PCI、AGP、PCI-E 總線帶寬的計(jì)算方法

※總線位寬決定輸入/輸出設(shè)備之間一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘?，用位（bit）表示，如總線寬度為8位、16位、32位和64位?！偩€時(shí)鐘頻率是總線的工作頻率，以 MHz 表示?！偩€傳輸速率是總線上每秒鐘所能傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)。通過總線寬度和總線時(shí)鐘頻率來計(jì)算總線傳輸速率。一. 并行總線。并行總線帶寬(MB/s) = 并行總線時(shí)鐘頻率(MHz) * 并行總線位寬(bit/8 = B) * 每時(shí)鐘傳輸幾組數(shù)據(jù)(cycle)●PCI 總線位寬是 32位，總線頻率 33 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數(shù)據(jù)，它的帶寬為 127.2 MB/s，即 1017.6 Mbps?！馪CI 2.1 總線位寬是 64位，總線頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數(shù)據(jù)，它的帶寬為 508.6 MB/s，即 4068.8 Mbps。●AGP 總線位寬是 32位，總線頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數(shù)據(jù)，它的帶寬為 254.3 MB/s，即 2034.4 Mbps?！馎GP Pro 總線位寬是 32位，總線頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數(shù)據(jù)，它的帶寬為 254.3 MB/s，即 2034.4 Mbps。AGP Pro 是 AGP 的改進(jìn)型，它使工作站級(jí)主板也能利用 AGP 的加速性能，降低了 AGP 所需的電壓供應(yīng)，并沒有什么太大的改變。 ●AGP 2X 總線位寬是 32位，總線頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 2 組數(shù)據(jù)，它的帶寬為 508.6 MB/s，即 4068.8 Mbps?！馎GP 4X 總線位寬是 32位，總線頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 4 組數(shù)據(jù)，它的帶寬為 1017.3 MB/s，即 8138.4 Mbps?！馎GP 8X 總線位寬是 32位，總線頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 8 組數(shù)據(jù)，它的帶寬為 2034.6 MB/s，即 16276.8 Mbps。順帶說說：○ISA 總線位寬是 16位，總線頻率 8.3 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數(shù)據(jù)，它的帶寬為 15.9 MB/s，即 127.2 Mbps?！餎ISA 總線位寬是 32位，總線頻率 8.3 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數(shù)據(jù)，它的帶寬為 31.8 MB/s，即 254.4 Mbps。二. 串行總線。好，該說最新的 PCI Express 了，和上面這些并行總線不同的是，PCI Express 屬于串行總線，總線帶寬和總線時(shí)鐘頻率的概念與并行總線完全相同，只是它改變了傳統(tǒng)意義上的總線位寬的概念。串行總線采用多條管線（或通道）的做法實(shí)現(xiàn)更高的速度，管線之間各自獨(dú)立，多條管線組成一條總線系統(tǒng)。如 PCI Express x1，PCI Express x2，PCI Express x16 等。PCI Express 總線頻率 2500 MHz，這是在 100 MHz 的基準(zhǔn)頻率通過鎖相環(huán)振蕩器(Phase Lock Loop，PLL)達(dá)到的。串行總線帶寬(MB/s) = 串行總線時(shí)鐘頻率(MHz) * 串行總線位寬(bit/8 = B) * 串行總線管線 * 編碼方式 * 每時(shí)鐘傳輸幾組數(shù)據(jù)(cycle)◆PCI Express x1 總線位寬是 1位，總線頻率 2500 MHz，串行總線管線是 1 條，每時(shí)鐘傳輸 2 組數(shù)據(jù)，編碼方式為 8b/10b，它的帶寬為 476.84 MB/s，即 3814.7 Mbps。（帶寬是 PCI 的 3.75 倍。）公式是 2500000000(Hz) * 1/8(bit) * 1(條管線) * 8/10(bit) * 2(每時(shí)鐘傳輸2組數(shù)據(jù)) = 500000000 B/s = 476.8371582 MB/s，即 3814.6972656 Mbps。下面給出其它類型組合的帶寬?！鬚CI Express x2 的帶寬為 953.68 MB/s，即 7629.4 Mbps。（此模式僅用于主板內(nèi)部接口而非插槽模式）◆PCI Express x4 的帶寬為 1907.36 MB/s，即 15258.9 Mbps?！鬚CI Express x8 的帶寬為 3814.72 MB/s，即 30517.8 Mbps?！鬚CI Express x16 的帶寬為 7629.44 MB/s，即 61035.5 Mbps。（帶寬是 AGP 8X 的 3.75 倍。）◆PCI Express x32 的帶寬為 15258.88 MB/s，即 122071 Mbps。可能有朋友感覺在這看到的帶寬數(shù)據(jù)比別處看到的值要小，因?yàn)槲也射浀氖菍?shí)際數(shù)據(jù)，而非文稿數(shù)據(jù)。就如同說硬盤 160 GB，而實(shí)際能用的只有 153 GB 左右。感興趣的朋友請(qǐng)接著往下看！PCI 的帶寬常被引述為 132 MB/秒，這是文稿數(shù)據(jù)，它的實(shí)際帶寬是 127.2 MB/秒。造成如此差異是因?yàn)椋?. 對(duì)工作頻率具體數(shù)值引用的不同。2. 容量單位上存在二進(jìn)制計(jì)量與十進(jìn)制計(jì)量，132 MB/秒來源于十進(jìn)制計(jì)量，127.2 MB/秒來源于二進(jìn)制計(jì)量。并行總線帶寬(MB/s) = 并行總線時(shí)鐘頻率(MHz) * 并行總線位寬(bit/8 = B) * 每時(shí)鐘傳輸幾組數(shù)據(jù)(cycle)B/s = Hz * bytes * cycleMB/s = MHz * bytes * cycle132 MB/秒：PCI 的工作頻率是 33 MHz，即 33 MHz * 1000000 = 33000000 Hz。PCI 的位寬是 32 bits，即 4 bytes。PCI 每時(shí)鐘傳輸 1 組數(shù)據(jù)。33000000 Hz * 4 bytes * 1 cycle = 132000000 byte/s 除以 10的6次方(容量以十進(jìn)制計(jì)量) = 132 megabyte/s = 132 MB/s而 127.2 MB/秒：PCI 的工作頻率是以 30ns 來表示，X ns 的倒數(shù) * 1000 = Y MHz，即 30 ns 的倒數(shù) * 1000 = 33.333333 MHz，33.333333 MHz * 1000000 = 33333333 Hz。PCI 的位寬是 32 bits，即 4 bytes。PCI 每時(shí)鐘傳輸 1 組數(shù)據(jù)。33333333 Hz * 4 bytes * 1 cycle = 133333332 byte/s 除以 2的20次方(容量以二進(jìn)制計(jì)量) = 127.1566 mebibyte/s = 127.2 MB/s = 1017.6 Mb/　PCI是由Intel公司1991年推出的一種局部總線。從結(jié)構(gòu)上看，PCI是在CPU和原來的系統(tǒng)總線之間插入的一級(jí)總線，具體由一個(gè)橋接電路實(shí)現(xiàn)對(duì)這一層的管理，并實(shí)現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的傳送。管理器提供了信號(hào)緩沖，使之能支持10種外設(shè)，并能在高時(shí)鐘頻率下保持高性能，它為顯卡，聲卡，網(wǎng)卡，MODEM等設(shè)備提供了連接接口，它的工作頻率為33MHz/66MHz。 最早提出的PCI 總線工作在33MHz 頻率之下，傳輸帶寬達(dá)到了133MB/s(33MHz X 32bit/8)，基本上滿足了當(dāng)時(shí)處理器的發(fā)展需要。隨著對(duì)更高性能的要求，1993年又提出了64bit 的PCI 總線，后來又提出把PCI 總線的頻率提升到66MHz 。PCI-E技術(shù)簡(jiǎn)介隨著圖像處理技術(shù)和人們對(duì)于游戲需求的急速增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的AGP接口已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足時(shí)下瘋狂的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，于是早?001年的春季IDF(Intel開發(fā)者論壇)上，Intel公司已經(jīng)宣布要用一種新的技術(shù)取代PCI總線和多種芯片的內(nèi)部連接，并稱之為第三代I/O總線技術(shù)(3rd Generation I/O，也就是3GIO)；到了2001年底，包括Intel、AMD、DELL、IBM等20多家業(yè)界主導(dǎo)公司加入了PCI-SIG(PCI特殊興趣小組)并開始起草3GIO規(guī)范的草案；2002年草案完成，并把3GIO正式命名為PCI Express。這就是PCI-E的由來。 簡(jiǎn)單來說，PCI-E能夠提供2.5Gbit/s的單向單線連接傳輸速率。相對(duì)于傳統(tǒng)PCI總線在單一時(shí)間周期內(nèi)只能實(shí)現(xiàn)單向傳輸，PCI Express的雙單工接能提供更高的傳輸速率和質(zhì)量，它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。同時(shí)PCI Express串行連接使用了內(nèi)嵌時(shí)鐘技術(shù)(8b/10b編碼模式)，時(shí)鐘信息直接寫入數(shù)據(jù)流中，這對(duì)比大多數(shù)并行總線要額外傳輸保持同步的時(shí)鐘信號(hào)來說更能節(jié)省傳輸?shù)耐ǖ篮吞岣邆鬏斝省?一個(gè)PCI Express連接可以被配置成x1，x2，x4，x8，x12，x16和x32的數(shù)據(jù)帶寬。x1的通道能實(shí)現(xiàn)單向312.5MB/秒(2.5Gbit/s * 1 / 8位)的傳輸速率，同理x32通道連接就能提供10GB/秒的速率，但考慮使用8b/10b編碼實(shí)際上有20%左右的消耗，實(shí)際的傳輸速率大概是8GB/S(x32單向)。一般的顯卡使用的PCI-EX16標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸率為4.8GB/S,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)在最流行的AGP 8X的2.1GB/S的數(shù)據(jù)流量。 對(duì)于廣大的消費(fèi)者來說，PCI-E直接帶來的就是顯卡性能得大幅度提升，它可以在一段時(shí)間內(nèi)徹底解決困擾大家的顯示卡傳輸帶寬的問題，而且在今后游戲的配合下，我們可以使用更高級(jí)的顯示卡獲得更加逼真的效果。