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PCI Express: Kurz erklärt

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PCI Express: Die Neuerungen für Performance

Seriell statt parallel

Als erste und wichtigste Neuerung ist zu nennen, dass PCI Express die Daten nicht mehr parallel überträgt, sondern seriell. Ein wenig kennt man das ja schon von Serial-ATA und dem alten Parallel-ATA, auch hier wurde von parallel auf seriell gewechselt.


Blockdiagramm PCI Express Systems

Die serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindung wird über so genannte "Lanes" (Fahrbahnen) realisiert. Eine Lane besteht dabei aus zwei Leitungspaaren, wobei jeweils ein Leitungspaar für das Senden und eines für das Empfangen der Daten zuständig ist. PCI Express ist daher bidirektional. Des Weiteren lassen sich mehrere dieser Lanes zusammenschalten, was mehrere PCI Express Varianten ermöglicht. PCI Express x1 besitzt eine dieser Lanes, x2 entsprechend zwei, x4 logischerweise vier und und x16 dann eben 16 Lanes. Es wird auch PCI Express x8 und x12 geben, diese sind aber dem Servermarkt vorbehalten.

Wie Eingangs erwähnt, spielt das Thema Bandbreite eine große Rolle. PCI Express taktet mit 2,5 GHz, entsprechend resultiert daraus eine Bandbreite von theoretischen 2,5 GBit/s. Theoretisch deshalb, weil PCI Express die Daten nicht mehr in 8 Bit-Paketen, sondern in 10 Bit-Paketen überträgt (der Verwaltungsaufwand ist einfach größer). Dies schlägt sich natürlich in der Bandbreite nieder, die dann "nur noch" 2 GBit/s beträgt.

Oder anders ausgedrückt, um den Vergleich zu PCI besser herstellen zu können, bietet PCI Express eine Bandbreite von 250 MB/s. Allerdings in jede Richtung, was dann quasi 500 MB/s entspricht. Und das sieht schon anders aus als die 133 MB/s von PCI, oder?


Zwei Leitungspaare für Senden und Empfangen

Schaltet man nun 16 Lanes (wie bei PCI Express x16) zusammen, dann erhält man bereits 4 GB/s (in jede Richtung). AGP 8x bietet mit seinen 2,1 GB/s gerade mal etwas mehr als die Hälfte - und das auch immer nur in eine Richtung. PCI Express kann theoretisch mit 32 Lanes betrieben werden, was dann 8 GB/s entspricht (oder 16 GB/s, wenn man beide Richtungen zusammen zählt). PCI Express lässt sich somit noch weiter beschleunigen und dürfte wohl wirklich, wie Intel deutlich machte, der Standard der nächsten zehn Jahre werden - zumindest stillt der neue Bus deutlich den Bandbreitenhunger.


PCI Express ermöglicht mehrere Lanes

Aber es tut sich noch mehr, was den praktischen Nutzen angeht.



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