PCI和PCIE在扩展能力和数据传输上有哪些显著区别？

Question

如题所述

Answer 1

在计算机架构中，PCI-E与PCI之间的差异在于它们各自的设计目标和性能表现。PCI (Peripheral Component Interconnect) 早期主要用于连接外设，南桥的PCI-E通道数（最初一般为2-6条）决定了系统的扩展能力。然而，PCI Express (PCIe) 的出现则是在寻求提升视频性能，例如在Intel的440LX/BX时代，它是AGP（Accelerated Graphics Port）的前身。

相较于PCI，PCIe是一个独立于PCI的全新标准，它采用双时钟技术和多信号分离技术，为视频性能的提升开辟了新道路。随着PCI Express的分离，南桥的职责进一步扩展，处理更多功能如磁盘驱动和USB接口，这使得PCI总线的资源分配面临挑战。这个转变促使PCI Express进入了一个全新的革命阶段，以Intel的3GIO为起点，PCI-SIG（PCI Special Interest Group）推动了PCI Express 1.0到2.0的快速发展。

PCIe引入了Switch支持，从2.5Gb/s的速率起步，物理传输通过分散协议保证数据的完整性。PCIe以其高效架构著称，支持从X1到X32的多种接口，广泛应用于显卡和CPI接口等关键领域。值得注意的是，单条PCIe X1通道的带宽需4根线，实际上18针中有14根用于数据传输。以2组线为单位，单通道支持双工模式，信号通过低电压驱动传递信息。

在7层传输架构中，物理层至关重要，最高可以达到8GB/s的双向带宽。相较于传统的PCI，PCIe X16的速度提升了惊人的60倍。数据传输过程复杂而高效，经过Byte Stripping（字节剥离）、LFSR加密（循环冗余校验）、8b/10b编码和去加重等步骤，每条Lane（lane的缩写，代表PCIe信道）的速率可达250MB/s。这就是PCIe与PCI之间的核心区别，一个专注于性能提升，一个则服务于系统的广泛连接需求。