Pci express проти pci-x битва інтерфейсів

Чи краще PCI Express, ніж PCI-X?

HighPoint RocketRAID 2320: другий RAID-контролер SATA II в нашій лабораторії з інтерфейсом PCIe.

Інтерфейс PCI Express (PCIe) знаходиться на ринку вже приблизно півтора року, але до цих пір він сприймається, здебільшого, як новий інтерфейс графічних карт. Настільні материнські плати з підтримкою PCI Express пропонують додаткові слоти з цим інтерфейсом, але використовуються вони сьогодні дуже рідко. Власне, як і версії з більшою пропускною здатністю на материнських платах для серверів і робочих станцій.

Хоча теоретично PCI Express x16 може забезпечити більшу пропускну здатність у порівнянні з PCI-X 533 (8 Гбайт / с проти 4,26 Гбайт / с), важливо підкреслити, що PCIe був призначений для заміни НЕ PCI-X, а інших, старіших шинних інтерфейсів. PCIe був націлений на заміну графічного інтерфейсу AGP з маркетингових міркувань, а також щоб прокласти шлях використання двох графічних карт. Та й застаріла 32-бітна паралельна шина PCI теж вимагала заміни. Навряд чи PCI можна назвати хорошою шиною за сучасними поняттями: вона пропонує відносно низьку пропускну здатність, яка, до того, ж розділяється між всіма пристроями PCI. Сучасні технології - на кшталт гигабитного Ethernet, периферії з підтримкою високої роздільної здатності та контролерів накопичувачів - вимагають більш високої пропускної здатності.

Перейдемо до суті PCI Express: цей інтерфейс не обов'язково швидше PCI-X, але він простіше і забезпечує пропускну здатність окремо для кожного пристрою. Саме тому сьогодні з'являється все більше чіпсетів класу "сервер / робоча станція" з підтримкою PCI Express: надто вже заманливо, коли пропускна здатність виділяється для кожного пристрою.

Одним з можливих застосувань можна відразу ж назвати контролери мережі і накопичувачів, так як вони вже давно страждають через "вузькості" інтерфейсу. Цілком зрозуміло, що побудувати 10-Гбіт / с тестове оточення Ethernet складніше, ніж використовувати контролери накопичувачів. Тому для тестування ми вибрали RAID.

Ми відібрали два останніх контролера HighPoint Serial ATA II RAID RocketRAID, моделі 2220 і 2320, оскільки вони побудовані на однаковій технології і розрізняються лише інтерфейсом. 2220 є моделлю PCI-X, а 2320 використовує інтерфейс x4 PCI Express.

Розбираємося в PCI-X

PCI-X є істотно доопрацьованій версією паралельної шини Peripheral Components Interconnect (PCI). Вона побудована на класичній шинної топології і вимагає для підключення велике число доріжок / контактів. Як ми вже згадували вище, доступна пропускна здатність ділиться між усіма пристроями.

На відміну від звичайної PCI в вашому комп'ютері, що має ширину 32 біта, PCI-X є 64-бітної шиною. В результаті пропускна здатність автоматично подвоюється, так само як число доріжок / контактів і розміри слота. Але все інше, включаючи протоколи передачі, сигнали і типи роз'ємів, назад сумісно. Тобто в слот PCI-X можна встановити 32-бітну карту PCI (3,3 В). Крім того, багато 64-бітові карти PCI-X можуть працювати в 32-бітних слотах PCI, але, звичайно, з помітно зниженою пропускною спроможністю.

Але навіть таке розширення шини все одно не забезпечувало достатню пропускну здатність для професійних контролерів накопичувачів SCSI, iSCSI, Fibre Channel, 10-Гбіт / с Ethernet, InfiniBand і іншого. Тому група PCI-SIG (Special Interest Group) додала в специфікацію кілька швидкісних градацій, що міняються від PCI-X 66 (Rev. 1.0b) до PCI-X 533 (Rev. 2.0). У наступній таблиці дана докладна інформація.

"Гаряче підключення", 3,3 і 1,5 В, підтримка ECC

Як можна бачити, після досягнення 133 МГц з PCI-X 133 тактова частота більше не зростала. Щоб забезпечити більш високу пропускну здатність, були задіяні дві технології, з якими ви напевно вже знайомі по шинам пам'яті і FSB. PCI-X 266 спирається на технологію подвоєною передачі даних Double Data Rate, коли дані передаються на спаді і зростанні тактового імпульсу. PCI-X 533 заходить ще далі і використовує учетверённую передачу даних (Quad Data Rate). Intel вже давно використовує цю технологію для FSB процесорів Pentium 4 і Xeon.

Широкі слоти зліва - це і є 64-бітна шина PCI-X.

Порівняння режимів PCI-X

Джерело: презентація PCI-SIG PCI-X 2.0.

Як ми вже зазначали вище, загальна пропускна здатність з максимумом в 4,26 Гбайт / с розділяється між всіма пристроями, підключеними до шини. Крім того, якщо будь-який пристрій не здатна працювати на високій тактовій частоті, система знизить швидкість шини до найменшого спільного значення, аж до 33 МГц. Втім, саме таку ціну доводиться платити за сумісність. Але проблему можна вирішити, реалізувавши на материнській платі більше одного моста PCI-X. Продукти з подібною можливістю пропонуються всіма виробниками професійного рівня, включаючи такі компанії, як Asus, Supermicro і Tyan.

Зворотна сумісність є великим плюсом PCI-X. Адміністратори бажають бути абсолютно впевненими, що нове обладнання буде працювати правильно. Саме тому впровадження нових технологій на ринку серверів і робочих станцій не така швидка. Навіщо потрібно прощатися з технологією, якщо вона є зворотно сумісною, забезпечує достатню продуктивність і відрізняється великою базою наявного обладнання? Ця ситуація навряд чи зміниться в майбутньому, оскільки сьогодні група PCI-SIG працює вже над стандартом PCI-X 1066. Він ще раз подвоїть пропускну здатність і, крім того, отримає нові функції начебто стиснення даних "на льоту", автоматичних резервних шляхів і захисту від збоїв. Крім того, може з'явитися підтримка ізохронної передачі, але тоді доведеться відмовитися від сумісності зі звичайною PCI.

Джерело: презентація PCI-SIG PCI-X 2.0. Єдиним способом реалізації декількох слотів PCI-X з високою пропускною здатністю є установка декількох мостів PCI-X.