第二十章 输入输出设备
重要概念
1、图形加速端口
2、有源阵列和无源阵列
3、带电耦合器件第二十一章 总线
1988年,32-bit外部总线的 386DX处理器以及更快产品成为主流之后,ISA总线标准也被扩展到了 32-
bit，成为了 EISA（又叫 Extended ISA，扩展 ISA），
带宽也达到了 32MB/s，但由于 EISA成本过高，问世不久就被 PCI迅速取代。
PCI总线是 1992年随着 486处理器一并问世的，问世之初就是一种 32bit/33MHz的总线标准，在 1993
年就被升级为 64bit/66MHz的标准，不过，直到现在我们使用的仍是 32bit/33MHz的 PCI总线。
第二十一章 总线
基于 PCI总线的显卡第二十一章 总线
与 ISA相比,PCI总线的特点在于这是一种独立于
CPU 的系统总线，可以将显示卡、声卡、网卡、硬盘控制器等高速的外围设备直接挂在 CPU 总线上，
此外其 133MB/s的传输速率大大缓解了 ISA的局促，
在当时显得绰绰有余。不过,PCI总线规范最大的弊病也在于这,133MB/s”上，它的 133MB/s的带宽，
在任何一个时刻都只能有一个设备独占 PCI总线，
在 PCI设备多的时候显得忧为局促。而到后来，蓬勃发展的 3D显示技术又让 PCI总线那可怜的带宽立即捉襟见肘。
第二十一章 总线
基于 AGP 8X总线的显卡第二十一章 总线
应该说，第一个从 PCI阵营“叛变”出来的就是显卡。随着 3D游戏的迅速普及，显卡的数据吞吐量越来越大,PCI共享 133MB/s总线带宽已经不足以应付，于是 Intel在 1996年 7月份，
推出了 AGP局部总线规范，专门为显卡量身打造的一种总线标准。 AGP的设计其实也是
PCI 2.1 版规范基础之上扩充修改而成，工作频率为 66MHz,1X模式下带宽为 266MB/S，
是 PCI总线的两倍。
第二十一章 总线
后来依次又推出了 AGP 2X,AGP 4X，现在流行的 AGP8X，带宽已经达到了 2.1GB/s，
是 PCI总线带宽的 16倍。 AGP的最大特色在于这是一条独立的北桥到显卡数据通道，不存在与其他设备共享总线资源的风险，最大限度的照顾了显卡的数据吞吐要求。可以说，
没有 AGP总线的默默奉献，现在的 3D游戏以及 3D显卡产业都不会有如此的繁荣景象。
第二十一章 总线
典型的现代计算机结构,AGP与 PCI的关系图解第二十一章 总线
虽然，除了 3D显示卡以外，直到现在还没有哪个计算机配件脱离 PCI总线的束缚另起炉灶，诸如千兆网卡、声卡,RAID卡等都还在循规蹈矩的奉行着
PCI规范，但,PC技术的快速发展已经让 PCI总线越来越显现出不足，尤其是最近的千兆网络以及视频应用等外设，会使 PCI可怜的 133MB/s带宽难以承受，当几个类似外设同时满负荷运转,PCI总线几近瘫痪。不但如此，随着技术的不断进步,PCI
电压难以降低的缺陷越来越凸出出来,PCI规范已经成为现在 PC系统的发展桎梏，彻底升级换代迫在眉睫。
第二十一章 总线
PCI Express总线的诞生和概念
到了 2001年，在 Intel春季的 IDF上,Intel正式公布了旨在取代 PCI总线的第三代 I/O技术，该规范由
Intel 支持的 AWG(Arapahoe Working Group)负责制定，并称之为第三代 I/O总线技术 (3rd Generation
I/O，也就是 3GIO)，也就是后来的 PCI Express总线规范。不过在公布之初，应用环境、配套设备还不是很完善，并不为人们所关注。到了 2002年 4月
17日,AWG正式宣布 3GIO 1.0规范草稿制定完毕，
并移交 PCI-SIG进行审核，该规范最终却被命名为
PCI Express，而到了 2003年 Intel春季 IDF上,Intel
正式公布了 PCI Express的产品开发计划,PCI
Express最终走向应用。
第二十一章 总线
PCI Express总线的特点和长处
PCI Express总线是一种完全不同于过去 PCI总线的一种全新总线规范，与 PCI总线共享并行架构相比,PCI Express
总线是一种点对点串行连接的设备连接方式，点对点意味着每一个 PCI Express设备都拥有自己独立的数据连接，各个设备之间并发的数据传输互不影响，而对于过去 PCI那种共享总线方式,PCI总线上只能有一个设备进行通信，一旦
PCI总线上挂接的设备增多，每个设备的实际传输速率就会下降，性能得不到保证。现在,PCI Express以点对点的方式处理通信，每个设备在要求传输数据的时候各自建立自己的传输通道，对于其他设备这个通道是封闭的，这样的操作保证了通道的专有性，避免其他设备的干扰。
第二十一章 总线
ATI PCI Express 1X接口的 HDTV多媒体卡第二十一章 总线
在传输速率方面,PCI Express总线利用串行的连接特点将能轻松将数据传输速度提到一个很高的频率，达到远超出
PCI总线的传输速率。 PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括 x1,x4,x8以及 x16(x2模式将用于内部接口而非插槽模式 )，其中 X1的传输速度为 250MB/s，而 X16就是等于 16倍于 X1的速度，即是 4GB/s。与此同时,PCI
Express总线支持双向传输模式，还可以运行全双工模式，
它的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。因此连接的每个装置都可以使用最大带宽,PCI Express接口设备将有着比 PCI设备优越的多的资源可用。
第二十一章 总线
基于 PCI Express 16X的显卡第二十一章 总线
3GIO连接示意图第二十一章 总线
从上图来看，我们可以看到 PCI Express与操作系统无关，所以也保证了它与原有 PCI的兼容性，也就是说在很长一段时间内在主板上 PCI Express接口将和 PCI接口共存，这也给用户的升级带来了方便。由此可见,PCI Express最大的意义在于它的通用性，可以延伸到芯片组间的连接，甚至也可以用于连接图形芯片，这样，整个 I/O系统将重新统一起来，将更进一步简化计算机系统，增加计算机的可移植性和模块化。 PCI Express已经为 PC的未来发展重新铺设好了路基，
第二十一章 总线
首当其冲将 PCI Express规范应用起来的还是显卡，因为其众多突出的功能可以彻底解决显示卡传输带宽的问题，而且在今后游戏的配合下，我们可以使用更高级的显示卡获得更加逼真的效果。此外,PCI Express的出现还立即促生了显卡领域的一些新技术和特色，
主要在于 TurboCache和 HyperMemory内存技术，以及 HDTV的普及。
第二十一章 总线
PCI Express替代传统的 PCI和 AGP成为新一代 PC总线统一规范已成定势，剩下的就要看它的推广速度了。目前，除了显卡之外，还没有其他外设采用这种规范做设备接口。但有消息说：到 2005年底 2006年的时候，会有很多的基于 PCI Express总线的千兆网卡，视频编辑卡以及多媒体卡面市。
重要概念
1、图形加速端口
2、有源阵列和无源阵列
3、带电耦合器件第二十一章 总线
1988年,32-bit外部总线的 386DX处理器以及更快产品成为主流之后,ISA总线标准也被扩展到了 32-
bit，成为了 EISA（又叫 Extended ISA，扩展 ISA），
带宽也达到了 32MB/s，但由于 EISA成本过高，问世不久就被 PCI迅速取代。
PCI总线是 1992年随着 486处理器一并问世的，问世之初就是一种 32bit/33MHz的总线标准，在 1993
年就被升级为 64bit/66MHz的标准，不过，直到现在我们使用的仍是 32bit/33MHz的 PCI总线。
第二十一章 总线
基于 PCI总线的显卡第二十一章 总线
与 ISA相比,PCI总线的特点在于这是一种独立于
CPU 的系统总线，可以将显示卡、声卡、网卡、硬盘控制器等高速的外围设备直接挂在 CPU 总线上，
此外其 133MB/s的传输速率大大缓解了 ISA的局促，
在当时显得绰绰有余。不过,PCI总线规范最大的弊病也在于这,133MB/s”上，它的 133MB/s的带宽，
在任何一个时刻都只能有一个设备独占 PCI总线，
在 PCI设备多的时候显得忧为局促。而到后来，蓬勃发展的 3D显示技术又让 PCI总线那可怜的带宽立即捉襟见肘。
第二十一章 总线
基于 AGP 8X总线的显卡第二十一章 总线
应该说，第一个从 PCI阵营“叛变”出来的就是显卡。随着 3D游戏的迅速普及，显卡的数据吞吐量越来越大,PCI共享 133MB/s总线带宽已经不足以应付，于是 Intel在 1996年 7月份，
推出了 AGP局部总线规范，专门为显卡量身打造的一种总线标准。 AGP的设计其实也是
PCI 2.1 版规范基础之上扩充修改而成，工作频率为 66MHz,1X模式下带宽为 266MB/S，
是 PCI总线的两倍。
第二十一章 总线
后来依次又推出了 AGP 2X,AGP 4X，现在流行的 AGP8X，带宽已经达到了 2.1GB/s，
是 PCI总线带宽的 16倍。 AGP的最大特色在于这是一条独立的北桥到显卡数据通道，不存在与其他设备共享总线资源的风险，最大限度的照顾了显卡的数据吞吐要求。可以说，
没有 AGP总线的默默奉献，现在的 3D游戏以及 3D显卡产业都不会有如此的繁荣景象。
第二十一章 总线
典型的现代计算机结构,AGP与 PCI的关系图解第二十一章 总线
虽然，除了 3D显示卡以外，直到现在还没有哪个计算机配件脱离 PCI总线的束缚另起炉灶，诸如千兆网卡、声卡,RAID卡等都还在循规蹈矩的奉行着
PCI规范，但,PC技术的快速发展已经让 PCI总线越来越显现出不足，尤其是最近的千兆网络以及视频应用等外设，会使 PCI可怜的 133MB/s带宽难以承受，当几个类似外设同时满负荷运转,PCI总线几近瘫痪。不但如此，随着技术的不断进步,PCI
电压难以降低的缺陷越来越凸出出来,PCI规范已经成为现在 PC系统的发展桎梏，彻底升级换代迫在眉睫。
第二十一章 总线
PCI Express总线的诞生和概念
到了 2001年，在 Intel春季的 IDF上,Intel正式公布了旨在取代 PCI总线的第三代 I/O技术，该规范由
Intel 支持的 AWG(Arapahoe Working Group)负责制定，并称之为第三代 I/O总线技术 (3rd Generation
I/O，也就是 3GIO)，也就是后来的 PCI Express总线规范。不过在公布之初，应用环境、配套设备还不是很完善，并不为人们所关注。到了 2002年 4月
17日,AWG正式宣布 3GIO 1.0规范草稿制定完毕，
并移交 PCI-SIG进行审核，该规范最终却被命名为
PCI Express，而到了 2003年 Intel春季 IDF上,Intel
正式公布了 PCI Express的产品开发计划,PCI
Express最终走向应用。
第二十一章 总线
PCI Express总线的特点和长处
PCI Express总线是一种完全不同于过去 PCI总线的一种全新总线规范，与 PCI总线共享并行架构相比,PCI Express
总线是一种点对点串行连接的设备连接方式，点对点意味着每一个 PCI Express设备都拥有自己独立的数据连接，各个设备之间并发的数据传输互不影响，而对于过去 PCI那种共享总线方式,PCI总线上只能有一个设备进行通信，一旦
PCI总线上挂接的设备增多，每个设备的实际传输速率就会下降，性能得不到保证。现在,PCI Express以点对点的方式处理通信，每个设备在要求传输数据的时候各自建立自己的传输通道，对于其他设备这个通道是封闭的，这样的操作保证了通道的专有性，避免其他设备的干扰。
第二十一章 总线
ATI PCI Express 1X接口的 HDTV多媒体卡第二十一章 总线
在传输速率方面,PCI Express总线利用串行的连接特点将能轻松将数据传输速度提到一个很高的频率，达到远超出
PCI总线的传输速率。 PCI Express的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括 x1,x4,x8以及 x16(x2模式将用于内部接口而非插槽模式 )，其中 X1的传输速度为 250MB/s，而 X16就是等于 16倍于 X1的速度，即是 4GB/s。与此同时,PCI
Express总线支持双向传输模式，还可以运行全双工模式，
它的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。因此连接的每个装置都可以使用最大带宽,PCI Express接口设备将有着比 PCI设备优越的多的资源可用。
第二十一章 总线
基于 PCI Express 16X的显卡第二十一章 总线
3GIO连接示意图第二十一章 总线
从上图来看，我们可以看到 PCI Express与操作系统无关，所以也保证了它与原有 PCI的兼容性，也就是说在很长一段时间内在主板上 PCI Express接口将和 PCI接口共存，这也给用户的升级带来了方便。由此可见,PCI Express最大的意义在于它的通用性，可以延伸到芯片组间的连接，甚至也可以用于连接图形芯片，这样，整个 I/O系统将重新统一起来，将更进一步简化计算机系统，增加计算机的可移植性和模块化。 PCI Express已经为 PC的未来发展重新铺设好了路基，
第二十一章 总线
首当其冲将 PCI Express规范应用起来的还是显卡，因为其众多突出的功能可以彻底解决显示卡传输带宽的问题，而且在今后游戏的配合下，我们可以使用更高级的显示卡获得更加逼真的效果。此外,PCI Express的出现还立即促生了显卡领域的一些新技术和特色，
主要在于 TurboCache和 HyperMemory内存技术，以及 HDTV的普及。
第二十一章 总线
PCI Express替代传统的 PCI和 AGP成为新一代 PC总线统一规范已成定势，剩下的就要看它的推广速度了。目前，除了显卡之外，还没有其他外设采用这种规范做设备接口。但有消息说：到 2005年底 2006年的时候，会有很多的基于 PCI Express总线的千兆网卡，视频编辑卡以及多媒体卡面市。
