總線是一組進行互連和傳輸信息(指令、數據和地址)的信號線。主要參數有總線位寬、總線時鐘頻率和總線傳輸速率。
※總線位寬決定輸入/輸出設備之間一次數據傳輸的信息量,用位(bit)表示,如總線寬度為8位、16位、32位和64位。
※總線時鐘頻率是總線的工作頻率,以MHz表示。
※總線傳輸速率是總線上每秒鐘所能傳輸的最大字節數。通過總線寬度和總線時鐘頻率來計算總線傳輸速率。
一. 并行總線
并行總線帶寬(MB/s)=并行總線時鐘頻率(MHz)*并行總線位寬(bit/8=B)*每時鐘傳輸幾組數據(cycle)
●PCI總線位寬是32位,總線頻率33MHz,每時鐘傳輸1組數據,它的帶寬為127.2MB/s,即1017.6Mbps。
●PCI2.1總線位寬是64位,總線頻率66MHz,每時鐘傳輸1組數據,它的帶寬為508.6MB/s,即4068.8Mbps。
●AGP總線位寬是32位,總線頻率66MHz,每時鐘傳輸1組數據,它的帶寬為254.3MB/s,即2034.4Mbps。
●AGPPro總線位寬是32位,總線頻率66MHz,每時鐘傳輸1組數據,它的帶寬為254.3MB/s,即2034.4Mbps。
AGPPro是AGP的改進型,它使工作站級主板也能利用AGP的加速性能,降低了AGP所需的電壓供應,并沒有什么太大的改變。
●AGP2X總線位寬是32位,總線頻率66MHz,每時鐘傳輸2組數據,它的帶寬為508.6MB/s,即4068.8Mbps。
●AGP4X總線位寬是32位,總線頻率66MHz,每時鐘傳輸4組數據,它的帶寬為1017.3MB/s,即8138.4Mbps。
●AGP8X總線位寬是32位,總線頻率66MHz,每時鐘傳輸8組數據,它的帶寬為2034.6MB/s,即16276.8Mbps。
順帶說說:
○ISA總線位寬是16位,總線頻率8.3MHz,每時鐘傳輸1組數據,它的帶寬為15.9MB/s,即127.2Mbps。
○EISA總線位寬是32位,總線頻率8.3MHz,每時鐘傳輸1組數據,它的帶寬為31.8MB/s,即254.4Mbps。
二. 串行總線
好,該說最新的PCI Express了,和上面這些并行總線不同的是,PCI Express屬于串行總線,總線帶寬和總線時鐘頻率的概念與并行總線完全相同,只是它改變了傳統意義上的總線位寬的概念。串行總線采用多條管線(或通道)的做法實現更高的速度,管線之間各自獨立,多條管線組成一條總線系統。如PCI Express x1,PCI Express x2,PCI Expressx 16等。
PCI Express總線頻率2500MHz,這是在100MHz的基準頻率通過鎖相環振蕩器(PhaseLockLoop,PLL)達到的。
串行總線帶寬(MB/s)=串行總線時鐘頻率(MHz)*串行總線位寬(bit/8=B)*串行總線管線*編碼方式*每時鐘傳輸幾組數據(cycle)
◆PCI Express x1總線位寬是1位,總線頻率2500MHz,串行總線管線是1條,每時鐘傳輸2組數據,編碼方式為8b/10b,它的帶寬為476.84MB/s,即3814.7Mbps。(帶寬是PCI的3.75倍)
公式是2500000000(Hz)*1/8(bit)*1(條管線)*8/10(bit)*2(每時鐘傳輸2組數據)=500000000B/s=476.8371582MB/s,即3814.6972656Mbps。
下面給出其它類型組合的帶寬。
◆PCI Expressx2的帶寬為953.68MB/s,即7629.4Mbps。(此模式僅用于主板內部接口而非插槽模式)
◆PCI Expressx4的帶寬為1907.36MB/s,即15258.9Mbps。
◆PCI Expressx8的帶寬為3814.72MB/s,即30517.8Mbps。
◆PCI Expressx16的帶寬為7629.44MB/s,即61035.5Mbps。(帶寬是AGP8X的3.75倍。)
◆PCI Expressx32的帶寬為15258.88MB/s,即122071Mbps。
可能有朋友感覺在這看到的帶寬數據比別處看到的值要小,因為我采錄的是實際數據,而非文稿數據。就如同說硬盤160GB,而實際能用的只有153GB左右。感興趣的朋友請接著往下看!
PCI的帶寬常被引述為132MB/秒,這是文稿數據,它的實際帶寬是127.2MB/秒。造成如此差異是因為:
1.對工作頻率具體數值引用的不同。
2.容量單位上存在二進制計量與十進制計量,132MB/秒來源于十進制計量,127.2MB/秒來源于二進制計量。
并行總線帶寬(MB/s)=并行總線時鐘頻率(MHz)*并行總線位寬(bit/8=B)*每時鐘傳輸幾組數據(cycle)
B/s=Hz*bytes*cycle
MB/s=MHz*bytes*cycle
132MB/秒:
PCI的工作頻率是33MHz,即33MHz*1000000=33000000Hz。
PCI的位寬是32bits,即4bytes。
PCI每時鐘傳輸1組數據。
33000000Hz*4bytes*1cycle=132000000byte/s除以10的6次方(十進制計量)=132megabyte/s=132MB/s
而127.2MB/秒:
PCI的工作頻率是以30ns來表示,Xns的倒數*1000=YMHz,即30ns的倒數*1000=33.333333MHz,33.333333MHz*1000000=33333333Hz。
PCI的位寬是32bits,即4bytes。
PCI每時鐘傳輸1組數據。
33333333Hz*4bytes*1cycle=133333332byte/s除以2的20次方(二進制計量)=127.15mebibyte/s=127.2MB/s=1017.6Mb/s
PCI是由Intel公司1991年推出的一種局部總線。從結構上看,PCI是在CPU和原來的系統總線之間插入的一級總線,具體由一個橋接電路實現對這一層的管理,并實現上下之間的接口以協調數據的傳送。管理器提供了信號緩沖,使之能支持10種外設,并能在高時鐘頻率下保持高性能,它為顯卡,聲卡,網卡,MODEM等設備提供了連接接口,它的工作頻率為33MHz/66MHz。
最早提出的PCI總線工作在33MHz頻率之下,傳輸帶寬達到了133MB/s(33MHzX32bit/8),基本上滿足了當時處理器的發展需要。隨著對更高性能的要求,1993年又提出了64bit的PCI總線,后來又提出把PCI總線的頻率提升到66MHz。
PCI-E技術簡介
隨著圖像處理技術和人們對于游戲需求的急速增長,傳統的AGP接口已經遠遠不能滿足時下瘋狂的數據傳輸的需求,于是早在2001年的春季IDF(Intel開發者論壇)上,Intel公司已經宣布要用一種新的技術取代PCI總線和多種芯片的內部連接,并稱之為第三代I/O總線技術(3rdGenerationI/O,也就是3GIO);到了2001年底,包括Intel、AMD、DELL、IBM等20多家業界主導公司加入了PCI-SIG(PCI特殊興趣小組)并開始起草3GIO規范的草案;2002年草案完成,并把3GIO正式命名為PCI Express。這就是PCI-E的由來。
簡單來說,PCI-E能夠提供2.5Gbit/s的單向單線連接傳輸速率。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的雙單工接能提供更高的傳輸速率和質量,它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。同時PCI Express串行連接使用了內嵌時鐘技術(8b/10b編碼模式),時鐘信息直接寫入數據流中,這對比大多數并行總線要額外傳輸保持同步的時鐘信號來說更能節省傳輸的通道和提高傳輸效率。
一個PCI Express連接可以被配置成x1,x2,x4,x8,x12,x16和x32的數據帶寬。x1的通道能實現單向312.5MB/秒(2.5Gbit/s*1/8位)的傳輸速率,同理x32通道連接就能提供10GB/秒的速率,但考慮使用8b/10b編碼實際上有20%左右的消耗,實際的傳輸速率大概是8GB/S(x32單向)。一般的顯卡使用的PCI-E X16標準,數據傳輸率為4.8GB/S,遠遠高于現在最流行的AGP 8X的2.1GB/S的數據流量。
對于廣大的消費者來說,PCI-E直接帶來的就是顯卡性能得大幅度提升,它可以在一段時間內徹底解決困擾大家的顯示卡傳輸帶寬的問題,而且在今后游戲的配合下,我們可以使用更高級的顯示卡獲得更加逼真的效果。