Интерфейс PCI Express

Во время цикла Т3 подчиненное  устройство устанавливает сигнал DEVSEL#. Этот сигнал сообщает задающему устройству, что подчиненное устройство получило адрес и собирается ответить. Подчиненное устройство также помещает данные на линии AD и выдает сигнал TRDY#,- который сообщает задающему устройству о данном действии. Если подчиненное устройство не может ответить быстро, оно не снимает сигнал DEVSEL#, извещающий о присутствии этого устройства, но при этом не устанавливает сигнал TRDY# до тех пор, пока не сможет передать данные.

 При такой процедуре вводится  один или несколько периодов  ожидания.

В нашем примере (который вполне может произойти в действительности) следующий цикл - пустой. Мы видим, что в цикле Т5 то же самое задающее устройство инициирует процесс записи. Сначала оно, как обычно, помещает адрес и команду на шину. В следующем цикле оно выдает данные. Поскольку линиями AD управляет одно и то же устройство, цикл переключения не требуется. В цикле Т7 память принимает данные.

5 Внешние PCI Express системы

Логическим дополнением базовой  спецификации 2.0 стало утверждение  месяцем позже спецификации внешней кабельной системы PCI Express External Cabling 1.0. (рисунок 7). Регламентируются конструкция и маркировка соединительных разъемов, механические и электрические характеристики медных кабелей. Предусматривается объединение линий шины PCI Express в группы по 1, 4, 8 и 16 (PCI-E x1, x4, x8, x16).

Рисунок 7 - внешней кабельной системы PCI Express External Cabling

Чем больше линий, тем соответственно больше контактов (18 для х1, 38 для

х4, 68 для х8 и 136 для х16), тем сложнее  и шире соответствующие разъемы и кабели (см. рисунок). Новая спецификация совместима с PCI-E 1.1 и поддерживает максимальную производительность 2,5 Гбит/сек на линию, что, например, должно обеспечить скорость передачи данных 4 Гбайт/сек по кабелю x8 (суммарно в обе стороны). При этом длина кабеля не должна превышать 10 метров. Подобный подход позволяет вынести составные части персонального компьютера (например, графическую подсистему) за пределы системного блока, построить пространственно «разнесенную» вычислительную среду. Наиболее продуктивно эта идея стала использоваться для создания внешних систем хранения, видимых операционной системой в качестве обычных локальных устройств, но физически построенных в

виде самостоятельных блоков, в  отдельном корпусе с собственным  процессором, питанием и охлаждением. И при этом находящихся на расстоянии до десяти метров от рабочего компьютера.

Напомним, что классическая схема  подключения внешней системы  хранения к компьютеру (хосту) требует сначала преобразования данных для передачи по внешнему интерфейсу (выполняется специальным компьютерным контроллером, HBA – Host Bus Adapter), а затем обратного преобразования при приеме и последующей передаче данных уже в системе хранения.

Использование контроллера внешнего интерфейса, безусловно, удобнее с  точки зрения стандартизации и мобильности системы хранения, но есть и много минусов. Во-первых, за контроллеры надо платить и немало, от $250 (SAS) до $1000 (Fibre Channel). К этому надо добавить соединительные кабели, стоящие в зависимости от длины до $100. А во-вторых, предел скорости обмена данными в системе хранения определяется именно контроллерами и для SAS/Fibre Channel не превышает 300/400 Мбайт/сек. Поскольку в современных RAID контроллерах, являющихся ядром любой внешней системы хранения, для передачи данных между дисками и процессором используется PCI-E шина, то подключение подобных систем к компьютеру по PCI-E позволяет устранить пару лишних преобразований информации и, как следствие, существенно увеличить результирующую скорость потока данных.

Первопроходцем, на практике реализовавшим  идею использования PCI-Express в качестве внешнего интерфейса, стала хорошо известная на российском рынке компания Maxtronic International (www.maxtronic.com.tw, www.maxtronic.ru). Уже осенью 2007 года она выпустила 8-дисковые RAID системы SA-3378S и SA-4378S соответственно в настольном и стоечном исполнении. Чуть позднее эта идея была подхвачена и многими другими производителями систем хранения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Архитектура PCI Express отвечает всем требованиям, предъявляемым к третьему поколению  систем ввода/вывода. Ее расширенные функции и масштабируемая производительность позволяет ей стать унифицированным решением для множества платформ – настольных, мобильных, серверных, устройств связи и встраиваемых устройств. Канал PCI Express образуется из нескольких точка-точка соединений, называемых “lanes”, а несколько “lanes” могут быть объединены в одном канале, пропускная способность которого имеет линейную масштабируемость. PCI Express программно совместим с существующим ПО и обеспечивает расширенные возможности для нового ПО.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Интерфейс PCI Express//

http://ru.wikipedia.org/wiki/PCI_Express

2. Компьютерный супермаркет НИКС// http://www.nix.ru/support/faq/show_articles.php?number=570&faq_topics=PCI-PCI-E
3. PCIe на ferra.ru//

http://www.ferra.ru/themes/all/PCIe

4. Шина PCI Express//

http://www.nastrojkabios.ru/obschaya-informatsiya-o-pk/shina-pci-express.html

5. Архитектура шины PCI Express//

http://www.bestor.spb.ru/Bestor_02/Compat/over/PCI-Express.aspx