PCI Express

1. PCI Express

2. Latar belakang • PCI merupakan bus I/O yang digunakan selama 10 tahun terakhir. • PCI selama ini memberikan kinerja yang baik. • Prosesor, Memori, komponen I/O dan aplikasi telah berkembang dengan cepat. • Perkembangan tersebut tidak mampu diikuti oleh PCI. • PCI : 33 MHz (133 MB/s) menjadi 66 MHz (512 MB/s). • Prosesor : 100 MHz menjadi 3 GHz. • Selain bandwidth ada beberapa faktor lain yang menyebabkan dibutuhkannya sebuah standar bus I/O yang baru.

3. Bus • Bus adalah saluran yang menghubungkan komponen-komponen di dalam sistem komputer • Expansion bus digunakan agar sistem komputer dapat diekspansi dengan penambahan expansion board.

4. Sifat-sifat bus • Saluran paralel • Digunakan bersama oleh banyak komponen • Pada suatu waktu tertentu hanya satu komponen yang boleh menggunakan bus

5. PCI • Diperkenalkan pada awal 90-an dengan bandwidth 33 MHz • Expansion bus yang digunakan secara luas

6. Sinyal-sinyal PCI

7. Feature PCI • Buffered Isolation Bus CPU dan bus PCI terisolasi • Plug and Play Suatu perangkat secara otomatis dideteksi dan dikonfigurasi • Bus mastering Sebuah perangkat I/O dapat menguasai bus dan mengendalikan transfer data

8. Transaksi PCI Istilah-istilah : • Initiator Komponen yang menguasai bus dan mengawali transfer data • Target Merupakan target dari transfer data tersebut

9. Perkembangan Bandwidth PCI • Pada prakteknya bandwidth yang didapatkan lebih kecil karena adanya protocol overhead dan karena bus PCI digunakan secara bersama-sama oleh beberapa komponen.

10. Usaha untuk meningkatkan bandwidth • Meningkatkan frekuensi pada PCI. Akibatnya : • Penurunan jarak • Jumlah konektor yang dapat didrive • Pada PCI-X pembagian bus menjadi segmen-segmen, akibatnya jumlah saluran sangat banyak (150 untuk tiap segmen ) dan sangat mahal untuk diimplementasikan. • Penggunaan AGP, tetapi hanya dapat digunakan untuk VGA card.

11. Kebutuhan I/O Saat Ini • Bandwidth yang tinggi • Transfer data secara bersamaan (concurrent) • Isochronous Transfer • Hot Plug dan Hot Swap

12. PCI Express • Interkoneksi serial point-to-point • Menggunakan switch

13. Layer-layer PCI Express

14. Physical Layer • Mengirimkan paket antar 2 link layer • 1 link bisa terdiri dari beberapa lane (x1, x2, x4,x8, x12, x16) • 1 lane terdiri dari 2 pasang saluran sinyal • Menggunakan encoding 8b/10b

15. Physical layer …..(contiued) • Peningkatan bandwidth dilakukan dengan penambahan lane • Paket dipecah dan dikirimkan melalui sejumlah lane

16. Link layer • Bertanggung jawab terhadap integritas data • Menambahkan sequence number dan CRC pada paket data

17. Transaction Layer • Menerima Read / Write Request dari Software Layer • Menghasilkan paket untuk request tersebut • Meneruskan paket tersebut ke link layer

18. Software Layer • Menjaga kompatibilitas dengan PCI

19. Performa PCI Express • Bandwidth per pin = peak bus bandwidth / jumlah semua pin

20. Slot PCI Express • Slot PCI Express ditentukan oleh jumlah lane yang yang didukung olehnya. Slot x1 mendukung lane tunggal, slot x2 mendukung 2 lane dan seterusnya. • Secara teoritis slot bisa berukuran x1, x2, x4, x8, x12, atau x16. • Pada gambar 13 diperlihatkan sebuah motherboard dengan 2 buah slot x1 dan sebuah slot x16 (pada gambar berwarna biru).

21. Slot PCI Express • x1 untuk Gigabit Ethernet • x16 untuk Graphic Card

22. Slot PCI Express • Konektor dan bus 1x ideal digunakan untuk Gigabit Ethernet baik dalam bentuk card atau dalam bentuk GbE controller (BGA chip) yang langsung disolder pada motherboard. • Slot x16 sesuai untuk graphic card. Sebuah slot x16 dapat mendukung kecepatan data 4Gbps pada tiap arah, yang besarnya 2 kali bandwidth perangkat AGP 8x.