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Não deve ser confundido com a porta PCI-X Porta PCI Express (de cima para baixo: × 4, × 16, × 1 e × 16), em comparação com a porta PCI tradicional de 32 bits (parte inferior) O PCI Express , abreviado PCI-E ou PCIe (anteriormente 3GIO, 3rd Generation Input / Output ) é um padrão desenvolvido pela Intel e introduzido em 2004. Ele especifica um barramento serial local ("barramento PCI Express") e um conector que é usado para conectar placas de expansão à placa - mãe de um computador. Destina-se a substituir todos os slots de expansão em um PC, incluindo PCI e AGP . A especificação 4.0 foi lançada em 2017 e a versão 5.0 está prevista para 2019. Uma vantagem notável do barramento PCIe é que duas placas PCIe podem se comunicar sem passar pelo processador. Uma evolução do ICHPlaca PCI Express de altura total Slots PCI-Express × 1 e PCI-Express × 16 em comparação com o slot PCI (esquerda) Uma vantagem do PCI Express é que ele é derivado do padrão PCI ( Peripheral Component Interconnect ), que permite aos fabricantes simplesmente adaptar suas placas de expansão existentes, já que apenas a camada de hardware precisa ser alterada. Por outro lado, é rápido o suficiente para substituir não apenas o PCI convencional, mas também o AGP, uma porta rápida para placas de vídeo. PCI Ao invés do que está ligado ao southbridge da placa-mãe, PCI Express é frequentemente disponíveis em ambos os northbridge e southbridge , foi ainda integrado nodezembro de 2015para alguns microprocessadores . Enquanto o PCI usa um único barramento bidirecional alternado ( half duplex ) de 32 bits para todos os periféricos, o PCI Express usa uma interface serial (1 bit de largura) baseada em linhas bidirecionais distribuídas em 8 pinos. Podemos então falar de uma placa-mãe com 20 pistas PCIe. Uma linha teoricamente permite trocas full duplex a 250 MB / s para a versão 1.1 do protocolo. Os vários periféricos então se comunicam trocando pacotes e a arbitragem do barramento PCI é substituída por um switch. O princípio de operação é semelhante à comutação de pacotes de acordo com um modelo de quatro camadas:
Falamos de portas PCIe × 1, × 2, × 4, × 8, × 16 e × 32 para diferenciar as portas de acordo com o número de conectores de linha que possuem (respectivamente 1, 2, 4, 8, 16 ou 32 linhas no máximo ) Uma porta × 32 pode teoricamente atingir uma velocidade de 8 Gb / s ou 4 vezes a velocidade das portas AGP . Uma porta × 16, por exemplo, só pode ser conectada a 8 pistas PCIe; ainda deve haver um fornecimento de energia elétrica necessária para as placas × 16 . Uma placa de expansão × 16 funcionará nesta porta (mas provavelmente com desempenho abaixo do ideal), porque o protocolo PCIe fornece negociação mútua do número máximo de linhas suportadas pelas duas entidades relacionadas. Da mesma forma, um cartão (exemplo: × 1) pode ser conectado e funcionará corretamente em uma porta maior (exemplo: × 2,…, × 32) .... EvoluçõesEm 2007, surgiu a segunda geração do PCIe (gen 2.0), permitindo, entre outras coisas, aumentar a velocidade de 250 para 500 MB / s por direção por link (a velocidade da primeira geração gen 1.0 é dobrada). Em fevereiro do mesmo ano, foi publicado o padrão “ External PCI Express 1.0 ” ( ePCIe 1.0 , Cabled PCIe 1.0 ), que permite a conexão de periféricos externos ao barramento PCIe, utilizando uma placa que permite o redirecionamento para um conector. externo. A velocidade de cada linha é limitada a 250 MB / s. Existem conectores e cabos para as versões 1x, 4x, 8x e 16x do barramento. Uma evolução para linhas a 500 MB / s (como PCIe 2.0) está planejada, mas nenhuma data anunciada. Em 2010, PCI-SIG publicou as especificações para PCIe (gen 3.0), cuja velocidade é dobrada 1000 MB / s graças a um aumento de 60% na frequência que vai de 5 a 8 GHz para gen 2.0, mas também por 128- codificação bit / 130 bits. Em vez de consumir 20% da taxa de bits para geração 2.0, esta codificação perde apenas 1,6% da largura de banda total. Os primeiros periféricos PCIe 3.0 chegaram em meados de 2011, mas as placas gráficas que usam essa interface não chegaram até o início de 2012. A especificação PCIe 4.0 foi lançada em outubro de 2017. Isso dobra a largura de banda. A primeira placa de vídeo a fazer uso total dessa nova especificação é a placa AMD Radeon RX 5700 XT em 2019. A especificação PCIe 5.0 foi lançada em Maio de 2019 com uma nova duplicação da largura de banda. Especificações técnicasCompatibilidade de slot / cartãoOs slots PCI Express permitem a conexão de uma placa x8 (8 vias) a um slot x16 (16 vias), o inverso não é verdadeiro; idem para as outras variantes. O tamanho do conector limita o número máximo de pistas PCIe usadas pela placa, mas não garante isso. O tamanho de um conector em uma placa-mãe especifica a velocidade máxima, mas não necessariamente a velocidade em que a placa inserida nele irá operar. O número de linhas usadas é negociado automaticamente entre os dispositivos.
Para um dispositivo x16 em um slot "fisicamente" x16, seu modo de operação dependerá da fiação elétrica da placa-mãe, do número de placas X16 utilizadas, bem como do processador, sua frequência e o chipset (processador de comunicações) utilizado. As outras placas PCIe no barramento podem, dependendo do caso, limitar o número de linhas que podem ser usadas neste barramento no modo x16. Dimensões
Largura de bandaA largura de banda varia dependendo da geração de PCI Express e do número de pistas usadas, cada geração de PCIe pode praticamente dobrar a largura de banda da anterior:
BrochagemA tabela a seguir mostra os condutores em cada lado de um slot de placa PCI Express:
CaracterísticasDois links diferenciais permitem a troca de dados na transmissão (direta) e recepção (reversa) entre dois pontos A e B. O componente raiz permite acesso à CPU, memória ou qualquer outro dispositivo. Os dados são produzidos na forma de pacotes. Taxa
de transferência e largura de banda: O fator 2 vem do modo de transmissão + recepção full duplex. PCIe segue o modelo OSI :
Um cálculo de
CRC é realizado no nível do enlace de dados, permitindo verificar a integridade das trocas neste nível. Se ECRC for falso, é possível solicitar o reenvio do pacote. DLLP são, portanto, pacotes de gerenciamento (conclusão, configuração). Software layer *data* +-------------------+ | Transaction layer | **Header,*data*,ecrc** +-------------------+ | Data Link Layer | | | ***Sequence,**Header,*data*,ecrc**,lcrc*** +-------------------+ | PHYsical LAyer | | | Start,***Sequence,**Header,*data*,ecrc**,lcrc***,End +-------------------+O cabeçalho do pacote PCIe é de 3 a 4 palavras de 32 bits. O
nível físico é composto pelos seguintes elementos:
O nível do link de dados tem um "Buffer de reprodução" no lado da transmissão, permitindo que o pacote seja enviado de volta quando o receptor detectar erros. Existem diferentes tipos de transações:
Dois tipos de transações são possíveis: lançada ou não lançada.
Para usos mais avançados, existem IPs (caso de um design FPGA). Tabela de resumo
Notas e referênciasNotas
Referências
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Origens
Que tipo de slot de expansão da placa mãe envia dados um bit de cada vez por um barramento serial?O PCI Express
Como a conexão é serial, os dados são transmitidos bit a bit entre o transmissor e o receptor, em contraste com a comunicação paralela utilizada pelos padrões anteriores onde mais de um bit é transmitido por pulso de frequência.
Quais são os tipos de slots de expansão existentes em uma placa mãe?Os mais usados atualmente são os slots PCI (Peripheral Component Interconnect), PCI-Express 1x, PCI-Express e AGP (os dois últimos servem apenas para placa de vídeo.
O que são os slots de expansão da placa mãe?Os Slots de Expansão, barramentos ou Bus, são as conexões através das quais podemos conectar novas placas á placa mãe. Através dos Slots podemos, por exemplo, utilizar uma placa de vídeo de última geração, em um PC um pouco mais antigo, que apresenta uma simples placa de vídeo onboard.
O que e slot de expansão PCI Express?PCI Express é um nome curto para Peripheral Component Interconnect Express, basicamente, um padrão que permite que diversos tipos de dispositivos, como placas de vídeo e SSDs, sejam conectados a um computador. Esse padrão também é conhecido como PCIe ou, ainda, PCI-E.
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