Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Bu madde olması gerekenden az içermektedir veya içermemektedir. (Şubat 2018) |
PCI Express, resmen PCIe (PCI-E de olabilmekte ve genellikle bu kullanılmaktadır) olarak kısaltılmıştır ve kesinlikle PCI-X ile karıştırılmamalıdır. PCI-X, mevcut PCI programlama kavramlarını kullanan bir PCI bağlantı standardıdır fakat bu bağlantıyı full duplex, multi – lane, noktadan noktaya seri fiziksel katman iletişim protokollerini kullanarak çok daha farklı ve süratli bir biçimde gerçekleştirir. PCI Express daha önceleri 3. Jenerasyon I/O için Arapaho veya 3GIO olarak bilinirdi.
PCIe geçit başına 250 MB/s hızında veri transfer eder. Maksimum 32 geçit sayısıyla, PCI-e toplam birleştirilmiş 8 GB/s veri transfer hızına ulaşabilmektedir. Bu rakamları bir perspektife oturtabilmek üzere şunları belirtebiliriz; tek bir geçit normal bir PCI’ın veri hızının yaklaşık iki katına ulaşabilmektedir, dört geçitli bir yuva PCI-X’in en son sürümünün veri hızıyla kıyaslanabilecek bir veri hızına sahiptir ve sekiz geçitli bir yuva AGP’nin en hızlı versiyonuna eşit bir veri hızına sahiptir. PCIe’nin full duplex noktadan noktaya özelliği PCI üzerindeki avantajını özellikle çok sayıda cihazları içeren sistemlerde daha da geliştirecektir.
Gözden geçir
PCIe fiziksel katmanı daha çok bükümlü tel çifti “twisted pair” ethernet’e benzer bir seri bağlantılar ağıdır. Ana kart üzerinde çok bacağı olan tek bir göbek kullanılır, bu göbek geniş bir anahtarlama ve dönemdeşliğe olanak sağlar. Bu tasarımın tercih edilmesinin nedeni, arttıkça, paralel bağlantıların senkronizasyonlarının zamanlama çarpıklığı “timing skew” nedeniyle engellenmesidir. PCIe paralel veri yollarından seri bağlantılara geçişe örneklerden sadece bir tanesidir. Diğer örnekler için HyperTransport, Serial ATA, USB, SAS veya FireWire’ı inceleyiniz. PCIe öncelikle Intel tarafından desteklenmektedir. Intel sisteminden ayrıldıktan sonra olarak standart üzerinde çalışmaya başlamıştı. PCIe sadece yerel bağlantı “local interconnect” olarak kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Mevcut PCI sistemi üzerine kurulduğu için kartlar ve sistemler sadece fiziksel katman değiştirilerek PCI Express’e dönüştürülebilirdi – mevcut sistemler hiçbir yazılım değiştirilmeden PCI Express’e uyarlanabilirdi. PCI Express üzerindeki artırılmış bant genişliği onun AGP ve PCI dahil olmak üzere neredeyse bütün dahili yuvaların yerine geçebilmesini sağlıyor. Intel böylece şimdiki makinelerde kullanılan northbridge/southbridge çözümlerinin aksine, bütün harici cihazlarla iletişim kurabilen bir PCI Express kontrol birimi tasavvur ediyor.
Donanım protokol özeti
PCIe linki geçit "lane" adı verilen tek yönlü özgünleştirilmiş seri (1 bit) noktadan noktaya bağlantılar etrafında kurulmuştur. Bu durum tüm cihazların aynı çok yönlü, 32 bit (veya 64 bit), paralel yuvayı paylaştıkları yuva tabanlı bir sistem olan PCI bağlantısı ile çok keskin bir tezat oluşturur. PCI Express Hareket Katmanı, Veri Linki Katmanı ve Fiziksel Katmanı içeren bir protokoldür. Fiziksel katman kendi içerisinde mantıksal alt katmana ve elektriksel alt katmana bölünmüştür. Mantıksal alt katman da kendi içerisinde Fiziksel Kodlama Alt katmanına (PCS) ve bir Ortam Erişim Kontrolü Alt katmanına (MAC) ayrılmıştır (bu terimler IEEE 802 ağ oluşturma protokolü modelinden alınmıştır).
Fiziksel katman
Elektriksel seviyede her geçit iki adet 2,5 Gbit/s hızında tek yönlü düşük voltaj türevsel imleşim “low voltage differential signaling” (LVDS) çifti kullanır. Gönderme alma birbirinden farklı türevsel çiftlerdir, geçit başına 4 adet veri kablosu bulunur. DFI'ın LanParty nF4 Ultra-D’sinde görüldüğü gibi geleneksel bir 32 bit PCI yuvası (alt) ile karşılaştırıldığında PCI Express’in yuvaları (yukarıdan aşağıya: x4, x16, x1 ve x16’dır). XFX marka Nvidia GeForce 6600GT PCI-Express video adaptör kartı Herhangi iki PCIe cihazı arasındaki bağlantı bir “link” olarak tanımlanır ve 1 veya daha fazla geçidin bir araya gelmesiyle oluşur. Kullanılan tüm cihazlar en azından tek geçitli (x1) linkini destekleyebiliyor olmalıdır. Cihazlar tercihe bağlı olarak; 2, 4, 8, 12, 16 veya 32 geçitli linkleri destekleyebilir. Bu sayede her iki yönde de çok iyi uyumluluk elde edilir. Bir PCIe kartı en azından kendisi kadar büyük olan herhangi bir yuvaya fiziksel olarak uyar (ve düzgün biçimde çalışır) (örneğin bir x1 kartı x4 veya x16 yuvasına rahatça takılabilir) ve fiziksel olarak daha büyük olan bir yuvaya (örneğin x16) daha az sayıdaki geçitle elektriksel olarak kablolanabilir (örneğin x1 veya x8, fakat yine de daha büyük fiziksel yuvanın gerektirdiği güç ve topraklama bağlantılarını sağlıyor olması gerekir). Her iki durumda da PCIe linki desteklenen en yüksek geçit sayısı üzerinden iletişim kuracaktır. Buna karşın herhangi bir cihazın fiziksel olarak kendinden daha küçük bir yuvada çalışmasına imkân yoktur (örneğin bir x4 kartı bir x1 yuvasına fiziksel olarak yerleştirilemez – buna rağmen sadece tek geçit kablolanararak bir x4 yuvasında çalıştırılabilir).
PCIe duraklamalar da dahil olmak üzere bütün mesajları veri için kullanılan aynı link üzerinden gönderir. Seri protokol hiçbir zaman bloke edilemez, böylece PCI ile kıyaslanabilecek bir bekleme süresi (PCI’ın adanmış duraklama hatları vardır) elde edilir. Çoklu geçit linkleri üzerinden gönderilen verinin serpiştirilmiş özelliği vardır. Bunun anlamı her ardışık baytın yine ardışık geçitten gönderileceğidir. PCIe spesifikasyonu bu serpiştirme özelliğinden “ “ (data striping) olarak söz eder. Gelen ayıklanmış verinin senkronize edilmesi (veya kayıklığını giderme) için önemli ölçüde karmaşık donanım gerekmesine rağmen ayıklama işlemi sonuç olarak linkten alınan iş miktarını önemli ölçüde yükseltir. Dolgu gereksinimlerine bağlı olarak, ayıklama işlemi link üzerindeki küçük veri paketlerinin bekleme süresinde kısalmaya neden olmaz.
Saat besleme bilgisinin bütün yüksek hızlı veri iletişim protokollerinde olduğu gibi sinyalin içerisine gömülü halde olması gerekir. Fiziksel seviyede PCI Express birbirini takip eden birler veya birbirini takip eden sıfırlar dizilerinin uzunluklarının sınırlandırılabilmesi için ortak bir 8B/10B encoding veri tanımlaması kullanır, böylece alıcı bit kenarlarının nerede olduğu bilgisini takip edebilir. Bu tanımlaması 8 adet kodlanmamış (yük) bit veriyi gönderilen verinin 10 adet kodlanmış bit verisiyle değiştirir, bu arada elektriksel bant genişliğinin %20’sini kullanır. (SONET gibi) diğer bazı protokoller saat besleme bilgisini veri akışına eklemek için çırpma "scrambling" adı verilen farklı bir şifreleme biçimi kullanırlar. PCI Express spesifikasyonu da bir scrambling algoritmasına sahip olmasına rağmen gerçekleştirdiği scrambling SONET içerisindeki scrambling ile birbirine karıştırılmamalıdır. PCI içerisindeki scrambling, saat bilgisini gömmek yerine gönderilen veri dizisi içerisinde RF yayım doruklarına neden olan tekrarlayan veri düzenlerini engellemeye yönelik olarak tasarlanmıştır. PCIe’nin birinci jenerasyonu 2,5 Gbit/s hızda tekli bir işaretleşme hızı ile kısıtlanmış durumdaydı. PCI Özel İlgi Grubu “Special Interest Group” (muhtelif PCI standartlarını geliştiren ve sahibi olan endüstriyel bir organizasyon) ileride çıkartacakları versiyonların hızlarının 5 ve 10 Gbit/s olmasını planlıyor.
Veri linki katmanı
Veri linki katmanı, Hareket Katmanı tarafından yaratılan Hareket Katmanı Paketlerinin (TLP’ler), 32 bit veri koruma çevrimsel artıklık kodlamasının “cyclic redundancy check” (CRC, fakat bu kavram içerisinde LCRC olarak biliniyor) ve bir alındı protokolünün (ACK ve NAK işaretleşme) sıraya dizilmesi işlemini yerine getirir. TLP’ler LCRC kontrolünden geçtiğinde ve alındı bilgisi veren bir sıra numarası kontrolü yapıldığında ACK, bu testlerden geçemeyenler olumsuz alındı bilgisi verir, diğer bir ifadeyle NAK. NAK ile sonuçlanan TLP’ler veya ACK için beklerken zaman aşımına uğrayan ’ler Veri Linki Katmanının veri iletim geçidinde özel bir ara bellek tarafından yeniden oynatılır. Böylece cihazın herhangi bir şekilde ürettiği veya iletim ortamından kaynaklanan parazitler engellenir ve elektriksel gürültü yerine sadece TLP’lerin aktarılması sağlanır. ACK ve NAK işaretleri veri linki katmanı paketi veya DLLP olarak bilinen alt seviye bir paket olarak iletilir. DLLP’ler bağlantılı iki cihazın iletişim katmanları arasında akış kontrol bilgisinin paylaşılması için olduğu kadar bazı güç yönetim fonksiyonları için de kullanılmaktadır.
Hareket katmanı
PCI Express bölünmüş hareket uygular ( istek ve cevabın zaman olarak birbirinden ayrılmış olduğu hareketler ). Böylece hedef cihaz cevap vermek için veri toplarken linkin diğer veri trafiğine izin vermesini sağlar. PCI Express kredi tabanlı bir çeşit akış kontrolü kullanır. Bu düzende; bir cihaz Hareket Katmanı içerisindeki alış ara belleklerinin her biri için belirli miktarda bir kredi tanımlar. Linkin diğer ucundaki cihaz, bu cihaza hareket gönderdiğinde bu gönderim esnasında her TLP’nin kendi hesabından kullanmış olduğu krediyi sayar. Gönderen cihaz sadece TLP gönderir, bunu gerçekleştirirken kullanılan kredinin kendi kredi limitini aşmaması gerekir. Alan cihaz ara belleğinde TLP’leri işlemeyi bitirdiğinde veriyi gönderen cihaza kredilerinin geri yüklendiğini belirten bir sinyal gönderir. Böylece kredi limiti tekrar eski düzeyine yükseltilmiş olur. Kredi sayaçları modüler sayaçlardır ve kullanılan kredilerin kredi limitleri ile karşılaştırılması için modüler aritmetiğe “modular arithmetic” gerek duyulur. Bu düzeneğin avantajı (bekleme durumları veya el sıkışma tabanlı transfer protokolleri gibi diğer yöntemlerle kıyaslandığında) kredi geri dönüşündeki bekleme süresinin performansı etkilememesidir, bunun şartı kredi limitinin aşılamamış olmasıdır. Bunun için de yeterince büyük ara belleğe sahip cihazlar kullanılması gerekir.
Birinci jenerasyon PCIe’nin genellikle her geçit için her yönde 250 MB/s veri hızını desteklediği belirtilir. Belirtilen bu rakam fiziksel işaretleşme hızının (2.5 Gb) şifreleme yüküne (10bits/byte)bölümü ile bulunur. Bunun anlamı 16 geçitli (x16) bir PCIe kartının teorik olarak her yönde 250 * 16 = 4 GB/s yeteneğine sahip olması gerektiğidir. Bu durum veri baytları yönünden doğrudur, daha anlamlı hesaplamalar için kullanılabilir veri yükü ile birlikte yapılacak çalışmalardan elde edilecek sonuçlara bakılması gerekir, bu durumda tarfiğin profili önem kazanacaktır. Trafik profili yüksek seviye (yazılım) uygulamasının ve orta protokol seviyelerinin bir faktörüdür. Diğer seri bağlantılı yüksek veri hızlı sistemlerde olduğu gibi, PCIe’ninde ilave transfer sağlamlığı ihtiyacından doğan bir protokolü ve fazladan işlem yükü vardır (CRC ve Alındılar). Uzun ve devamlı tek yönlü transferlerde (yüksek performanslı depolama kontrol birimlerinde olduğu gibi) PCIe’nin ham (geçit) veri hızının %>95’ine ulaşılabilir. Bu transferler en çok faydayı sayısı artırılmış olan geçitlerden görürler (x2, x4, vb.) Fakat daha tipik uygulamalarda (USB veya Ethernet kontrol birimi gibi) trafik profili, sık ve güçlendirilmiş alındılara sahip kısa veri paketleri olarak karakterize olur. Bu çeşit bir trafik paketlerin ayrıştırılmasını gerektirmesinden ve duraklamalara zorlanmasından ötürü doğan yükler nedeniyle linkin verimliliğini azaltır (cihazın ana bilgisayar ara yüzü veya PC’nin CPU’sunun duraklamaya zorlanması). Bu tür This type of traffic reduces the efficiency of the link, due to overhead from packet parsing and forced interrupts (either in the device's host interface or the PC's CPU.) Bu tür kayıplar sadece PCIe’ye mahsus kayıplar değildir.
Form faktörleri
- Yüksekliği düşük kart
- Mini Kart: Mini PCI form faktörü için bir yedek (konnektör üzerinde x1 PCIe, USB 2.0 ve SMBus veri yoluna sahiptir)
- ExpressCard: PCMCIA form faktörüne benzer (x1 PCIe ve USB 2.0’a sahip, takılmaya hazır)
- XMC: CMC/PMC form faktörüne benzer (x4 PCIe veya seri RapidI/O’lu)
- Gelişmiş TCA: Daha büyük uygulamalar için CompactPCI’ye bir tamamlayıcı; seri tabanlı arka yüz topolojilerini destekler.
- AMC: AdvancedTCA spesifikasyonu için bir tamamlayıcı; işlemciyi ve ATCA kartları üzerinde I/O modüllerini (x1, x2, x4 veya x8 PCIe). destekler.
- Kablo Spesifikasyonu: PCI SIG bir kablo spesifikasyonu çıkartmak için çalışmalara devam ediyor (13 Eylül 2006). Bu spesifikasyon bağlanacak olan PCIe kartına, sanki ana kartın işlemcisine bağlanmışcasına onlarca hatta birkaç yüz metre uzunluğunda kabloyla aynı bağlantı bant genişliğinde bağlanabilmesine izin verir (v0.3 spesifikasyonu, 2004) Bu kablo spesifikasyonu özellikle bağlantı ve genel I/O genişlemesi ve diğer uygulamalara ihtiyaç duyan toplu olmayan PC’lerin ve yer sorunu olan laptoplar ve diğer cihazların kullanımı için özellikle faydalı olacaktır.
- Mobil PCI Express Modülü NVIDIA. Tarafından geliştirilen, laptoplar için endüstri standardı format.
Yarışan protokoller
Yüksek bant genişliğinde seri bağlantı mimarisi tabanına dayanan çeşitli iletişim standartları geliştirilmiştir. Bu standartlar sayılanlarla kısıtlı kalmamak kaydıyla HyperTransport, InfiniBand, RapidIO ve StarFabric gibi standartları içerir. Endüstride bu sayılanların her birinin destekleyicileri vardır ve geliştirilmeleri için büyük harcamalar yapılmıştır, bu nedenle bu standartları geliştiren konsorsiyumlar kendi standartlarının diğerlerine kıyasla avantajlı taraflarını vurgulamaya özen gösterirler.
Gerçekte aralarındaki farklar esneklik ve genişleme yeteneği ile bekleme süresi ve yük faktörleri arasında yapmış oldukları dengededir. Bu dengelemeye bir örnek vermek gerekirse; karmaşık bir yönlendirme yapabilmek için gönderilen pakete yine karmaşık bir başlık atamak (PCI Express bu yeteneğe sahip değildir). Buradaki ilave yük ara yüzün etkili bant genişliğini azaltacaktır ve veri yolunun bulunması ile yazılımın ilklendirilmesini daha zor bir hale getirecektir. Aynı zamanda sistemi yazılım izleme ağ topolojisi değişikliklerine ihtiyaç duyacak hale getirecektir. Bu amaca uygun veri yolları arasında InfiniBand ve StarFabric sayılabilir.
Bir başka örnek ise bekleme süresini azaltmak için paket uzunluklarını daha kısa tutmaktır (eğer bir veri yolu bellek ara yüzü olarak kullanılacaksa bu gerekir). Paketlerin daha küçük olması demek, paket başlıklarının paketin daha büyük bir yüzdesini kaplayacağı demektir. Böylece etkin bant genişliği yine azalacaktır. Bu amaçla tasarlanmış veri yolu protokolleri arasında RapidIO ve HyperTransport’u sayabiliriz.
PCI Express bu anlatılanlar arasında ortalarda bir yerdedir. Tasarım olarak bir cihaz ara bağlantısı veya yönlendirilmiş ağ protokolü olamktan ziyade bir sistem ara bağlantıdır (yerel ara bellek “local bus”). Buna ilaveten yazılımın şeffaflığı amaçlanmış olması nedeniyle protokol kısıtlamalara maruz kalmış bu da bir şekilde bekleme süresinin uzamasına neden oluyor.
Genel görünüm
yılı itibarıyla PCI Express’in, kişisel bilgisayarların arka yüzü standardı olma yolunda epey yol aldığı söylenebilir. Bu durumun çeşitli açıklamaları yapılabilir, fakat temel sebep bu ürünün yazılım geliştiriciler için tamamen şeffaf olacak biçimde tasarlanmış olmasıdır — PCI için tasarlanmış bir işletim sistemi hiçbir kod modifikasyonuna gereksinim duymadan PCI Express sistemi içerisinde önyükleme yapabilir. Diğer tali sebepler arasında geliştirilmiş performansı ve markanın sağlam ve tanınmış olmasını sayabiliriz.
Bugünlerde ATi (AMD) ve NVIDIA tarafından piyasaya çıkartılan en son teknoloji ürünü grafik kartlarının hemen hemen hepsi PCI Express kullanmaktadır. NVIDIA yeni geliştirdiği Ölçeklenebilir Link Arayüzü “Scalable Link Interface” (SLI) teknolojisinde PCI-e’nin yüksek bant genişliği veri transferini kullanmaktadır. Bu sayede aynı tümleşik devre ailesine ve model numarasına sahip iki grafik kartı aynı anda çalıştırılabilmekte ve bu da performans artışı getirmektedir. ATi de CrossFire adını verdiği PCIe tabanlı bir dual-GPU sistemi geliştirmiştir. Pek çok yeni Gigabit Ethernet yongaları ve bazı 802.11 kablosuz yongalar da PCI Express kullanır. RAID controllers ve network kartları gibi diğer bazı donanımların üreticileri de yavaş yavaş kullanmaya başlamaktalar.
son zamanlarda laptoplarda görülmeye başladı. Buradaki sorun piyasadaki laptopların çoğunluğunda tek bir yuva olması ve bir ExpressCard yuvası elde etmek adına bu yuvadan vaz geçilmesi kararının kolay olmamasıdır. Masa üstü bilgisayarlarda böyle bir sorun yoktur. Bu bilgisayarların yeterince yuvası olduğundan aynı zamanda hem PCI Express hem de eski PCI yuvalarını kullanmaktadırlar.
PCI Express (PCIe) 2.0, çoğu kullanıcının özellikle ekran kartlarıyla tanıdığı (ama diğer genişleme kartları için de kullanılabilen) bilgisayar genişleme kartı arabirimi çeşidi olan PCIe spesifikasyonunun 2. sürümüdür. 2007 yılında temel spesifikasyonu yayınlanan sürümün, öncülüne göre getirdiği en belirgin özellik ikiye katlanmış transfer hızlarıdır. PCIe 1.1'de hat başına hız 250 MB/s olarak verilirken, PCIe 2.0 bunu 500 MB/s düzeyine çıkartır. Böylece ekran kartları için kullanılan PCIe x16 bağlantılarında PCIe 1.1 toplam 4000 MB/s, PCIe 2.0 ise 8000 MB/s verir.
PCIe aktarım hızlarında telaffuz edilen rakamları biraz açalım. Normalde PCIe 1.1 için "2.5 Giga-Transfers/second" denir. Bu değer saniyede aktarılan bit sayısıdır. Normal koşullar altında kaç MB aktarıldığını görmek için bit sayısını sekize bölmeliydik, ancak PCIe 8b/10b adı verilen bir kodlamayı kullanır. Yani PCIe'nin fiziksel iletim katmanında her byte, teknik nedenlerle 10 bitlik gruplar halinde iletilir. 8b/10b kodlamasından kaynaklanan %20'lik farkı hesaba kattığımızda, iletilebilecek en yüksek ham veri miktarını hat başına 250 MB/s olarak buluruz. PCIe 2.0 için de hat başına 500 MB/s sayısını elde ederiz; yukarıdaki grafik bunu gözeterek hazırlandı.
PCIe'nin diğer yenilikleri arasında dinamik bağlantı hızı yönetimi, bağlantı bant genişliği notifikasyonu gibi özelliklerin yanında, güç sınırı tanımlama olanağı da bulunuyor. Bu sonuncusu ile daha yüksek güç ihtiyacı olan kartlar için kart yuvasının güç limiti düzenlenebiliyor. Liste için şu sayfaya göz atabilirsiniz.
PCIe 2.0, PCIe 1.1 ile geriye doğru uyumlu olacak şekilde tasarlanıyor; yani PCIe 2.0 destekli bir yonga üzerine kurulu anakart satın aldığınızda, eski PCIe 1.1 ekran kartınız yeni anakartınızda çalışmaya devam edecek.
Geriye uyumluluk
PCIe 1.1 ekran kartıyla PCIe 2.0 yuvalı anakart: Çalışacak, ancak bir tanesi PCIe 1.1 olduğu için, ara bağlantı PCIe 1.1 hızında olacak. PCIe 2.0 ekran kartıyla PCIe 1.1 yuvalı anakart: Yeni alacağınız PCIe 2.0 ekran kartı, eski anakartınızla çalışacak, ancak aynı şekilde bir tanesi PCIe 1.1 olduğundan, ara bağlantı yine PCIe 1.1 hızında olacak. PCIe 2.0 ekran kartıyla PCIe 2.0 yuvalı anakart: Ancak bu durumda PCIe 2.0 hızlarında çalışmak mümkün olacak.
Versiyonlar tablosu
| Versiyon | Tanıtım tarihi | Hat başına transfer hızı | ×1 | ×2 | ×4 | ×8 | ×16 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 2003 | 2.5 | 0.250 | 0.500 GB/s | 1.000 GB/s | 2.000 GB/s | 4.000 GB/s |
| 2.0 | 2007 | 5.0 GT/s | 0.500 GB/s | 1.000 GB/s | 2.000 GB/s | 4.000 GB/s | 8.000 GB/s |
| 3.0 | 2010 | 8.0 GT/s | 0.985 GB/s | 1.969 GB/s | 3.938 GB/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s |
| 4.0 | 2017 | 16.0 GT/s | 1.969 GB/s | 3.938 GB/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s | 31.508 GB/s |
| 5.0 | 2019 | 32.0 GT/s | 3.938 GB/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s | 31.508 GB/s | 63.015 GB/s |
| 6.0 | 2022 | 64.0 GT/s32.0 GBd | 7.563 GB/s | 15.125 GB/s | 30.250 GB/s | 60.500 GB/s | 121.000 GB/s |
Notlar
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Bu madde olmasi gerekenden az ic baglanti icermektedir veya hic icermemektedir Lutfen bu sayfadan ilgili maddelere ic baglanti vermeye calisin Subat 2018 PCI Express resmen PCIe PCI E de olabilmekte ve genellikle bu kullanilmaktadir olarak kisaltilmistir ve kesinlikle PCI X ile karistirilmamalidir PCI X mevcut PCI programlama kavramlarini kullanan bir PCI baglanti standardidir fakat bu baglantiyi full duplex multi lane noktadan noktaya seri fiziksel katman iletisim protokollerini kullanarak cok daha farkli ve suratli bir bicimde gerceklestirir PCI Express daha onceleri 3 Jenerasyon I O icin Arapaho veya 3GIO olarak bilinirdi Bir PCI E soketi PCIe gecit basina 250 MB s hizinda veri transfer eder Maksimum 32 gecit sayisiyla PCI e toplam birlestirilmis 8 GB s veri transfer hizina ulasabilmektedir Bu rakamlari bir perspektife oturtabilmek uzere sunlari belirtebiliriz tek bir gecit normal bir PCI in veri hizinin yaklasik iki katina ulasabilmektedir dort gecitli bir yuva PCI X in en son surumunun veri hiziyla kiyaslanabilecek bir veri hizina sahiptir ve sekiz gecitli bir yuva AGP nin en hizli versiyonuna esit bir veri hizina sahiptir PCIe nin full duplex noktadan noktaya ozelligi PCI uzerindeki avantajini ozellikle cok sayida cihazlari iceren sistemlerde daha da gelistirecektir Gozden gecirPCIe fiziksel katmani daha cok bukumlu tel cifti twisted pair ethernet e benzer bir seri baglantilar agidir Ana kart uzerinde cok bacagi olan tek bir gobek kullanilir bu gobek genis bir anahtarlama ve donemdeslige olanak saglar Bu tasarimin tercih edilmesinin nedeni arttikca paralel baglantilarin senkronizasyonlarinin zamanlama carpikligi timing skew nedeniyle engellenmesidir PCIe paralel veri yollarindan seri baglantilara gecise orneklerden sadece bir tanesidir Diger ornekler icin HyperTransport Serial ATA USB SAS veya FireWire i inceleyiniz PCIe oncelikle Intel tarafindan desteklenmektedir Intel sisteminden ayrildiktan sonra olarak standart uzerinde calismaya baslamisti PCIe sadece yerel baglanti local interconnect olarak kullanilmak uzere gelistirilmistir Mevcut PCI sistemi uzerine kuruldugu icin kartlar ve sistemler sadece fiziksel katman degistirilerek PCI Express e donusturulebilirdi mevcut sistemler hicbir yazilim degistirilmeden PCI Express e uyarlanabilirdi PCI Express uzerindeki artirilmis bant genisligi onun AGP ve PCI dahil olmak uzere neredeyse butun dahili yuvalarin yerine gecebilmesini sagliyor Intel boylece simdiki makinelerde kullanilan northbridge southbridge cozumlerinin aksine butun harici cihazlarla iletisim kurabilen bir PCI Express kontrol birimi tasavvur ediyor Donanim protokol ozetiPCIe linki gecit lane adi verilen tek yonlu ozgunlestirilmis seri 1 bit noktadan noktaya baglantilar etrafinda kurulmustur Bu durum tum cihazlarin ayni cok yonlu 32 bit veya 64 bit paralel yuvayi paylastiklari yuva tabanli bir sistem olan PCI baglantisi ile cok keskin bir tezat olusturur PCI Express Hareket Katmani Veri Linki Katmani ve Fiziksel Katmani iceren bir protokoldur Fiziksel katman kendi icerisinde mantiksal alt katmana ve elektriksel alt katmana bolunmustur Mantiksal alt katman da kendi icerisinde Fiziksel Kodlama Alt katmanina PCS ve bir Ortam Erisim Kontrolu Alt katmanina MAC ayrilmistir bu terimler IEEE 802 ag olusturma protokolu modelinden alinmistir Fiziksel katmanElektriksel seviyede her gecit iki adet 2 5 Gbit s hizinda tek yonlu dusuk voltaj turevsel imlesim low voltage differential signaling LVDS cifti kullanir Gonderme alma birbirinden farkli turevsel ciftlerdir gecit basina 4 adet veri kablosu bulunur DFI in LanParty nF4 Ultra D sinde goruldugu gibi geleneksel bir 32 bit PCI yuvasi alt ile karsilastirildiginda PCI Express in yuvalari yukaridan asagiya x4 x16 x1 ve x16 dir XFX marka Nvidia GeForce 6600GT PCI Express video adaptor karti Herhangi iki PCIe cihazi arasindaki baglanti bir link olarak tanimlanir ve 1 veya daha fazla gecidin bir araya gelmesiyle olusur Kullanilan tum cihazlar en azindan tek gecitli x1 linkini destekleyebiliyor olmalidir Cihazlar tercihe bagli olarak 2 4 8 12 16 veya 32 gecitli linkleri destekleyebilir Bu sayede her iki yonde de cok iyi uyumluluk elde edilir Bir PCIe karti en azindan kendisi kadar buyuk olan herhangi bir yuvaya fiziksel olarak uyar ve duzgun bicimde calisir ornegin bir x1 karti x4 veya x16 yuvasina rahatca takilabilir ve fiziksel olarak daha buyuk olan bir yuvaya ornegin x16 daha az sayidaki gecitle elektriksel olarak kablolanabilir ornegin x1 veya x8 fakat yine de daha buyuk fiziksel yuvanin gerektirdigi guc ve topraklama baglantilarini sagliyor olmasi gerekir Her iki durumda da PCIe linki desteklenen en yuksek gecit sayisi uzerinden iletisim kuracaktir Buna karsin herhangi bir cihazin fiziksel olarak kendinden daha kucuk bir yuvada calismasina imkan yoktur ornegin bir x4 karti bir x1 yuvasina fiziksel olarak yerlestirilemez buna ragmen sadece tek gecit kablolanararak bir x4 yuvasinda calistirilabilir PCIe duraklamalar da dahil olmak uzere butun mesajlari veri icin kullanilan ayni link uzerinden gonderir Seri protokol hicbir zaman bloke edilemez boylece PCI ile kiyaslanabilecek bir bekleme suresi PCI in adanmis duraklama hatlari vardir elde edilir Coklu gecit linkleri uzerinden gonderilen verinin serpistirilmis ozelligi vardir Bunun anlami her ardisik baytin yine ardisik gecitten gonderilecegidir PCIe spesifikasyonu bu serpistirme ozelliginden data striping olarak soz eder Gelen ayiklanmis verinin senkronize edilmesi veya kayikligini giderme icin onemli olcude karmasik donanim gerekmesine ragmen ayiklama islemi sonuc olarak linkten alinan is miktarini onemli olcude yukseltir Dolgu gereksinimlerine bagli olarak ayiklama islemi link uzerindeki kucuk veri paketlerinin bekleme suresinde kisalmaya neden olmaz Saat besleme bilgisinin butun yuksek hizli veri iletisim protokollerinde oldugu gibi sinyalin icerisine gomulu halde olmasi gerekir Fiziksel seviyede PCI Express birbirini takip eden birler veya birbirini takip eden sifirlar dizilerinin uzunluklarinin sinirlandirilabilmesi icin ortak bir 8B 10B encoding veri tanimlamasi kullanir boylece alici bit kenarlarinin nerede oldugu bilgisini takip edebilir Bu tanimlamasi 8 adet kodlanmamis yuk bit veriyi gonderilen verinin 10 adet kodlanmis bit verisiyle degistirir bu arada elektriksel bant genisliginin 20 sini kullanir SONET gibi diger bazi protokoller saat besleme bilgisini veri akisina eklemek icin cirpma scrambling adi verilen farkli bir sifreleme bicimi kullanirlar PCI Express spesifikasyonu da bir scrambling algoritmasina sahip olmasina ragmen gerceklestirdigi scrambling SONET icerisindeki scrambling ile birbirine karistirilmamalidir PCI icerisindeki scrambling saat bilgisini gommek yerine gonderilen veri dizisi icerisinde RF yayim doruklarina neden olan tekrarlayan veri duzenlerini engellemeye yonelik olarak tasarlanmistir PCIe nin birinci jenerasyonu 2 5 Gbit s hizda tekli bir isaretlesme hizi ile kisitlanmis durumdaydi PCI Ozel Ilgi Grubu Special Interest Group muhtelif PCI standartlarini gelistiren ve sahibi olan endustriyel bir organizasyon ileride cikartacaklari versiyonlarin hizlarinin 5 ve 10 Gbit s olmasini planliyor Veri linki katmani Veri linki katmani Hareket Katmani tarafindan yaratilan Hareket Katmani Paketlerinin TLP ler 32 bit veri koruma cevrimsel artiklik kodlamasinin cyclic redundancy check CRC fakat bu kavram icerisinde LCRC olarak biliniyor ve bir alindi protokolunun ACK ve NAK isaretlesme siraya dizilmesi islemini yerine getirir TLP ler LCRC kontrolunden gectiginde ve alindi bilgisi veren bir sira numarasi kontrolu yapildiginda ACK bu testlerden gecemeyenler olumsuz alindi bilgisi verir diger bir ifadeyle NAK NAK ile sonuclanan TLP ler veya ACK icin beklerken zaman asimina ugrayan ler Veri Linki Katmaninin veri iletim gecidinde ozel bir ara bellek tarafindan yeniden oynatilir Boylece cihazin herhangi bir sekilde urettigi veya iletim ortamindan kaynaklanan parazitler engellenir ve elektriksel gurultu yerine sadece TLP lerin aktarilmasi saglanir ACK ve NAK isaretleri veri linki katmani paketi veya DLLP olarak bilinen alt seviye bir paket olarak iletilir DLLP ler baglantili iki cihazin iletisim katmanlari arasinda akis kontrol bilgisinin paylasilmasi icin oldugu kadar bazi guc yonetim fonksiyonlari icin de kullanilmaktadir Hareket katmani PCI Express bolunmus hareket uygular istek ve cevabin zaman olarak birbirinden ayrilmis oldugu hareketler Boylece hedef cihaz cevap vermek icin veri toplarken linkin diger veri trafigine izin vermesini saglar PCI Express kredi tabanli bir cesit akis kontrolu kullanir Bu duzende bir cihaz Hareket Katmani icerisindeki alis ara belleklerinin her biri icin belirli miktarda bir kredi tanimlar Linkin diger ucundaki cihaz bu cihaza hareket gonderdiginde bu gonderim esnasinda her TLP nin kendi hesabindan kullanmis oldugu krediyi sayar Gonderen cihaz sadece TLP gonderir bunu gerceklestirirken kullanilan kredinin kendi kredi limitini asmamasi gerekir Alan cihaz ara belleginde TLP leri islemeyi bitirdiginde veriyi gonderen cihaza kredilerinin geri yuklendigini belirten bir sinyal gonderir Boylece kredi limiti tekrar eski duzeyine yukseltilmis olur Kredi sayaclari moduler sayaclardir ve kullanilan kredilerin kredi limitleri ile karsilastirilmasi icin moduler aritmetige modular arithmetic gerek duyulur Bu duzenegin avantaji bekleme durumlari veya el sikisma tabanli transfer protokolleri gibi diger yontemlerle kiyaslandiginda kredi geri donusundeki bekleme suresinin performansi etkilememesidir bunun sarti kredi limitinin asilamamis olmasidir Bunun icin de yeterince buyuk ara bellege sahip cihazlar kullanilmasi gerekir Birinci jenerasyon PCIe nin genellikle her gecit icin her yonde 250 MB s veri hizini destekledigi belirtilir Belirtilen bu rakam fiziksel isaretlesme hizinin 2 5 Gb sifreleme yukune 10bits byte bolumu ile bulunur Bunun anlami 16 gecitli x16 bir PCIe kartinin teorik olarak her yonde 250 16 4 GB s yetenegine sahip olmasi gerektigidir Bu durum veri baytlari yonunden dogrudur daha anlamli hesaplamalar icin kullanilabilir veri yuku ile birlikte yapilacak calismalardan elde edilecek sonuclara bakilmasi gerekir bu durumda tarfigin profili onem kazanacaktir Trafik profili yuksek seviye yazilim uygulamasinin ve orta protokol seviyelerinin bir faktorudur Diger seri baglantili yuksek veri hizli sistemlerde oldugu gibi PCIe ninde ilave transfer saglamligi ihtiyacindan dogan bir protokolu ve fazladan islem yuku vardir CRC ve Alindilar Uzun ve devamli tek yonlu transferlerde yuksek performansli depolama kontrol birimlerinde oldugu gibi PCIe nin ham gecit veri hizinin gt 95 ine ulasilabilir Bu transferler en cok faydayi sayisi artirilmis olan gecitlerden gorurler x2 x4 vb Fakat daha tipik uygulamalarda USB veya Ethernet kontrol birimi gibi trafik profili sik ve guclendirilmis alindilara sahip kisa veri paketleri olarak karakterize olur Bu cesit bir trafik paketlerin ayristirilmasini gerektirmesinden ve duraklamalara zorlanmasindan oturu dogan yukler nedeniyle linkin verimliligini azaltir cihazin ana bilgisayar ara yuzu veya PC nin CPU sunun duraklamaya zorlanmasi Bu tur This type of traffic reduces the efficiency of the link due to overhead from packet parsing and forced interrupts either in the device s host interface or the PC s CPU Bu tur kayiplar sadece PCIe ye mahsus kayiplar degildir Form faktorleriYuksekligi dusuk kart Mini Kart Mini PCI form faktoru icin bir yedek konnektor uzerinde x1 PCIe USB 2 0 ve SMBus veri yoluna sahiptir ExpressCard PCMCIA form faktorune benzer x1 PCIe ve USB 2 0 a sahip takilmaya hazir XMC CMC PMC form faktorune benzer x4 PCIe veya seri RapidI O lu Gelismis TCA Daha buyuk uygulamalar icin CompactPCI ye bir tamamlayici seri tabanli arka yuz topolojilerini destekler AMC AdvancedTCA spesifikasyonu icin bir tamamlayici islemciyi ve ATCA kartlari uzerinde I O modullerini x1 x2 x4 veya x8 PCIe destekler Kablo Spesifikasyonu PCI SIG bir kablo spesifikasyonu cikartmak icin calismalara devam ediyor 13 Eylul 2006 Bu spesifikasyon baglanacak olan PCIe kartina sanki ana kartin islemcisine baglanmiscasina onlarca hatta birkac yuz metre uzunlugunda kabloyla ayni baglanti bant genisliginde baglanabilmesine izin verir v0 3 spesifikasyonu 2004 Bu kablo spesifikasyonu ozellikle baglanti ve genel I O genislemesi ve diger uygulamalara ihtiyac duyan toplu olmayan PC lerin ve yer sorunu olan laptoplar ve diger cihazlarin kullanimi icin ozellikle faydali olacaktir Mobil PCI Express Modulu NVIDIA Tarafindan gelistirilen laptoplar icin endustri standardi format Yarisan protokollerYuksek bant genisliginde seri baglanti mimarisi tabanina dayanan cesitli iletisim standartlari gelistirilmistir Bu standartlar sayilanlarla kisitli kalmamak kaydiyla HyperTransport InfiniBand RapidIO ve StarFabric gibi standartlari icerir Endustride bu sayilanlarin her birinin destekleyicileri vardir ve gelistirilmeleri icin buyuk harcamalar yapilmistir bu nedenle bu standartlari gelistiren konsorsiyumlar kendi standartlarinin digerlerine kiyasla avantajli taraflarini vurgulamaya ozen gosterirler Gercekte aralarindaki farklar esneklik ve genisleme yetenegi ile bekleme suresi ve yuk faktorleri arasinda yapmis olduklari dengededir Bu dengelemeye bir ornek vermek gerekirse karmasik bir yonlendirme yapabilmek icin gonderilen pakete yine karmasik bir baslik atamak PCI Express bu yetenege sahip degildir Buradaki ilave yuk ara yuzun etkili bant genisligini azaltacaktir ve veri yolunun bulunmasi ile yazilimin ilklendirilmesini daha zor bir hale getirecektir Ayni zamanda sistemi yazilim izleme ag topolojisi degisikliklerine ihtiyac duyacak hale getirecektir Bu amaca uygun veri yollari arasinda InfiniBand ve StarFabric sayilabilir Bir baska ornek ise bekleme suresini azaltmak icin paket uzunluklarini daha kisa tutmaktir eger bir veri yolu bellek ara yuzu olarak kullanilacaksa bu gerekir Paketlerin daha kucuk olmasi demek paket basliklarinin paketin daha buyuk bir yuzdesini kaplayacagi demektir Boylece etkin bant genisligi yine azalacaktir Bu amacla tasarlanmis veri yolu protokolleri arasinda RapidIO ve HyperTransport u sayabiliriz PCI Express bu anlatilanlar arasinda ortalarda bir yerdedir Tasarim olarak bir cihaz ara baglantisi veya yonlendirilmis ag protokolu olamktan ziyade bir sistem ara baglantidir yerel ara bellek local bus Buna ilaveten yazilimin seffafligi amaclanmis olmasi nedeniyle protokol kisitlamalara maruz kalmis bu da bir sekilde bekleme suresinin uzamasina neden oluyor Genel gorunumyili itibariyla PCI Express in kisisel bilgisayarlarin arka yuzu standardi olma yolunda epey yol aldigi soylenebilir Bu durumun cesitli aciklamalari yapilabilir fakat temel sebep bu urunun yazilim gelistiriciler icin tamamen seffaf olacak bicimde tasarlanmis olmasidir PCI icin tasarlanmis bir isletim sistemi hicbir kod modifikasyonuna gereksinim duymadan PCI Express sistemi icerisinde onyukleme yapabilir Diger tali sebepler arasinda gelistirilmis performansi ve markanin saglam ve taninmis olmasini sayabiliriz Bugunlerde ATi AMD ve NVIDIA tarafindan piyasaya cikartilan en son teknoloji urunu grafik kartlarinin hemen hemen hepsi PCI Express kullanmaktadir NVIDIA yeni gelistirdigi Olceklenebilir Link Arayuzu Scalable Link Interface SLI teknolojisinde PCI e nin yuksek bant genisligi veri transferini kullanmaktadir Bu sayede ayni tumlesik devre ailesine ve model numarasina sahip iki grafik karti ayni anda calistirilabilmekte ve bu da performans artisi getirmektedir ATi de CrossFire adini verdigi PCIe tabanli bir dual GPU sistemi gelistirmistir Pek cok yeni Gigabit Ethernet yongalari ve bazi 802 11 kablosuz yongalar da PCI Express kullanir RAID controllers ve network kartlari gibi diger bazi donanimlarin ureticileri de yavas yavas kullanmaya baslamaktalar son zamanlarda laptoplarda gorulmeye basladi Buradaki sorun piyasadaki laptoplarin cogunlugunda tek bir yuva olmasi ve bir ExpressCard yuvasi elde etmek adina bu yuvadan vaz gecilmesi kararinin kolay olmamasidir Masa ustu bilgisayarlarda boyle bir sorun yoktur Bu bilgisayarlarin yeterince yuvasi oldugundan ayni zamanda hem PCI Express hem de eski PCI yuvalarini kullanmaktadirlar PCI Express PCIe 2 0 cogu kullanicinin ozellikle ekran kartlariyla tanidigi ama diger genisleme kartlari icin de kullanilabilen bilgisayar genisleme karti arabirimi cesidi olan PCIe spesifikasyonunun 2 surumudur 2007 yilinda temel spesifikasyonu yayinlanan surumun onculune gore getirdigi en belirgin ozellik ikiye katlanmis transfer hizlaridir PCIe 1 1 de hat basina hiz 250 MB s olarak verilirken PCIe 2 0 bunu 500 MB s duzeyine cikartir Boylece ekran kartlari icin kullanilan PCIe x16 baglantilarinda PCIe 1 1 toplam 4000 MB s PCIe 2 0 ise 8000 MB s verir PCIe aktarim hizlarinda telaffuz edilen rakamlari biraz acalim Normalde PCIe 1 1 icin 2 5 Giga Transfers second denir Bu deger saniyede aktarilan bit sayisidir Normal kosullar altinda kac MB aktarildigini gormek icin bit sayisini sekize bolmeliydik ancak PCIe 8b 10b adi verilen bir kodlamayi kullanir Yani PCIe nin fiziksel iletim katmaninda her byte teknik nedenlerle 10 bitlik gruplar halinde iletilir 8b 10b kodlamasindan kaynaklanan 20 lik farki hesaba kattigimizda iletilebilecek en yuksek ham veri miktarini hat basina 250 MB s olarak buluruz PCIe 2 0 icin de hat basina 500 MB s sayisini elde ederiz yukaridaki grafik bunu gozeterek hazirlandi PCIe nin diger yenilikleri arasinda dinamik baglanti hizi yonetimi baglanti bant genisligi notifikasyonu gibi ozelliklerin yaninda guc siniri tanimlama olanagi da bulunuyor Bu sonuncusu ile daha yuksek guc ihtiyaci olan kartlar icin kart yuvasinin guc limiti duzenlenebiliyor Liste icin su sayfaya goz atabilirsiniz PCIe 2 0 PCIe 1 1 ile geriye dogru uyumlu olacak sekilde tasarlaniyor yani PCIe 2 0 destekli bir yonga uzerine kurulu anakart satin aldiginizda eski PCIe 1 1 ekran kartiniz yeni anakartinizda calismaya devam edecek Geriye uyumluluk PCIe 1 1 ekran kartiyla PCIe 2 0 yuvali anakart Calisacak ancak bir tanesi PCIe 1 1 oldugu icin ara baglanti PCIe 1 1 hizinda olacak PCIe 2 0 ekran kartiyla PCIe 1 1 yuvali anakart Yeni alacaginiz PCIe 2 0 ekran karti eski anakartinizla calisacak ancak ayni sekilde bir tanesi PCIe 1 1 oldugundan ara baglanti yine PCIe 1 1 hizinda olacak PCIe 2 0 ekran kartiyla PCIe 2 0 yuvali anakart Ancak bu durumda PCIe 2 0 hizlarinda calismak mumkun olacak Versiyonlar tablosuVersiyon Tanitim tarihi Hat basina transfer hizi 1 2 4 8 161 0 2003 2 5 0 250 0 500 GB s 1 000 GB s 2 000 GB s 4 000 GB s2 0 2007 5 0 GT s 0 500 GB s 1 000 GB s 2 000 GB s 4 000 GB s 8 000 GB s3 0 2010 8 0 GT s 0 985 GB s 1 969 GB s 3 938 GB s 0 7 877 GB s 15 754 GB s4 0 2017 16 0 GT s 1 969 GB s 3 938 GB s 0 7 877 GB s 15 754 GB s 0 31 508 GB s5 0 2019 32 0 GT s 3 938 GB s 0 7 877 GB s 15 754 GB s 0 31 508 GB s 63 015 GB s6 0 2022 64 0 GT s 32 0 GBd 7 563 GB s 15 125 GB s 30 250 GB s 60 500 GB s 121 000 GB sNotlar In each direction each lane is a dual simplex channel Transfer rate refers to the encoded serial bit rate 2 5 GT s means 2 5 Gbit s serial data rate