Pci express

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  • Publicado : 21 de abril de 2013
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1. INTRODUÇÃO

Analisando a história da evolução da "plataforma PC", uma grande diversidade de barramentos foram desenvolvidas. O barramento PCI (Peripheral Component Interconect) surgiu no começo da era "Pentium", onde os processadores trabalhavam a 100 Mhz e sobrevive até hoje com processadores superando facilmente a casa de 3 Ghz.
Então, surge a necessidade de "desafogar" a comunicaçãodeste barramento, que com tamanho volume de informações trocadas pelos dispositivos de alta velocidade tornou-se saturado.
A conexão PCI Express (erroneamente chamada de barramento, pois um barramento compartilha a banda para a troca de informações de vários dispositivos enquanto a conexão PCIe é uma conexão ponto a ponto entre dois dispositivos sem compartilhar a largura de banda), que será oobjetivo de estudo deste trabalho, surgiu para suprir esta necessidade de velocidade para a troca de informações.

2. TIPOS DE PCI EXPRESS

A PCIe está em constante evolução. Atualmente está disponível em segmentos de 1X a 32X, sendo mais comum encontrá-los até 16X. Estes números estão relacionados a quantidade de pistas/trilhas utilizadas na transmissão das informações. Existem hoje 3 tipos dePCIe e a diferença entre eles é a velocidade de transmissão.

Slot | Clock GHz | No. de Bits | Dados por pulso de clock | Taxa de transferência |
PCIe 1.0 1X | 2,5 | 1 | 1 | 250 MB/s |
PCIe 1.0 4X | 2,5 | 4 | 1 | 1000 MB/s |
PCIe 1.0 8X | 2,5 | 8 | 1 | 2000 MB/s |
PCIe 1.0 16X | 2,5 | 16 | 1 | 4000 MB/s |
PCIe 2.0 1X | 5 | 1 | 1 | 500 MB/s |
PCIe 2.0 4X | 5 | 4 | 1 | 2000 MB/s |PCIe 2.0 8X | 5 | 8 | 1 | 4000 MB/s |
PCIe 2.0 16X | 5 | 16 | 1 | 8000 MB/s |
PCIe 3.0 1X | 8 | 1 | 1 | 1000 MB/s |
PCIe 3.0 4X | 8 | 4 | 1 | 4000 MB/s |
PCIe 3.0 8X | 8 | 8 | 1 | 8000 MB/s |
PCIe 3.0 16X | 8 | 16 | 1 | 16000 MB/s |

O padrão PCIe 4.0 32X, está sendo desenvolvido e alcançará velocidades de até 32000 MB/s. Placas devem ser lançadas entre 2014 e 2015

3. PCIe:FUNCIONAMENTO

A conexão PCIe é serial, full-duplex e usa o conceito de "pistas", que, por sua vez, podem ser agrupadas para se obter maior largura de banda. Cada pista contém dois pares de fios sendo um para transmissão e outro para recepção. Exemplificando: uma conexão 1X usa quatro fios e carrega um bit por ciclo em cada direção. Uma conexão 2X usa oito fios e transmite dois bits, assim seguesucessivamente.
Os slots PCIe são divididos em duas secções. A primeira é destinada a alimentação elétrica e a outra aos dados. Fora desenvolvido desta forma para aumentar a compatibilidade, ou seja, se utilizarmos uma placa PCIe 1X em um slot 16X, os demais contatos ficarão não utilizados.
As conexões PCI Express 1.0 e 2.0 utilizam sistema de codificação 8b/10b (que é o mesmo sistema usado pelo padrãoFast Ethernet, ou seja, redes de 100 Mbps). Isto significa que cada oito bits de dados é codificado e transmitido como um número de 10 bits. Normalmente, para converter um número em bits por segundo para bytes por segundo, você precisa dividi-lo por oito, já que um byte é um grupo de oito bits. No entanto, devido à codificação 8b/10b, nós devemos dividi-lo por 10 e não oito. Esta é a razão pelaqual com um clock de 2,5 GHz e 5 GHz, a largura de banda de x1 dessas conexões são 250 MB/s e 500 MB/s, respectivamente, em vez de 312,5 MB/s e 625 MB/s. Os dois bits adicionados são “desperdício” e consomem 20% da largura do canal de banda.
O PCI Express 3.0 usa um sistema de codificação diferente chamado 128b/130b que transmite cada dado de 128 bits como um número de 130 bits, o que oferece umdesperdício muito mais baixo. Para transmitir dados de 128 bits, o PCI Express 3.0 precisa somente de dois bits extras, enquanto que as revisões anteriores necessitavam de 32 bits extras (dois a cada oito bits). Devido ao menor desperdício, o PCI Express 3.0 pode atingir o dobro da largura de banda do PCI Express 2.0 com um clock de 8 GHz em vez de 10 GHz.
O PCI Express 4.0, que deverá ser...
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