PCI 64、PCI-X、PCI-E插槽之间都有什么区别？

PCI插槽是主板的一大特色，如果用户不满足于计算机性能，就可以在PCI插槽中插入另外一条内存、显卡、网卡等硬件提升系统运行效率。不过PCI插槽又分为PCI 64、PCI-X、PCI-E等，TA们之间会有什么区别呢？

PCI插槽，是基于PCI局部总线（Peripheral Component Interconnection，周边元件扩展接口）的扩展插槽。其颜色一般为乳白色，位于主板上AGP插槽的下方，ISA插槽的上方。其位宽为32位或64位，工作频率为33MHz，最大数据传输率为133MB/sec（32位）和266MB/sec（64位）。可插接显卡、声卡、网卡、内置Modem、内置ADSL Modem、USB2.0卡、IEEE1394卡、IDE接口卡、RAID卡、电视卡、视频采集卡以及其它种类繁多的扩展卡。

PCI 64

主机接口部分出现一些新的技术，如64位PCI、PCI-X、PCI-E等。这几种新的总线接口技术都支持64位，而且传输性能是依次增强。PCI接口有32位和64位两种，而PCI-X、PCI-E新型接口均为64位。32位与64位PCI接口的金手指结构不一样，64位的多了一个缺口位（有两个缺口位），而且长度也不一样，如图7-4所示的左、右图分别为32位PCI与64位PCI接口的对比图。也有一些PCI网卡同时支持32位和64位标准的兼容网卡，这类网卡相比前面介绍的纯64位PCI网卡来说，在外观上也有一个明显的区别，那就是它又多了一个缺口，有3个缺口了，如图7-5所示。64位PCI接口的速率可达到第一版本32位PCI的两倍，即达到了266Mbps。如图7-6所示的是32位PCI主板插槽与64位PCI主板插槽的比较。

PCI-X

PCI-X接口是由IBM最初开发的，目前的最新版本为2.0，接口插槽如图7-7所示。在外观上，它与64位PCI接口差不多。目前主要有100MHz和1 33MHz两种外频模式，不过目前主要米用的是133MHzPCI-X接口，理论传输速率达到了1.06Gbps。如果4组设备并行工作，每组设备可用带宽为266Mbps;如果只有两组设备并行，那么每组设备就可分得533Mbps;而在连接一组设备的情况下，该设备便可以独自使用到全部的1.06Gbps带宽。相对于64位PCI总线，PCI-X的提升相当明显，在它的帮助下，服务器内部总线资源紧张的难题可以得到一定的缓解。

不过，PCI-X带来的变化不仅如此，它在总线的传输协议方面也有许多重要的改良，例如，PCI-X启用“寄存器到寄存器”的新协议——发送方发出的数据信号会被预先送入一个专门的寄存器内;寄存器可将信号保持一个时钟周期，而接收方只要在这个时钟周期内作出响应即可。而原来的PCI总线就没有这个缓冲过程，如果接收方无暇处理发送方的信号，那么该信号就会被自动抛弃，容易导致信号遗失。PCI-X的另一个重要优点在于，它可以完全兼容之前的64位PCI扩展设备，用户已有投资可以获得充分保障。平滑过渡的方式让PCI-X在服务器/工作站领域大获成功，并很快取代64位PCI成为新的标准。

以上是PCI-X1.O标准，它没有辉煌太长时问，基于PCI基础改良的性质让它不可能彻底解决带宽不足的问题。2002年7月，PCI-SIG推出更快的PCI-X2.O规范，它包含较低速的PCI—X 266及高速的PCI-X 533两套标准，分别针对不同的应用。同样，PCI-X2.0并没有对总线架构作什么大改动，而只是将工作频率分别提升到266MHz和53 3MHz，以此获得更高的传输效能。 PCI-X266标准可提供2.1 Gbps共享带宽，PCI-X533标准则更是达到4.2Gbps的高水平。这两者最多都可以支持8组设备，扩展力相当强大;如果系统只安装4组设备，那么最高级的PCI-X53 3标准允许每个设备获得超过1 Gbps的总线带宽，这完全可满足多路千兆位以太网、光纤通道、SASRAID系统的需求。此外，PCI-X 2.0也保持良好的兼容性，它的接口与PCI-X 1.0完全相同，可无缝兼容之前所有的PCI-X1.0设备和PCI扩展设备。很自然，PCI-X 2.0成功进入服务器市场并大获成功，直到现在它仍然在服务器市场占据主流地位。

受到PCI-X 2.0成功的鼓舞，PCI-SIG组织在2002年1 1月宣布将开发PCI-X 3.0标准，也就是PCI-X 1066。据悉，该标准将工作在1066MHz的高频上，共享带宽达到8.4Gbps，每个设备至少都拥有1.06Gbps带宽。但十分可惜，这项计划后来并没有下文，原因很可能在于遭遇来自PC！Express阵营的冲击。

PCI-E

在200 1年的春季IDF论坛上，英特尔公司提出3GIO（Third Generation I/OArchitecture，第三代I/O体系）总线的概念，它以串行、高频率运作的方式获得高性能，而3GIO的体系设计也十分富有前瞻性，它将被设计为满足未来十年PC系统的性能需要。3GIO计划获得广泛响应，后来英特尔将它提交给PCI-SIG组织，于2002年4月更名为PCI Express（简称为“PCI-E“），并以标准的形式正式推出。它的效能十分惊人，仅仅是~16模式的显卡接口就能够获得惊人的8Gbps带宽。更重要的是，PCIExpress改良了基础架构，彻底抛离落后的共享结构，一个新的时代开始了。如图7-8所示的就是一条1 6xPCI-E接口插槽与普通PCI插槽的比较，从中可以看出，它只有一个缺口。

首先，在工作原理上，PCIExpress与并行体系的PCI没有任何相似之处，它采用串行方式传输数据，而依靠高频率来获得高性能，因此PCIExpress也一度被人称为“串行PCI”。由于串行传输不存在信号干扰，总线频率提升不受阻碍，PCIExpress很顺利就达到2.5GHz 的超高工作频率。其次，PCI Express采用全双工运作模式，最基本的PCIExpress拥有4根传输线路，其中两线用于数据发送，两线用于数据接收，也就是发送数据和接收数据可以同时进行。相比之下，PCI总线和PCI-X总线在一个时钟周期内只能作单向数据传输，效率只有PCI Express的一半;加之PCI Express使用8b/1 0b编码的内嵌时钟技术，时钟信息被直接写入数据流中，这LhPCI总线能更有效节省传输通道，提高传输效率。第三，PCI Express没有沿用传统的共享式结构，它采用点对点工作模式（Peerto Peer，也被简称为P2P），每个PCIExpress设备都有自己的专用连接，这样就无须向整条总线申请带宽，避免多个设备争抢带宽的糟糕情形发生，而此种情况在共享架构的PCI系统中却是经常可以见到的。

由于工作频率高达2.5GHz，最基本的PCI Express总线可提供的单向带宽便达到250Mbps （2.5Gbps x 1B/8bitx 8b/1 0b=250Mbps），再考虑全双工运作，该总线的总带宽达到500Mbps—— 这仅仅是最基本的PCIExpress x 1模式。如果使用两个通道捆绑的×2模式，PCI Express便可提供1 Gbps的有效数据带宽。依此类推，PCIExpress x4、×8和×1 6模式的有效数据传输速率分别达到2Gbps、4Gbps和8Gbps。这与PCI总线可怜的共享式1 33Mbps速率形成极其鲜明的对比，更何况这些都还是每个PCI Express可独自占用的带宽。

除了带宽方面的优势外，PCI-E相比PCI-X总线来说，还具有一些其他方面的明显优势。首先它具有裁剪带宽的能力，信道可以聚集，以增加总带宽。PCI-E通道的有效组合为x1， x2、x4、x8、x 1 6和x32，可用的带宽直接与通道的数目成比例，通道数加倍带宽也加倍。一个10Gbps以太网控制器可以使用4条PCI-E通道来与控制器的带宽相匹配。由于PCI-E通道不是被多个设备共享的，它的结构本质上是可热替换的。PCI-E使用消息传递来处理一些PCI所提供的边带信号。

其次，PCI-E还提供了把大的信道分成小的信道的功能，一个8通道的PCI-E连接能分为两个4通道的连接，4个2通道的连接，或8个l通道的连接。

PCI插槽在主板上占用的空间将近三分之一，用户若是不满足现有配置，完全可以通过PCI插槽进行扩展。