PCI Express（Peripheral Component Interconnect Express），是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域一種高速傳輸總線標(biāo)準(zhǔn)。
本文將從四個(gè)方面分析PCI Express的特點(diǎn)和應(yīng)用： 1. 發(fā)展歷程和技術(shù)特點(diǎn) 2. PCI Express的編程模型 3. PCI Express的應(yīng)用 4. PCI Express的未來展望。
1、發(fā)展歷程和技術(shù)特點(diǎn)
PCI Express是一種高速串行總線技術(shù)。它的誕生徹底改變了主板和各種PCI設(shè)備的數(shù)碼世界，因?yàn)檫@種新的接口比以前的舊接口要快很多。PCI Express發(fā)展歷程大約是在2000年左右。當(dāng)時(shí)PCI（Peripheral Component Interconnect）成為最流行的PCI 2.2標(biāo)準(zhǔn)。 但是，PCI流的技術(shù)在高速傳輸時(shí)遇到一些挑戰(zhàn)，于是Intel公司制定PCI Express，PCI Express包括PCI、PCI-X和PCIe，而PCIe是一種新型的標(biāo)準(zhǔn)，它采用的是高速串行接口，不同于傳統(tǒng)的PCI和PCI-X總線采用的是并行傳輸方式，PCIe更加穩(wěn)定。PCIe是用來代替PCI的，但在實(shí)際上的細(xì)節(jié)上，如數(shù)據(jù)傳輸方式、控制方式等，PCIe與所有PCI相比都是有很大不同的。
PCI Express在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中有非常廣泛的應(yīng)用， 其技術(shù)方案的設(shè)計(jì)，同時(shí)為電子產(chǎn)品的開發(fā)者提供了靈活、可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)方案，這也解決了高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的巨大機(jī)遇。PCI Express技術(shù)的特征之一是低電壓、高速率，還有一個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)是“可擴(kuò)展性”，這個(gè)特點(diǎn)可以在各種不同的設(shè)備之間進(jìn)行信息交流，達(dá)到更高級(jí)別的通信網(wǎng)絡(luò)。
2、PCI Express的編程模型
PCI Express的編程模型用于將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)發(fā)送到PCI Express設(shè)備，或者從PCI Express設(shè)備接收數(shù)據(jù)到內(nèi)存。
一旦完成了PCI Express的物理連接，那么它就開始工作了。PCI Express被“插入”到主板插槽上，然后系統(tǒng)固件為此設(shè)備分配一個(gè)PCI Express資源空間，在它還沒有任何配置信息的情況下，這個(gè)空間將會(huì)是一個(gè)空資源空間。PCI Express設(shè)備可以擁有內(nèi)存區(qū)域、I/O區(qū)域和配置空間。配置空間保存了PCI Express設(shè)備的所有配置信息，例如廠家ID，型號(hào)ID，中斷、I/O等資源的分配情況等等。PCI Express編程模型與內(nèi)存操作和I/O操作非常相似，設(shè)備和驅(qū)動(dòng)程序之間的通信基于讀/寫指令和DMA（Direct Memory Access）操作。
3、PCI Express的應(yīng)用
PCI Express在許多設(shè)備上都有應(yīng)用。例如網(wǎng)絡(luò)卡、顯卡、聲卡、RAID卡等等。除了這些，它還被用于USB 3.0，因?yàn)閁SB 3.0的傳輸速度已經(jīng)高于PCI的可達(dá)范圍。而PCIe 2.0則可以提供更高的傳輸速度，因此可以用來連接視頻卡。沒有顯卡就無法完成游戲，這也是眾多玩家選擇科技產(chǎn)品的原因之一。PCIe可以連接顯卡，并快速準(zhǔn)確地傳送圖像數(shù)據(jù)，為用戶提供更流暢的體驗(yàn)。
此外，PCI Express和固態(tài)硬盤也搭配使用。固態(tài)硬盤是一種新型的存儲(chǔ)設(shè)備，與機(jī)械硬盤相比，它的訪問速度和讀寫速度更快，而PCI Express的傳輸速度也更高，因此PCI Express和固態(tài)硬盤可以共同提供極致的讀寫速度，提升整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行速度。
4、PCI Express的未來展望
PCI Express 3.0是當(dāng)前的PCI Express版本，主要提供更高的帶寬和傳輸速率，這對(duì)那些對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸有更高要求的應(yīng)用非常重要，最高帶寬高達(dá)8GB/s。
PCI Express 4.0采用新的PAM4編碼方式，預(yù)計(jì)傳輸速度將能夠達(dá)到一千億位/秒以上的水平，因此可以更好的應(yīng)用于各種領(lǐng)域和環(huán)境中。PCI Express 5.0將能夠支持更高速率的傳輸，提供更高的帶寬，但它的代理和接收器應(yīng)該能夠速度匹配，以便更高效地執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸操作。
總之，PCI Express作為一種高速數(shù)據(jù)傳輸神器，已經(jīng)在各種領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，它的未來發(fā)展前景非常廣闊。