AlexVD HomePage www.EasyCOM.com.ua - новый украинский IT-портал


 пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ 
- Главная страница
- Новости
- Железные статьи
- Отдых и творчество
- Опросы
- Поиск по сайту
- LiveJournal
- blog.3dnews

 пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ 

 Опрос 
Вы знакомы с автором сайта?
Лично
Виртуально
Нет



Всего голосов: 262
Результат опроса

 пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ 


 Links 
пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ...
пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ!
 
пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅ - пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ! пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅ, пїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ. пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ-пїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ...
пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ, пїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅ.
www.bazooka.dp.ua - free seo tools. пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ. SEO пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ. пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ, пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅ.
пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ.



 [MBOARD] PCI Express 

[MBOARD] PCI Express

 


Эта статья не совсем моих рук творенье, за основу была взята другая статья, но серьезно переработана и дополнена из первоисточников. Особенностью материала является то, что это моя первая попытка что-то написать для широких масс. Статья была написана для ознакомления студентов Днепропетровского филиала КА "ШАГ" с новыми технологиями и опубликована на внутреннем сайте этого учебного заведения.


PCI или Peripheral Component Interconnect - параллельная архитектура системной шины, разработанная в 1992 г., преобладает в существующих серверных/РС платформах. Первый стандарт PCI 1.0 к настоящему времени претерпел несколько модификаций: PCI-133, PCI-266 и, наконец, PCI-533 (или PCI-X 2.0), анонсированная весной 2004.г. Эта последняя реализация представляет расширение обычного PCI стандарта до скорости 4,3 Гбайт/с, что в 32 раза быстрее первой версии PCI. Шина PCI-X 2.0 полностью повторяет и совместима по архитектуре, протоколам, сигналам и соединениям с параллельным PCI стандартом, что дает возможность подключения множества устройств, проданных к настоящему моменту.

В современном ПК присутствует множество различных параллельных шин.Однако дальнейшее развитие параллельной организации шины, по мнению многих экспертов, как по электрическим параметрам, так и предлагаемой функциональности исчерпало себя. Так, в связи с увеличением производительности CPU и сетевых интерфейсов (Gigabit Ethernet), требования к пропускной способности систем ввода/вывода вырастут в ближайшее десятилетие более чем в 50 раз - параллельные интерфейсы не смогут справиться с таким потоком информации либо будут обходиться слишком дорого. Стандарт PCI Express разработан для будущих высокопроизводительных систем.

Шина PCI Express полностью совместима по программному обеспечению с предыдущим поколением PCI-X шин и будет сосуществовать с ними в соответствии с потребностями рынка. Архитектура шины PCI Express разработана с целью возможности подключения и работы всего множества существующих сегодня интерфейсов ввода/вывода, поддерживающих соответствующие типы устройств. Так, хотя PCI Express (в версии 1.0) и предлагает удвоенную полосу пропускания для графических устройств в сравнении с интерфейсом AGP8X, однако ее архитектура не ставит целью заменить AGP8X до тех пор, пока он будет востребован рынком. Точно так же PCI Express будет поддерживать Serial ATA, 1394b, USB 2.0 и Gigabit Ethernet.

С точки зрения развития систем хранения PCI Express - большой шаг вперед, прежде всего за счет значительного повышения производительности систем хранения, создаваемых непосредственно на базе серверных платформ, вследствие:
1) выравнивания их пропускной способности с производительностью центральных процессоров;
2) отделения их, в ряде приложений, от центральной обрабатывающей подсистемы;
3) возможности поддерживать и гарантировать многократное увеличение производительности систем хранения.

С общей точки зрения PCI Express - это погружение принципов, активно развиваемых в последние три года, для построения систем хранения (в рамках SAN технологии) непосредственно на аппаратный уровень сервера. Это, во-первых, переход на последовательный интерфейс, позволивший значительно расширить границы пропускной способности ввода/вывода (аналогично FC), а также установить коммутатор на материнской плате между обрабатывающей частью сервера/РС и устройствами ввода/вывода, что в совокупности с первым фактором позволило унифицировать их подключение с точки зрения типа интерфейса и его масштабирования по производительности. Помимо этого, удалось значительно улучшить ряд технологических и конструктивных показателей.

Современные требования к компьютерным платформам

В течение 10-летнего срока эксплуатации PCI шины проводились неоднократные ее расширения с целью увеличения пропускной способности устройств ввода/вывода, что привело к платформе PC/сервера, поддерживающей разнообразные специализированные (для соответствующих применений и приложений) шины, параллельно существующие с PCI слотами расширения ввода/вывода.

Системная шина процессора продолжает масштабироваться: и по частоте, и по напряжению. Эти изменения продолжатся в обозримом будущем. Полоса пропускания с оперативной памятью также будет увеличиваться, чтобы сохранить согласованность с увеличивающейся производительностью процессора. Чипсет обычно разделяется на мост (hub) памяти и мост ввода/вывода, чтобы отделить последний (более консервативный по скорости интерфейсов) от более частых изменений шины памяти с каждым поколением процессора. Соответственно одна из главных функций набора чипсетов, поддерживающих архитектуру PCI Express - отделить частые изменения шины CPU-RAM от более устойчивой шины ввода/вывода, т.е. сделать ее в данном случае более модульной.

Другим фактором, заставляющим искать новые реализации системной шины, является то, что, как показали исследования, многоточечная (multi-drop), параллельная организация шины практически близка к ее физическим пределам пропускной способности: как за счет увеличения частоты, так и снижения напряжения. К этому накладываются ограничения, связанные с синхронизацией и искажением формы сигнала. Все попытки снятия этих ограничений в рамках старой архитектуры давали резкое увеличение стоимости при незначительном выигрыше.

Также первоначальная спецификация PCI шины не была ориентирована на ее широкое использование с учетом различных применений, какое она имеет сегодня, например, в мобильных компьютерах, серверах, различных видах коммуникационного оборудования и др. Современные приложения более требовательны к аппаратным средствам платформ, особенно к подсистемам ввода/вывода. Так, например, потоковые данные из различных видео- и аудио источников теперь банальность на настольных и мобильных машинах, и нет никакой базовой поддержки при передачах времязависимых данных в спецификациях PCI 2.2 или PCI-X шин. Приложения типа видео по запросу и распространению аудио также накладывают ограничения в реальном масштабе времени на серверы. Многие приложения связи и системы управления на основе PC также обрабатывают данные в реальном масштабе времени. Сегодняшние платформы типа настольных РС также должны иметь дело с множественными параллельными потоками с постоянно увеличивающимися скоростями передачи данных. В настоящих условиях больше недопустима передача всех передач данных как равных. Например, обработка потоковых данных должна иметь наивысший приоритет, передача с задержкой теряет всякий смысл. Данные должны быть "отмечены" так, чтобы система ввода/вывода могла распределить по приоритетам ее поток по всей платформе.

Суммируя требования, предъявляемые к третьему поколению локальных шин ввода/вывода можно выделить следующие:
- поддержка множества секторов рынка и появляющихся новых приложений с их требованиями за счет объединения архитектуры ввода/вывода для настольных и мобильных компьютеров, серверов, коммуникационных платформ, рабочих станций и внешних устройств;
- низкая цена при больших возможностях - стоимость в пределах или ниже PCI структуры на системном уровне;
- PCI совместимость на программном уровне - использование существующих основных операционных систем без изменений, а также PCI совместимых конфигураций и интерфейсов драйверов устройств;
- масштабируемая производительность за счет частоты и изменения количества проводников интерфейса при высокой пропускной способности на контакт и низких накладных затратах и задержках;
- поддержка множества типов соединений для платформы . chip-to-chip, board-toboard через соединитель, docking station и возможность новых типоразмеров;
- дополнителные расширенные возможности - понимание различных типов данных; управление питанием и качеством обслуживания (Quality Of Service); поддержка горячей замены и автоматического определения устройств; управление целостностью данных и обработкой ошибок; расширяемость; наличие основных механизмов для реализации приложений типа коммуникационных и захвата изображений.

Особенности архитектуры PCI Express

Архитектура PCI Express представляется 4 уровнями. Совместимость с PCI адресной моделью (архитектура загрузки памяти с областью прямой адресации) поддерживается так, чтобы гарантировать работоспособность всех существующих приложений и драйверов. PCI Express конфигурации используют стандартные механизмы, как определено в PCI Plug-and-Play спецификации.

Взаимодействие уровней определяется следующей последовательностью. Программные уровни генерируют запросы на чтение и запись, которые передаются уровнем транзакций на устройства ввода/вывода, используя пакетный, разделяемый транзакциями, протокол. Уровень связи добавляет пакетный номер последовательности и CRC к этим пакетам для создания надежного механизма передачи данных. Базовый физический уровень состоит из двойного симплексного канала, который реализован как передающая пара и принимающая пара. Начальная скорость 2,5 Гбит/с/дорожка/направление обеспечивает канал связи - 200 MB/s (близкий к удвоенной скорости классической PCI шины).

Физический уровень.
Физическая PCI Express связь состоит из двух низковольтных дифференцированно управляемых пар сигналов: передающей пары (transmit pair) и принимающей пары (receive pair). Используется 8b/10b схема кодирования для достижения очень высоких скоростей передачи данных. Начальные 2,5 Гбит/с/дорожка/направление можно увеличить (на основе кремниевых технологий) до 10 Гбит/с/дорожка/направление (теоретический максимум для сигналов в медных проводниках). Физический уровень транспортирует пакеты между уровнями связи двух PCI Express агентов.

Полоса пропускания PCI Express соединения может линейно масштабироваться добавлением сигнальных пар, чтобы формировать множественные маршруты. Физический уровень поддерживает x1, x2, x4, x8, x12, x16 и x32 ширину маршрутов и разбивает байты данных на параллельно передающиеся пакеты.

Каждый байт передается с 8b/10b кодированием по маршруту(ам). Эта разборка данных и повторная сборка прозрачны для других уровней. В течение инициализации каждая PCI Express связь (по ширине маршрута и частоте операции в каждый конец соединения) устанавливается после "переговоров" этих двух агентов. При этом никакое встроенное программное обеспечение или программное обеспечение операционной системы не используются.

Архитектура PCI Express способна использовать будущие расширения по производительности через увеличение скорости и расширенные методы кодирования. Будущие скорости, методы кодирования или носители будут влиять только на физический уровень.

Уровень связи.
Первичная роль уровня связи должна гарантировать надежную доставку пакета через PCI Express соединение. Уровень связи ответственен за целостность данных и добавляет пакетный номер последовательности и CRC к транзакционному уровню пакета.

Уровень транзакций.
Уровень транзакций в максимальной степени сохраняет PCI архитектуру и устраняет ее основные ограничения за счет того, что он: - основан на архитектуре Load Store Architecture (архитектура поддержания нагрузки);
- имеет общее плоское 32/64-разрядное адресное пространство (т.е. модель адресации PCI);
- поддерживает пакетный протокол с разбиением транзакций;
- управляет потоком с использованием разрешения на передачу пакета;
- имеет "аналогичные PCI-X" правила заказов изготовитель-потребитель;
- имеет нежесткое упорядочивание и поддержку отсутствия наблюдения (snooping);
- наличия сквозной проверки CRC на уровне транзакций.

Канальный уровень.
Канальный уровень отличается тем, что любую обнаруженную ошибку можно исправить благодаря: - генерации и обнаружению 32-разрядного CRC;
- повторению на канальном уровне при возникновении ошибки;
- обнаружению потери пакетов с помощью порядковых номеров.

Особенности применения PCI Express

PCI Express основывается на последних усовершенствованиях высокоскоростной, с низким числом контактов, двухточечной (point-to-point) технологии, используемой для передачи данных.

PCI Express - многоточечная, параллельная шинная топология - содержит host bridge (главный мост) и несколько оконечных точек (устройства ввода/вывода).

Множественные двухточечные связи используют новый элемент - коммутатор (switch) - в топологии системы ввода/вывода. Коммутатор заменяет многоточечную шину и используется для обеспечения коэффициента разветвления по выходу для шины ввода/вывода. Коммутатор позволяет поддерживать одноранговую (peer-to-peer) связь между различными оконечными точками, и этот трафик (если он не использует кэш-связанные передачи) может не направляться через host bridge. Коммутатор показан как отдельный логический элемент, но он может быть интегрирован и в host bridge.

Пример desktop и mobile платформы на базе PCI Express.

Множество параллельных шин современных платформ здесь заменяются PCI Express соединениями с одним или несколькими проводниками. При этом разъем х16 используется для следующего поколения графики со скоростью 4 Гбайт/с на направление, а разъем х1 - для GbE, 1394 и др. со скоростью 250 Mбайт/с на направление. Среди новых потребительских свойств - асинхронная поддержка медиапотоков, более низкая стоимость, большее многообразие формфакторов, более низкое энергопотребление.

Пример серверной платформы на базе PCI Express.

Серверные платформы требуют более высокой производительности ввода/вывода и связности, включая широкополосные соединения PCI Express к PCI-Х слотам, а также выход на Gigabit Ethernet и InfiniBand коммутатор. Наличие соответствующих мостов обеспечивает переход от параллельных шин к высокоскоростным последовательным внутренним соединениям.

Среди преимуществ такой платформы можно выделить:
- повышенную надежность, доступность, простоту обслуживания за счет: сквозной защиты 32-разрядным CRC и повтор на канальном уровне; богатого набора средств протоколирования ошибок и сообщения о них; совместимости с PCI PM и ПО SHPC;
- повышенную производительность и масштабируемость за счет: уменьшения времени отклика системы и увеличения пропускной способности; улучшения возможностей подключения и развертывания.


PCI Express - это архитектура PCI следующего поколения, обеспечивающая потребности рынка на ближайшие 10 лет:
- снимает ограничения PCI и обеспечивает нужные расширения;
- обеспечивает плавный переход к будущим технологиям;
- обеспечивает архитектурную основу стабильности/ масштабируемости/расширяемости;
- имеет архитектурные особенности для применения в различных секторах рынка;
- позволяет без изменений использовать существующую инфраструктуру систем и программного обеспечения.

http://developer.intel.com/
http://intel.ru/
http://www.pcisig.com/


Дата публикации: 10.10.2005
Страница прочитана: 1203 раза

Вернуться назад



 Авторизация 
В данный момент регистрация и авторизация на сайте запрещена