PCI、PCI-X、PCI-E光纤网卡插槽的性能比较Macnet7210PF PCI千兆光纤网卡(LC接口)Macnet8210PF PCI-X千兆光纤网卡(SC接口)Macnet9210PF PCI-E千兆光纤网卡(SC接口)以上述三种不同的光纤网卡为例，分析PCI、PCI-X、PCI-E光纤网卡插槽的性能PCI Express ，是全新第三代输入/输出（I / O）的标准，相比较过去的PCI和PCI扩展PCI – X电脑和服务器插槽,它可以卓越提高以太网网络性能,PCI Express的卓越性能来自于它更快，相对于速度较慢的133 - MHz的PCI - X的并行总线,它采用串行总线结构，提供了一个专用的2.5 GHz的时钟的双向I / O。

这本白皮书提供了新的PCI Express总线架构概述以及它带给台式机，工作站和服务器的以太网连接的优势。

目录PCI Express *以太网 (1)摘要 (2)介绍 (2)PCI，PCI – X到PCI Express---一个自然演进过程 (2)图 1 PCI，PCI - X和PCI Express的每帧带宽比较 (3)PCI Express的基础知识 (3)图 2 PCI Express * x1通道。

两个PCI Express设备（设备A和设备B）之间通道包含两个差分驱动信号。

(4)表 1 各种PCI Express通道实现的带宽 (4)图3通过PCI Express高速串行总线I/O实现千兆以太网到桌面 (5)图 4 服务器/工作站系统的PCI Express *范例 (6)网卡更高性能和可管理性增强 (7)结论 (7)1摘要随着网络流量需求不断增加，当前使用多点的（PCI）总线架构以及它的第二代版本PCI扩展PCI-X总线中瓶颈是不可避免的，。

现今，这些瓶颈可在第三代的PCI Express *架构得到缓解，PCI-E架构它使用 2.5 GHz的串行输入/输出（I/ O）的结构,以提供更高的带宽以及更好的可扩展性. 这本白皮书提供了新的PCI Express总线架构概述以及它带给台式机，工作站和服务器的以太网连接的优势。

R resolution介绍最早的第一代 PCI 总线标准和第二代的 PCI – X 总线，是历经好几年的, 电脑和网络服务器的输入/输出（I / O）的架构。

未来几年里 PCI 和 PCI-X 若继续使用，它们的用途将会继续减少。

原因很简单，对于今天的计算和网络需求增长,PCI 和 PCI - X 的带宽和可扩展性太有限。

显卡就是PCI限制很好的例子。

随着显卡需求从 640x480 单色转到真彩色1024x768 或更高，带宽不够问题越来越严重。

因此，如今的显卡总是有一个专用I / O总线，能够满足高分辨率的动态图形（其中包括全屏视频）的带宽和延迟要求。

同样，PCI带宽不够和延迟瓶颈正在逐渐影响到企业网络，特别是那些已经迁移到千兆以太网的企业。

多核处理器服务器的出现更加增强了更高的甚至更多带宽I/ O需求。

幸运的是，这种需求由第三代的PCI I / O架构正在解决，以前被称为 3GIO，现在称为PCI Express或PCIe。

PCI Express提供可扩展的高带宽，专用的I / O用于包括网络连接的各种应用。

联瑞电子通过一系列的PRO网络适配器积极支持PCI Express转化。

这些新的PCI Express适配器是专为符合无铅技术 1 和RoHS2 规定，并提供铜缆和光纤千兆以太网，连接台式机和服务器的PCI Express插槽。

本白皮书讨论了使用PCI Express替代PCI和PCI - X网络连接的的优势，并介绍了针对PRO网络适配器提供了一些特殊的优势。

PCI，PCI – X到PCI Express---一个自然演进过程从PCI到PCI - X到PCI Express演变是一种自然的带宽需求演变过程。

图 1 说明了这个演变中的每帧脚的带宽计算结果（带宽/帧）用每秒兆字节（MB /s）表示。

由图 1 表明，无论是在增加带宽还是在减少设备帧脚数上， PCI Express 都有优势，使得在更小的接口速度更快。

2图 1 PCI，PCI - X和PCI Express的每帧带宽比较PCI：32 bits*33MHz and 84 pins=1.58MB/sPCI-X：64 bits*133MHz and 150 pins=7.09MB/sPCIe：8 bits/direction*2.5 Gb/s direction and 40 pins=100MB/s 增加带宽对于网络前景是非常重要的。

PCI Express 使用高速串行总线提供专用的 I / O 带宽，网络适配器使用 PCI Express 的 I / O 能充分获取更高的带宽。

这意味着数据包可以以全速运行，同时服务器将花费更少的时间等待客户端去响应处理数据。

因此，更多的客户端可以在更短时间里得到更快的服务。

相比之下，PCI 和 PCI - X 是共享多点并行总线结构。

越多的设备共享总线，每个设备就得到更少的总线带宽。

PCI - X 总线速度和总线共享可能尚未成为快速以太网的时代（100 Mbps 的网络）的一大问题。

然而，千兆以太网（1000 Mbps）迁移通过一台 PCI - X 总线服务器的带宽资源的主要消费过滤 pci-x 的能力。

当 PCI 插槽只有太少的带宽支持千兆位以太网性能，这将同样适用于千兆以太网迁移到桌面。

PCI 总线，常用于台式机，带宽为 1 Gbps 的（32 位× 33 兆赫）单一的，非共享带宽的 PCI 总线连接。

即使没有其他 PCI 设备共享总线,这也不足以支持全千兆以太网能力到桌面的（数据和传输开销）。

PCI - X，一般用于服务器，每个插槽带宽（无总线分享）为 8 Gbps 的，但是，随着越来越多的插槽和设备被添加到总线，每个插槽带宽将按比例减少。

PCI Express，是另一种情况，随着通道的增加带宽不断增加。

最低双向非编码为 4 Gbps 的带宽，但是，它可以扩展为 16 通道的 PCI Express 连接，高达 64Gbps 专用 I /O 带宽。

PCI Express的基础知识PCI Express 连接包括两部分：低电压，一对差分驱动信号。

这个基本的链接结构，如图 2，一对差分信号其中一端是传输端（Tx），另一端是对接收端（Rx）。

这两个信号端组成一个双端的 PCI Express 通道，被称为一个 x1（乘 1）通道。

由于信号是差分驱动，PCI Express 高抗干扰性是由于在差分信号线对面噪声的消除。

3图 2 PCI Express * x1通道。

两个PCI Express设备（设备A 和设备B）之间通道包含两个差分驱动信号。

表 1 各种PCI Express通道实现的带宽此外，因为 PCI Express 通道是双端的，它可以一端传输，同时另一断端接收。

这双向性为整体带宽或吞吐量增加一倍成为可能。

x1 通道的最高原始带宽为 2.5 Gbps（每秒 2.5 千兆赫），但因为通道是双向的，有效率的原始数据为双向 5 Gbps。

这些速率是被分离的数据字节通过 8b/10b编译码发送，而 2.5 Gbps 的速率被称为一个编译码速率。

带宽也可称为一种非编码的或有效的数据传输速率，在某种情况下，速率为 80%的编码速率（例如，x1 通道中单向非编码的 2 Gbps 和双向 4 Gbps）。

表 1 列出了各种 PCI Express 通道实现的带宽。

按照 PCI Express 规范，插槽扩展可以通过× 1，× 4，x8 或 x16 通道实现。

这使得设计人员可以通过在 PCI Express 网卡和电脑插槽上增加通道，逐步增加扩大 PCI Express 串行总线 I / O 高达 64 Gbps（见表 1）。

例如， x1 通道可以为英特尔® PRO/1000 PT 服务器适配器的 PCI Express 总线的 I /O 提供足够的总线带宽。

但是，如果为双端口千兆以太网适配器提供额外的 I /O 带宽，需要在英特尔 PRO/1000PT 双端口服务器网卡上应用一个 x4 通道。

4对于网络工程师，PCI Express通道规格在选择服务器或为服务器选择网卡特别的重要。

正如上文所指出的，一个多端口适配器应该有额外的通道，以支持多千兆以太网端口的更多流量和带宽需求。

同时，服务器必须选择具有PCIExpress通道等同或超过预计最高通道插槽数量。

例如，一个x1 适配器可以运行在任何一个PCI-E插槽，而x4 PCIe插槽适配器需要一个x4 或更大的插槽。

PCI Express以太网到桌面图3通过PCI Express高速串行总线I/O实现千兆以太网到桌面图 3 显示了通过一个 PCI Express 的串行总线 I / O 架构实现千兆以太网到桌面。

该拓扑结构包含一个主桥，在 I / O 桥接这种情况下，和一个转换设备，提供扇出为 PCI Express 的串行 I / O 总线的各种终端设备，包括千兆以太网桌面适配器。

这里显示的转换设备是作为一个单独的逻辑元素，但实际上是根据芯片组的执行情况，集成在 I / O 桥或内存的桥梁。

图 3 桌面的执行还包括一个 66 MHz 的 PCI 并行总线结构连接到 I / O 的桥梁。

PCI 某些时候将与 PCI Express 并存，将仍然是速度较慢应用程序有用的接口。

当台式 PC 迁移到千兆以太网，最好是使用诸 PRO/1000 PT 适配器的 PCI5Express兼容的适配器。

通过使用PCI Express（代替PCI），全带宽的千兆以太网的将可以有最佳的表现。

更重要的是，PCI Express专用 4Gbps的双向I / O允许的的千兆以太网桌面适配器来执行全速带宽，没有总线争用或与其他设备共享总线。

这将使得台式机和服务器之间的网络交易更快完成，展示了供更多更高的服务器的可用性和更高的网络效率PCI Express以太网到服务器和工作站除了在服务器和工作站中，需要更多和更快的 I / O 连接，PCI Express 在服务器和工作站中实现类似于台式机。

图 4 显示了在一个多核处理器服务器的实现。

在这个例子中，传统的 PCI 总线被 PCI Express 所取代，链接到 PCI 或 PCI- X 插槽提供更高的性能，另外 PCI Express 千兆以太网（GbE）连接有一个专门的，直接连接到芯片组。

图 4 服务器/工作站系统的 PCI Express *范例新的服务器，从另一方面看，将可能有多个 PCI Express 插槽，以容纳多个千兆位以太网适配器，网络性能增强技术，如网络分割和网络适配器队列。