1.PCI

1.1 PCI介紹

外設互聯標準（或稱個人電腦接口，Personal Computer Interface），實際應用中簡稱PCI（Peripheral Component Interconnect），是一種連接電子計算機主板和外部設備的總線標準。一般PCI設備可分為兩種形式：直接布放在主板上的集成電路，在PCI規范中稱作”平面設備“，另一種是安裝在插槽中的擴展卡。

PCI bus常見于現代的個人計算機中，已經取代ISA和VESA局部總線，成為標準擴展總線。PCI總線最終將被PCI Express或者更先進的技術取代。

PCI是并行基于總線控制，所有設備共同分享單向32bit/64bit并行總線（半雙工）。如果有多個PCI設備共用總線，他們將共享總的傳輸速率。

PCI標準于1993年7月被Intel發明，每個接口最多連接1個設備，可以工作在33MHz和66MHz（工作時電壓33MHz為5V，66MHz為3V），2004年被PCI Express替代。

PCI插槽可以插很多類型的卡，包括網卡、聲卡、調制解調器（內置Modem）、電視卡、磁盤控制器（RAID卡）、視頻采集卡、IDE接口卡、IEEE1394卡、USB卡和串行等，原本也可以插顯卡，但很快PCI的帶寬不足以支持顯卡的性能。PCI插槽通過插不同的卡幾乎可以實現所有的外接功能。后來顯卡使用AGP插槽，現在已被PCI Express插槽取代。

PCI接口分32bit和64bit兩種。早期的PCI（PCI2.1標準）工作在32bit、33.33MHz、5V下，最大傳輸速度133MB/s（33.33MHz * 32bit / 8bit/byte = 133MB/s），后來又出現了PCI2.2 2.3等標準。現在PCI有32bit和64bit兩種，32bit的一般用在PC上，64bit的一般應用于服務器上，64bit的要比32bit的長一些。32bit和64bit都有5v和3.3v電壓兩種，5v電壓的是PCI2.1標準工作在33MHz，3.3v電壓的是PCI2.2標準工作在66MHz的時鐘頻率上。頻率或者位寬增加都會增加傳輸速率，實現也是通過這兩個指標來實現的。

  在PC上，64位PCI還沒有成為主流。原因在于制造64位和66MHzPCI主板的難度很大。首先，使用64位PCI插槽需要64位南橋芯片組支持，該南橋控制器必須可以正確處理64位的數據。Intel和AMD都有64位的南橋可提供給主板廠商，但是價格很高；其次是因為66MzPCI槽對主板配套元件要求極高，且需要特殊的布線設計。這就是66MHzPCI技術一直停留在服務器領域的原因。

1.2 PCI接口

PCI有幾種不同的接口樣圖：現在生產的多為通用模式的以防插錯。還有64bit統一比32bit的寬出右邊缺口的部分。

PCI 32bit的網卡都可以查到PCI 64bit插槽上使用。3.3v的插到3.3v的上，5v的插到5v的上。

有一些PCI網卡同時支持32位和64位標準的兼容網卡，這類網卡相比前面介紹的純64位PCI網卡來說，在外觀上也有一個明顯的區別，那就是它又多了一個缺口，有3個缺口（下圖右邊第三個圖）。

1.3 PCI千兆網卡的局限性

通常我們用的個人PC主板上的PCI總線頻率位33MHz，總線位寬位32bit，PCI總線的帶寬位133MB/s，換算下來是1064Gbps，理論上這是符合千兆往可的帶寬的。但實際上，PCI設備是共享一個總線帶寬的，像IDE總線，集成聲卡等都是通過PCI總線工作的，這樣自然分配給PCI千兆網卡的帶寬自然就不夠了。要真正的達到千兆網卡的速度，要求全雙工工作，輸入輸出都是1Gbps，這樣就要求帶寬達到2Gbps，這樣PCI總線是萬萬達不到的。因此在普通電腦上還是要采用PCI-E設備才能真正的達到千兆的速度。

2.PCI-X

2.1 PCI-X介紹

PCI-X是傳統PCI總線的改版，有更高的帶寬。PCI-X插槽類型基本于64bit的PCI插槽相同。

PCI-X于1998年被IBM、HP和Compaq發明，64bit位寬，傳輸方式并發，2004年被新出的PCI Express替代。PCI-X多用于服務器上，不過也是曇花一現。

2.2 PCI-X缺點

無論PCI還是PCI-X都只是半雙工的通信機制但PCI Express 卻完全可以用全雙工方式進行通信。此外在同一個總線里因為平行傳輸的關系，雖然控制器可以和每個接入的設備自動協調傳輸速率，但卻必需選用各個設備中速度最慢者的速度作為總線內共同的傳輸速度上限，高速設備往往因此而無用武之地。

PCI-X目前的最新版本是2.0。下面講的的1.0版本，在外觀上，它與64位PCI接口差不多。目前主要有100MHz和133MHz兩種外頻模式，不過目前主要用的是133MHz PCI-X接口，理論共享傳輸速率達到了1.06GB/s。后來推出的2.0版本，頻率位266MHz和533MHz，共享傳輸速率為2.1GB/s和4.2GB/s。后來出的3.0標準1066MHz在PCI-E的沖擊下沒有了下文。

PCI-X相比PCI 32bit而言除了擴大到64bit，其余的傳輸協議、訊號和標準街頭格式都一并兼容，因此它可以向下兼容于所有早期的+3.3V PCI 總線(但不容于最早期的+5V PCI BUS)。3.3v的PCI可以插到PCI-X中。

3.PCI-E

3.1 PCI-E介紹

PCI Express是INTEL提出的新一代的總線接口,PCI Express采用了目前業內流行的點對點串行連接，比起PCI以及更早期的計算機總線的共享并行架構，每個設備都有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，而且可以把數據傳輸率提高到一個很高的頻率，達到PCI所不能提供的高帶寬。相對于傳統PCI總線在單一時間周期內只能實現單向傳輸，PCI Express的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質量。PCI-E插槽是可以向下兼容的，比如PCI-E 16X插槽可以插8X、4X、1X的卡。現在的服務器一般都會提供多個8X、4X的接口，已取代以前的PCI-X接口。

                       從上到下依次是PCIEX16，X1，X4

3.2 PCI-E各版本的傳輸速度

3.3 PCI-E不同傳輸通道數設備的金手指數和長度

4.三種接口的傳輸速度比較