hin- und Rückleitung besteht. Pro Lane gehen brutto 1 Gb/s über die Leitung. Das bedeutet, dass bei einer aktuellen x16 PCI-E Verbindung bis zu 16 Gb/s möglich sind.

 

x1, x4, x8 und x16

Bei den Steckplätzen ist nicht nur die Länge sondern auch die elektrische Belegung wichtig. Die Steckplätze sind so ausgelegt, dass kurze x1, x4 etc. in einem x16 Slot gesteckt werden können. Das hat den Vorteil, dass man nicht mehrere verschiedene Steckplätze auf dem Board verlöten muss, sondern (theoretisch) immer nur den mechanischen x16 Slot.

Wenn man aber nun mal genau in die Slots reinschaut, dann fällt auf, dass die meisten Slots nur einen Teil "belegt" haben. Die Kontakte sind nur auf 1 bis 2 Slots durchgängig bis zum Ende des Slots. Die restlichen Steckplätze sind nur halb mit Pinnen belegt. Das hängt damit zusammen, weil diese Steckplätze mechanisch für x16 ausgelegt sind, um lange Steckkarte einstecken zu können, aber das Board meist über nicht genug Lanes verfügt, um alle Slots mit x16 auszustatten.

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