PCI 익스프레스

위키百科, 우리 모두의 百科事典.

PCI Express
發明 年度 2004年
發明人
移轉 버스
비트幅 1?32
裝置 個數 One device each on each endpoint of each connection. PCI Express switches can create multiple endpoints out of one endpoint to allow sharing one endpoint with multiple devices.
速度 各 方向, 레人當: is
  • v1.x : 250 MB/s (2.5 GT/s)
  • v2.x : 500 MB/s (5 GT/s)
  • v3.0 : 985 MB/s (8 GT/s)
  • v4.0 : 1969 MB/s (16 GT/s)
  • v5.0 : 3938 MB/s (32 GT/s)

各 方向, 16 레인 슬롯:

  • v1.x : 4 GB/s (40 GT/s)
  • v2.x : 8 GB/s (80 GT/s)
  • v3.0 : 15.75 GB/s (128 GT/s)
  • v4.0 : 31.51 GB/s (256 GT/s)
스타일 直列
핫플러그 인터페이스 익스프레스카드 , 모바일 PCI 익스프레스 모듈 또는 XQD 카드 面 可能.
外部 인터페이스 선더볼트 와 같은 PCI Express External Cabling 可能.
웹사이트 pcisig .com
PCI 익스프레스 1 倍速 포트
PCI 익스프레스 16 倍速 포트
PCI 익스프레스 16 倍速 그래픽 카드

PCI 익스프레스 ( PCI Express )는 2002年 PCI SIG 가 策定한 入出力을 위한 直列 救助의 인터페이스 이며 인텔 主導下에 만들어졌다. 公式的인 略語로 PCIe 로 表記한다. 옛 PCI , PCI-X AGP 버스 를 代替하기 위하여 開發되었다. PCIe는 앞서 言及한 버스 標準들과 比較하여 높은 시스템 버스 帶域幅 , 적은 I/O 핀 수, 敵은 物理的 面積, 버스 裝置들에게 더 뛰어난 性能 擴張性 , 詳細한 誤謬 檢出 및 보고 構造(Advanced Error Reporting (AER) [1] ), 네이티브 핫-플러그 機能 等 여러 長點을 가지고 있다. 最近에는 하드웨어 I/O 가상화 도 支援한다.

PCIe 3.0이 現在 生産되는 擴張 카드를 위한 最新 버전이며 主流 個人用 컴퓨터에 使用되고 있다. [2] [3]

歷史 [ 編輯 ]

開發 期間 동안에 PCIe는 HSI (High Speed Interconnect)로 불렸으며 PCI-SIG 가 이름을 PCI 익스프레스로 最終 決定하기 前까지 3GIO (3世代 入出力)라는 이름을 가지기도 했다. 인텔 設計팀으로만 構成된 아라破戶 워크 그룹(Arapaho Work Group)이라는 技術 그룹이 처음 基本 틀을 設計하였다.

PCIe는 꾸준한 開發과 改善을 거쳐온 技術이다. 現在의 PCI 익스프레스는 버전 5.0이다.

PCI 익스프레스 1.0 [ 編輯 ]

2004年에 인텔 이 秒當 250MB의 데이터 速度와 秒當 2.5 GT 電送 速度 를 지닌 PCIe 1.0을 導入하였다. 最大 電送 速度는 2.5GT의 16倍인 40 GT이며, 이는 實際로는 帶域幅의 槪念에 가깝다. 그래서 x16을 16 配屬 이라고 부르는 表現은 嚴密히 말해 올바르지 않고, 16 배幅 이라고 부르는 쪽이 더 正確하다.

PCI 익스프레스 2.0 [ 編輯 ]

PCI-SIG 는 2007年 1月 15日에 2.0 規格을 利用할 수 있다고 發表하였다. [4] 이 里비전은 PCIe 1.0 標準의 秒當 250MB 速度를 500MB로 두 倍 늘린 것이다. 32 레인(lane) PCI 端子 (x32)가 秒當 16 GB의 出力을 支援한다는 뜻이다. 初期 버전은 2.5 GT로 動作하였으나 PCIe 2.0은 5.0GT의 基本 클럭 速度로 動作한다.

PCI 익스프레스 2.1 [ 編輯 ]

PCI 익스프레스 3.0에 完全히 追加할 計劃이었던 管理, 支援, 問題 解決 시스템의 相當 部分을 支援한다. 그러나 速度는 以前의 PCI 익스프레스 2.0과 같다. 大部分의 메인보드가 PCI 익스프레스 2.0 單子를 달고 販賣되고 있다.

PCI 익스프레스 3.0 [ 編輯 ]

PCI 익스프레스 3.0 基本 規格 里비전 3.0은 여러 番 延期되다가 2010年 11月에 發表 되었다. 2007年 8月에 PCI-SIG는 PCI 익스프레스 3.0이 秒當 8 GT 의 비트레이트를 支援할 것이라고 發表하였다. 旣存의 PCIe와 下位 互換된다. [5]

PCI Express 3.0은 인코딩 方式을 移轉 8b/10b 인코딩 에서 128b/130b으로 改善하였다. 이것으로 帶域幅의 오버헤드를 PCI Express 2.0의 20%에서 約 1.54% (= 2/130)로 줄였다. PCI Express 3.0의 8 GT/s 비트率은 以前 世代인 PCI Express 2.0보다 2倍 빠른 레인(lane)當 985 MB/s의 帶域幅을 提供한다. [6]

2010年 11月 18日에 PCI-SIG는 公式的으로 PCI Express 3.0 最終 規格을 PCI-SIG 構成員들에게 發表하여 이 새로운 規格에 맞춰 裝置들을 開發할 수 있도록 하였다. [7]

PCI 익스프레스 4.0 [ 編輯 ]

2011年 11月 29日에 PCI-SIG는 九里 技術 基盤의 16 GT/s를 支援하는 PCI Express 4.0 規格을 發表하였다. 動的 및 遊休 電力 最適化 方法들이 追加되었으며 最終 辭讓은 2017年에 發表될 것으로 豫想한다. [8]

2017年 10月 인텔은 4.0規格을 正式 發表했다. PCIe 4.0 Blog 該當 內容 關聯하여 한글 벤치마크 사이트에서 紹介. 出處: 보드나라. PCIe 4.0 壽命은 2年? PCIe 5.0 規格 2019年 目標로 開發 中

PCI 익스프레스 5.0 [ 編輯 ]

상기 4.0의 規格 發表와 同時에 5.0은 2019年 2分期(2Q) 目標로 하고 있음을 揭示함. (4.0의 링크 參照) 2019年 1月 버전 0.9를 發表. (英文 사이트 原本은 아니고, 한글 벤치마크 사이트에서 링크. 出處: 보드나라. PCIe 4.0보다 두 倍 빠른 PCIe 5.0 0.9規格 公式 發表

PCI 익스프레스 6.0 [ 編輯 ]

2022年 1月에 PCI 익스프레스 6.0 標準이 發表되었다. PCI 익스프레스 6.0의 特徵으로는 物理 階層에서 PAM-4(Pulse Amplitude Modulation with 4 level) 方式을 採擇해서, 한番의 클럭에 2비트를 同時에 電送할 수 있도록 改善함으로써 링크 黨 64GT/s를 支援하게 되었다는 點을 들 수 있다. 이로 因해 x16 構成을 採用하는 境遇 最大 256GB/s를 支援한다는 特徵을 가진다. 트랜젝션 階層에서는 向上된 플릿(flit; flow control unit) 모드를 支援함으로써, 에러 制御를 빠르게 處理할 수 있다는 特徵을 가지게 되었다. 參考로, CXL3.0 스펙 은 PCI 익스프레스 6.0을 物理 階層으로 基盤으로 上位 프로토콜을 定義한 것이라 할 수 있다. https://pcisig.com/pci-express-6.0-specification

物理 規格 [ 編輯 ]

線路 總 핀 수 主要 折半 區分핀 수 길이 主要 折半 區分핀 길이
x1 36 14 25 mm 7.65 mm
x4 64 42 39 mm 21.65 mm
x8 98 76 56 mm 38.65 mm
x16 164 142 89 mm 71.65 mm

폼 팩터 [ 編輯 ]

PCI 익스프레스 (標準) [ 編輯 ]

핀 配置 [ 編輯 ]

PCI 익스프레스 4倍速 端子 핀 出力
사이드 B 사이드 A 說明
1 +12V PRSNT1# 카드 裝着 與否를 確認
2 +12V +12V
3 Reserved +12V
4 Ground Ground
5 SMCLK TCK SM버스 JTAG 포트 핀
6 SMDAT TDI
7 Ground TDO
8 +3.3V TMS
9 TRST# +3.3V
10 +3.3Vaux +3.3V 待機 電力
11 WAKE# PWRGD 連結을 다시 活性化 (待機 모드에서 깨어남).
키 노치(Key notch)
12 Reserved Ground
13 Ground REFCLK+ 參照 클럭車 動作
14 HSOp(0) REFCLK- 레인(Lane) 0 送信 데이터, + 와 ?
15 HSOn(0) Ground
16 Ground HSIp(0) 레인(Lane) 0 受信 데이터, + 와 ?
17 PRSNT2# HSIn(0)
18 Ground Ground
PCI 익스프레스 1倍速 端子 끝 (18番 핀)
19 HSOp(1) Reserved 레인(Lane) 1 送信 데이터, + 와 ?
20 HSOn(1) Ground
21 Ground HSIp(1) 레인(Lane) 1 受信 데이터, + 와 ?
22 Ground HSIn(1)
23 HSOp(2) Ground 레인(Lane) 2 送信 데이터, + 와 ?
24 HSOn(2) Ground
25 Ground HSIp(2) 레인(Lane) 2 受信 데이터, + 와 ?
26 Ground HSIn(2)
27 HSOp(3) Ground 레인(Lane) 3 送信 데이터, + 와 ?
28 HSOn(3) Ground
29 Ground HSIp(3) 레인(Lane) 3 受信 데이터, + 와 ?
30 Ground HSIn(3)
31 PRSNT2# Ground
32 Ground Reserved

1倍速 슬롯은 이것보다 더 짧고 핀 18 直後에서 끝난다. 8倍速과 16倍速 슬롯은 이 패턴을 擴張한다.

凡例
Ground 핀 0 볼트 參照
電力 핀 前歷을 PCIe 카드에 供給
出力 핀 信號를 카드에서 메인보드로 보냄
入力 핀 信號를 메인보드에서 카드로 보냄
오픈 드레인 여러 個의 카드가 裝着되었는지, 또 낮게 裝着되었는지 確認
感知 핀 카드가 잘 裝着되었는지 確認
Reserved 現在 쓰이지 않음. 連結하지 말 것.

PCI 익스프레스 미니 카드 [ 編輯 ]

PCI 익스프레스 미니 카드 (미니 PCI 익스프레스, 미니 PCIe, 미니 PCI-E로도 불림)는 미니 PCI 폼 팩터를 代替한다. 이것은 PCI-SIG 가 開發한 것이다. 호스트 裝置는 PCI 익스프레스와 USB 2.0 連結을 둘 다 支援한다. 2005年 뒤에 製造된 大部分의 노트북 컴퓨터는 PCI 익스프레스에 基盤을 두며 미니 카드 슬롯도 몇 個 包含되어 있다.

크기 [ 編輯 ]

PCI 익스프레스 미니 카드의 크기는 30x50.95 밀리미터이다. 두께는 1.0 mm (外部 部品 크기는 除外)이다.

電氣的 構成 [ 編輯 ]

PCI 익스프레스 미니 카드 모서리 短資는 여러 個의 連結과 버스를 提供한다:

派生된 用語 [ 編輯 ]

  • 높이가 낮은 카드.
  • 미니 카드: 미니 PCI 폼 팩터를 代替.
  • 익스프레스카드 : PC 카드 폼 팩터의 뒤를 이음.
  • PCI 익스프레스 익스프레스모듈: 핫 플러깅을 支援하는 모듈러 폼 팩터로 서버와 워크스테이션에서 쓰임.
  • XMC: CMC/PMC 폼 팩터와 비슷함. (x4 PCIe 또는 Serial RapidI/O 包含)
  • AdvancedTCA: 콤팩트PCI를 補完.
  • AMC: AdvancedTCA 規格을 補完.
  • PCI 익스프레스 外部 케이블링 [9]
  • 모바일 PCI 익스프레스 모듈 (MXM): 엔비디아 社가 만든 노트북用 그래픽스 모듈 規格
  • Advanced eXpress I/O Module (AXIOM) 그래픽스 모듈 디자인은 ATI 테크놀로지스 社가 承認함.

같이 보기 [ 編輯 ]

各州 [ 編輯 ]

  1. Zhang, Yanmin; Nguyen, T Long (June 2007). “Enable PCI Express Advanced Error Reporting in the Kernel” (PDF) . 《Proceedings of the Linux Symposium》. Fedora project. 2016年 3月 10日에 原本 文書 (PDF) 에서 保存된 文書 . 2014年 9月 3日에 確認함 .  
  2. “PCI Express 2.0 (Training)” . Mind Share . 2009年 12月 7日에 確認함 .  
  3. “PCI Express Base specification” . PCI SIG . 2010年 10月 18日에 確認함 .  
  4. “保管된 寫本” (PDF) . 2007年 3月 4日에 原本 文書 (PDF) 에서 保存된 文書 . 2007年 2月 9日에 確認함 .  
  5. PCI Express 3.0 Spec Pushed Out to 2010 | News & Opinion | PCMag.com
  6. “PCI Express 3.0 Frequently Asked Questions” . 《pcisig.com》. PCI-SIG. 2014年 2月 1日에 原本 文書 에서 保存된 文書 . 2014年 5月 1日에 確認함 .  
  7. “PCI Special Interest Group Publishes PCI Express 3.0 Standard” . X bit labs. 2010年 11月 18日. 2010年 11月 21日에 原本 文書 에서 保存된 文書 . 2010年 11月 18日에 確認함 .  
  8. “PCI Express 4.0 evolution to 16GT/s, twice the throughput of PCI Express 3.0 technology” (press release). PCI-SIG. 2011年 11月 29日. 2012年 12月 23日에 原本 文書 에서 保存된 文書 . 2012年 12月 7日에 確認함 .  
  9. PCI-SIG - PCI Express External Cable 1.0 Specification

外部 링크 [ 編輯 ]