PCI Express硬件选择合适PC

内容

引言

​如今,选择PC时,应考虑的需求不仅仅是最大的硬盘和最快的处理器。您还需要考虑一些常见要求,比如处理器速度、可用RAM、硬盘大小以及连接外围设备的插槽数量。另一个重要的考虑因素则是外围总线架构。随着PC的发展,PCI、AGP、PCI-X和ISA等多种总线架构相继面世。自PCI Express推出以来,由于连接器尺寸和规格各异,选择适合PCI Express设备的PC可能就会变得非常困难。本文探讨了PCI Express技术,以及购买带有PCI Express外围架构的PC时需要注意的事项。

PCI Express概述

​PCI Express由历来最热门的计算机外围设备总线PCI演变而来。外围部件互连专业组(PCI-SIG)行业联盟负责维护和开发PCI规范,并开发了PCI Express来满足千兆以太网、模块化存储设备和高端显卡等外围设备的带宽要求,同时确保与现有操作系统和基于PCI的应用程序完全软件兼容。PCI Express旨在取代为解决PCI带宽限制而开发的加速图形端口(AGP)。PCI Express的带宽是PCI的30倍,并将显卡重新分配至外围设备总线,同时为下一代PC增加视频带宽。

总线带宽相对于PCI增加
PCI132 MB/s -
X1 PCI Express250 MB/s1.8x
X4 PCI Express7.5X7.5x
16X PCI Express30.3X30.3x

表1.PCI Express带宽与PCI带宽比较。
 

​表1所示为相比于PCI,PCI Express为不同通道宽度提供的可扩展带宽。例如,x1(“一倍”)PCI Express插槽可在每个方向上提供250 MB/s的传输速度,而x16通道宽度支持4 GB/s的传输速度。高速数据采集、视觉系统、模块化以太网存储和高通道数数字I/O等应用受益于PCI Express技术的优势,其中包括带宽增加、PC技术规模经济和软件兼容性。

​2007年1月,PCI-SIG宣布推出PCI Express 2.0规范。该规范将总线标准的带宽从250 MB/s增加至500 MB/s,并改进了点对点数据传输协议及其软件架构。该标准仍在制定过程中,预计在2025年推出7.0标准。

PCI Express架构每通道方向带宽
1.x​250 MB/s
2.0​500 MB/s
3.0​~1 GB/s
4.0​~2 GB/s
5.0​~4 GB/s
6.0​~7.5 GB/s

表2.PCI Express规范中的每通道带宽。

哪些计算支持PCI Express?

​如今,大多数PC都会配备至少一个PCI Express插槽。然而,某些PC供应商很难确定消费者考虑购买的计算机是否配备了PCI Express插槽。通常,产品规范页面或技术概述页面(这些页面通常不会在顶层链接中显示)会列出可用的扩展插槽。大部分情况下,PC会同时配备PCI和PCI Express两种扩展插槽。

​PCI Express插槽的链路宽度因台式机、工作站和服务器而异。台式机系统通常提供用于显卡的x16插槽和用于PCI Express外围设备的x1插槽。工作站级系统提供用于显卡的x16插槽和用于高端PCI Express外围设备的x4插槽,而服务器类系统提供用于服务器市场的高端外围设备的x4和x8插槽。用于连接显卡的x16插槽通常不适用于服务器级系统,因为高端显卡对于服务器来说并不是一项重要功能,而为附加千兆以太网端口等外围设备提供更多带宽则更为重要。

如何选择配备PCI Express合适PC?

​为PCI Express板卡选择合适的PC时,请注意以下5个因素:

  1. ​建议使用与PCI Express板卡尺寸相同的PCI Express插槽。如有x4 PCI Express板卡,请购买带有x4插槽的计算机。

  1. ​如有标准尺寸的PCI Express板卡,请查看“薄型”PCI Express系统的产品规范,确保PCI Express板卡适合。详细信息请访问 什么是薄型PCI卡?

  1. ​一般来说,应避免x16 PCI Express插槽用于非显卡。这些插槽通常是针对显卡而设计。 

  1. ​部分PC的x8 PCI Express连接器仅包含4个通道。如购买上述PC,请确保计划使用x4或x1 PCI Express板卡。

  1. ​PCI Express 2.0主板插槽向后兼容PCI Express 1.x。此外,PCI Express 2.0板卡与PCI Express 1.1主板兼容,并可使用PCI Express 1.1的所有可用带宽运行。

​上插和下插

​如上所述,可以将x4 PCI Express板卡插入x8插槽。这种设置称为上插。反之,将x8 PCI Express板卡插入x4插槽称为下插,这并不具有物理可行性。表3所示为不同的PCI Express板卡/连接器配置。 

​无论如何,上插具有物理可行性;但是,PCI Express规范要求插槽仅能以x1链路宽度运行。虽然主板制造商可以在不降低带宽的情况下实现上插,但这并非强制要求。例如,如将x4 PCI Express板卡插入x8 PCI Express插槽,即使板卡支持x4带宽,也可能以x1带宽运行。具体取决于主板制造商。如计划上插,请联系主板供应商,确认其硬件处理上插的方式。PCI Express连接器的外形尺寸限制了下插。x8 PCI Express板卡过大,无法插入x4连接器。(注意:CompactPCI Express规范支持下插。)

 

 插槽
 x1x4x8x16
x1必需必需*必需*​必需*
x4必需支持*支持*
x8支持支持*
x16支持

*上插

表3.插槽/板卡兼容性(上插和下插)。

结论

​PCI Express为PC提供带宽更高和可扩展的外围总线。这种可扩展的架构可在消费者购买PC时增加新的配置选项。虽然更高版本的PCI Express可向后兼容,但购买前仍需仔细检查PCI Express和PC的连接器尺寸和兼容性。