AGP PCI-X PCIe

1. AGPPCI-XPCIe

2. AGP – základné info • Celý názov: Accelerated Graphics Port • Rok vydania štandardu: 1997 • Výrobca: Intel • Dátová šírka: 32 bitov • Počet zariadení na slot: 1 • Prenosová frekvencia: 66, 133, 266, 533 MHz • Prenos dát: paralelný • Interná • Nepodporuje hotswapping • Používa sa len na pripojenie grafických kariet

3. AGP - história • Objavila sa na doskách so Socket 7 Pentium alebo Slot1 Pentium II • Niektoré prvé AGP karty používali grafický procesor postavený na prácu s PCI a boli len mostíkom prepojené na AGP zbernicu čo bol len marketingový ťah • Podpora zo strany operačného systému bola zavedená od MS Windows 95 OEM Service Release 2

4. Výhody oproti PCI • PCI bola zbernica so zdieľanou prenosovou kapacitou zatiaľ čo AGP bola navrhnutá pre prácu s 1 grafickou kartou, čím si mohla „vziať“ celú prenosovú kapacitu a zrýchliť tak prevádzku • Pri AGP bola oddelená dátová a adresová časť zbernice (sideband addressing), čo umožnilo zrýchliť prácu tým, že nebolo potrebné prečítať všetky informácie, kým sa zbernica dostala k adrese

5. Výhody oproti PCI • PCI karty boli pri načítavaní textúry nútené preniesť textúru z HDD do RAM, spracovať ju procesorom a potom dáta odoslať do framebuffera zatiaľ čo AGP používa tabuľku mapovania grafických adries (GART – Graphics Address Remapping Table), ktorá mapuje miesto v RAM priamo použiteľné AGP kartou pre prácu s grafickým obsahom • Maximálna veľkosť grafickej pamäte dostupnej pre AGP sa volá AGP medzera (aperture)

6. Verzie AGP • AGP 1x – 32 bitový kanál pracujúci na frekvencii 66 MHz umožňuje prenášať dáta rýchlosťou 266 MB/s pri napätiach 3.3V • AGP 2x – 32 bitový kanál pracujúci na efektívnej frekvencii 133 MHz umožňuje prenášať dáta rýchlosťou 533 MB/s • AGP 4x – 32 bitový kanál pracujúci na frekvencii 266 MHz umožňuje prenášať dáta rýchlosťou 1066 MB/s pri napätiach 1.5V • AGP 8x – 32 bitový kanál pracujúci na frekvencii 533 MHz umožňuje prenášať dáta rýchlosťou 2133 MB/s pri napätiach 0.8V

7. AGP konektory • AGP karty sú spätne (staršie karty idú v nových slotoch) aj dopredne (budú ignorovať výhody novších štandardov) kompatibilné v rámci určitých limitov. • 1.5 V karty nesmú ísť do 3.3 V slotu a naopak, zatiaľ čo "Univerzálny" slot akceptuje oba typy kariet. • AGP Pro karty (používané v CAD prostrediach) nepasujú do štandardných AGP slotov ale štandardné AGP karty budú fungovať v AGP Pro slote.

8. AGP - súčasnosť • V roku 2008 sa už AGP sloty prestali využívať na nových matičných doskách a nové chipsety AGP zbernicu už ani nepodporujú. • Začali sa využívať grafické karty pre zbernicu PCIe, ktorá umožňuje dosahovať vyššie dátové prenosy a používať novšie zariadenia • Na niektorých doskách sa nachádza mostík umožňujúci konverziu signálov medzi AGP a PCIe, čo sa ale odráža na ich cene, pretože tento mostík je neštandardným zariadením.

9. PCI-X – základné info • Celý názov: Pheripheral Component Interconnect Extended • Rok vydania štandardu: 1998 • Výrobca: IBM, HP, Compaq • Dátová šírka: 64 bitov • Počet zariadení na slot: 1 • Prenosová frekvencia: 66, 133, 266, 533 MHz • Prenos dát: paralelný • Interná • Nepodporuje hotswapping • Zrýchlená a rozšírená verzia štandardného PCI

10. PCI-X - história • Bola navrhnutá pre servery aby: • Sa zvýšil výkon zariadení s vysokou prenosovou rýchlosťou (Gigabitové karty, optické sieťové karty a UltraSCSI karty) • Umožnila procesorom spájanie do clusterov • Sa pokúsila ustanoviť nové rozšírenia štandardnej PCI zbernice

11. PCI-X – technická špecifikácia • Dátový kanál sa rozšíril na 64 bitov pri prenosovej frekvencii 66 MHz • PCI-X je spätne kompatibilná so štandardom PCI2.x a neskorším, to znamená, že PCI-X karta môže byť zasunutá do PCI slotu ak jej v tom nebráni napäťový kľúč alebo iné obvody • Štandard definuje komunikačné napätie 3.3V • Konektor má 184 pinov

12. PCI-X verzie • Karty • 66 MHz (PCI-X 1.0) – 532 MB/s • 100 MHz (využívané v 133 MHz slotoch na niektorých serveroch) • 133 MHz (PCI-X 1.0) – 1.06 GB/s • 266 MHz (PCI-X 2.0) – 2.15 GB/s • 533 MHz (PCI-X 2.0) – 4.30 GB/s • Sloty • 66 MHz (staršie servery) • 133 MHz (najrozšírenejšia v nových serveroch) • 266 MHz (ojedinelá, nahradená PCIe) • 533 MHz (ojedinelá, nahradená PCIe)

13. PCIe – základné info • Celý názov: Pheripheral Component Interconnect Express • Rok vydania štandardu: 2004 • Výrobca: Intel • Dátová šírka: 1 bit • Počet zariadení na slot: 1 • Prenosová kapacita: do 8GB/s (PCIe v1.1, x32) • Prenos dát: sériový • Interná • Podporuje hotswapping (závisí na formfaktore) • Využíva sa aj v ExpresCard v laptopoch

14. PCIe - prehľad • PCIe spojenie je postavené na páre sériových, jednosmerných (čo sa týka smeru prenosu dát) point-to-point spojeniach známych ako dráhy • Tým sa líši od klasickej PCI zbernice, ktorá je paralelná (32 alebo 64b) • V štandarde 1.1 (súčasný) má každá dráha prenosovú kapacitu 250MB/s v každom smere • Každý PCIe slot môže obsahovať 1,2,4,8, 16 alebo 32 dráh medzi matičnou doskou a rozširujúcou kartou (označujú sa s prefixom x – napr. x1, x2, x16, ...)

15. PCIe - komunikácia • PCIe používa vrstvový protokol skladajúci sa z troch vrstiev: • Transakčnej (Transaction Layer) • Spojovej (Data Link Layer) • Fyzickej (Physical Layer)

16. PCIe – fyzická vrstva • Používa napájacie napätia do 2.5V • Každá dráha je tvorená 4 vodičmi (dva tam a dva späť pričom jeden je zem a druhý je signál) • Karty pre určitý počet dráh môžu byť použité v slote pre daný alebo vyšší počet dráh

17. PCIe – fyzická vrstva • PCIe slot nemusí mať pripojené všetky dráhy, na ktoré je stavaný • PCIe štandard zabezpečí dohodnutie maximálnej možnej rýchlosti, ktorú podporuje slot alebo karta • Všetky správy vrátane riadiacich a prerušení sa posielajú po dátovej linke • Hodinový signál je zlúčený s dátovým

18. PCIe – spojová vrstva • Spojová vrstva má zabezpečiť označenie paketov generovaných transakčnou vrstvou, kontrolu dát pomocou 32 bitového CRC a potvrdzovací protokol • Potvrdzovanie prebieha na základe signálov ACK ak bol prenos úspešný, pričom v potvrdzovacom pakete je uvedené číslo očakávaného ďalšieho paketu alebo NAK ak bol prenos neúspešný (chyba CRC) alebo vypršal čas doručenia paketu (timeout)

19. PCIe - Transakčná vrstva • Zabezpečuje oddelené transakcie – po linke sa môžu prenášať iné dáta zatiaľ čo odpovedajúce zariadenie pripravuje dáta pre odpoveď • Používa riadenie toku založené na kreditoch

20. PCIe – Kreditný systém • Zariadenia si vymenia počet kreditov (možných prijatých paketov) pre každý buffer • Vysielajúce zariadenie odosiela pakety a postupne odrátava kredit pričom nesmie pri vysielaní prekročiť naučený kreditný limit • Prijímajúce zariadenie po úspešnom spracovaní dát pošle späť kredity vysielajúcemu, čo mu umožní znova odosielať pakety a pokračovať v komunikácii

21. PCIe v2.0 • Štandard verzie 2.0 zdvojnásobuje možnú kapacitu linky na dvojnásobok, teda 500MB/s • Je spätne kompatibilný a teda PCIe 2.0 kartu je možné používať v slote PCIe 1.1 alebo 1.0 • Na rok 2010 sa pripravuje štandard PCIe v3.0, ktorý posunie transfer do oblasti 1GB/s