Benutzer:Hundehalter/Spielwiese

PCI Express

PCI-Express, abgekürzt PCIe, ist ein Verbindungsstandard in Computer-Systemen. Vielfach wird der Begriff PCIe synonym für PCIe-Steckplätze bzw. PCIe-Erweiterungskarten gebraucht. Das elektrische PCIe-Interface wird jedoch außerdem für eine Reihe von anderen Standards genutzt, darunter ExpressCard, ein Interface für Notebooks. Im Jahr 2011 stellt PCIe den aktuellen Standard für Steckkarten dar. Die PCI-SIG (Peripheral Component Interconnect Special Interest Group), eine Arbeitsgemeinschaft mit Mitgliedern der führenden PC-Unternehmen, verwaltet die Entwicklung von PCIe.

Geschichte

Entwicklung der Datenübertragungsgeschwindigkeit bei verschiedenen PC-Bussystemen

Der Standard für PC-Steckkarten entwickelte sich von ISA über PCI und AGP weiter und erreicht derzeit mit PCIe den neuesten Stand. Der Hauptgrund für die Weiterentwicklung ist der ständig steigende Bedarf des Übertragens größerer Datenmengen in kürzerer Zeit. Entwickelt wurde die Technologie hauptsächlich von Intel, Compaq, Dell, IBM und Microsoft stimmten am 04. August 2001 auf einer Tagung der PCI-SIG zu. Der Codename während der Entwicklung lautete „Arapahoe“, später wurde der Begriff „3GIO“ (third generation I/O) benutzt und schließlich der bis heute geltende Name gefunden.

Internetquelle http://www.tecchannel.de/news/themen/business/408827/intels_3gio_wird_offizieller_pci_nachfolger/

Lanes

Eine Lane (engl.: Fahrspur, Fahrstreifen) besteht aus einem Paar von Leitungen für das Senden und einem weiteren Paar für den Empfang von Daten. Jede Lane besteht somit aus vier Kabeln oder Signalwegen, wodurch sie Daten in Form von Byteströmen im Vollduplex-Modus transportieren kann. Ein jeder PCIe-Steckplatz kann eine bis 32 Lanes enthalten, dabei muss die Anzahl eine Potenz von 2 sein (1, 2, 4, 8, 16 und 32). Die Anzahl der Lanes wird mit einem x-Präfix geschrieben (beispielsweise x16 für einen 16-Lane-Steckplatz). Mehrere Lanes können gebündelt werden, um die Datenübertragungsrate zu steigern. Die Gesamtrate ergibt sich aus dem Produkt: Anzahl der Lanes x der Rate pro Lane (je nach Version). Die Baugröße (mechanische Länge des Steckplatzes oder der Steckkarte) gibt vor, wie viele Lanes maximal vorhanden sein können:

• Bei einer Länge von 25 mm ein Lane,
• bei 39 mm vier Lanes,
• bei 56 mm acht Lanes und
• bei 89 mm 16 Lanes.

Es gibt Ausnahmen, bei denen die Zahl der tatsächlich vorhandenen (elektrischen) Lanes geringer ist als die mögliche (mechanische) Anzahl: So gibt es mechanische PCIe-x16-Steckplätze, die elektrisch nur PCIe-x4 oder PCIe-x8 sind. Karten mit x1-Interface funktionieren in größeren Slots.

Implementierungs-Versionen

Seit seiner Erfindung ist PCI-Express mehrfach verbessert worden. Jede neue Hauptversion brachte vor allem eine Geschwindigkeitssteigerung, jeweils (gerundet) um den Faktor 2, somit ist PCIe3.0 rund viermal so schnell wie PCIe1.0, die Datenübertragungsgeschwindigkeiten stellt folgende Tabelle dar: TABELLE

A	B	C
eine Zeile

Eine PCIe-Steckkarte für USB 3.0 in der PCIe1.0 x1 -Version kann nur 250 MB/s übertragen und damit nicht die volle USB 3.0-Bruttodatenrate von 500 Mbyte/s erreichen. Hingegen ist mit einer moderneren, aber etwas teureren PCIe 2.0 x1-Karte die hohe USB 3.0-Geschwindigkeit erreichbar.

Schreibweise

Eine vollständige Angabe beider Parameter, Versionsstand und Laneanzahl, ist zur eindeutigen Unterscheidung notwendig. Es wird beispielsweise geschrieben

• PCIe1.0 x1 für eine PCI-Express-Karte der Version 1.0 mit einer Lane
• PCIe1.0 x8 für eine PCI-Express-Karte der Version 1.0 mit acht Lanes
• PCIe2.0 x1 für eine PCI-Express-Karte der Version 2.0 mit einer Lane

Verwendung

Im Desktopbereich wird meist PCIe-x1 als Ersatz für den PCI-Bus und PCIe-x16 als Ersatz für den AGP-Bus zur Anbindung von Grafikkarten verwendet. PCIe-x4 sind vor allem im Serverbereich für Karten mit hohem Durchsatz (Festplattencontroller, 10GE-Netzwerkkarten) zu finden. Die derzeit größten Solid State Disks sind in PCIe2.0 x8- oder PCI2.0 x16-Bauform ausgeführt, das heißt, der Begriff „Disk“ ist hier nur noch historisch bedingt – tatsächlich ist diese „Platte“ eine PCIe-Karte. Interquelle x8 3 TB http://www.oczenterprise.com/ssd-products/z-drive-c-series.html Interquelle x16 5 TB http://www.fusionio.com/load/-media-/1a7jn6/docsLibrary/FIO_DS_Octal_v16web.pdf

Formatierungs-Bausteine

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Tabellenbeispiele

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Anzahl	79	80	81	82	83	84	85	86	87	88	89	90	91	92	93	94	95	96	97	98	99	00	01
7
6																6						6
5		5	5											5		94						00
4	4	80	81			4	4					4		92		94		4		4	4	00	4
3	79	80	81			84	85	3			3	90		92	3	94		96	3	98	99	00	01
2	79	80	81	2		84	85	86	2	2	89	90		92	93	94	2	96	97	98	99	00	01
1	Anz	Anz	Anz	Anz	1	Anz	Anz	Anz	Anz	Anz	Anz	Anz	1	Anz	Anz	Anz	Anz	Anz	Anz	Anz	Anz	Anz	Anz

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Anzahl...	79	80	81	82	83	84	85	86	87	88	89	90	91	92	93	94	95	96	97	98	99	00	01
9
8		8,10	8,10
7															7,39						7,24	7,24
6	6,51					6,55	6,55					6,32		6,22
5
4								4,90			4,78							4,88		4,87			4,81
3				3,24					3,26	3,24					3,70				3,65
2																	2,44
1					1,63							1,24