三三不息PCIE 30即将走来.docx

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三三不息PCIE30即将走来

电脑世界--三三不息——PCI-E3.0即将走来

2010年03月05日星期五13:

04

“3”在2009年和2010年，都是非常特殊的幸运数字。

2009年，我们看到了SATA3.0、USB3.0的诞生，而2010年，大家将有机会见证PCI-E3.0的诞生。

相比之下，作为视觉设备和其他扩展设备主要接口的PCI-E3.0，意义比前两者更显重要。

翻倍单通道单向带宽1GB/s

      AGP时代，GB/s级的带宽几乎就达到了并行传输的极限。

最强的AGP8×，带宽也只有2.1GB/s。

进入串行时代后，PCI-E1.0单通道单向带宽首先突破了250MB/s，换算成普通显卡使用的PCI-E×16插槽，就已经达到了双向8GB/s的带宽。

紧接着，PCI-E2.0又将此数据翻倍，让PCI-E×16插槽显卡获得了16GB/s的接口带宽。

       显卡的计算能力在不断加强，包括AMDHD5970以及NVIDIA未来将推出的Fermi以及挑战光线追踪的计算模式，因此高接口带宽是必须的。

在PCI-E3.0接口上，带宽再次翻倍，达到了单通道单向1GB/s的极速传输，使PCI-E×16插槽能够提供32GB/s的最大双向数据带宽。

很显然，无论是复杂的纹理还是通用计算的并行数据，都获得了更宽广的带宽的支持。

供电最高提升至300W

      即便是定位于中高端用户的GTX260+，满载功耗也达到200W，而PCI-E2.0接口的供电能力只有75W，需要至少两个6Pin辅助供电接口。

绝大部分主流显卡必须采用外接6Pin辅助供电，更高端的产品甚至需要6Pin+8Pin来解决供电问题。

      更多的供电接口显然带来了更多的麻烦。

不过PCI-E3.0接口上，用户和厂商们就不用担心辅助供电的问题了。

PCI-E3.0将把显卡插槽的供电能力提升至300W，如果此目标可以达成，那么未来绝大部分主流和中高端定位的、采用PCI-E3.0接口的显卡都将直接从PCI-E插槽取得足够的供电，不再需要外接电源的辅助。

不过提升功耗很可能给主板供电带来困扰。

PCI-E接口的电能供给来自于主板24Pin接口，目前的75W最大电能尚可应付，一旦提升至300W最大输出，主板的设计和走线肯定将有所改变，如此高的能量供给将给主板带来更高的发热量和更为困难的布线设计。

可以预计的是，PCI-E3.0肯定会提升接口供电能力，但是否达到300W之高的水平，还有待商榷。

扩展PCI-E3.0更为通用化

传统的设计中，无论是AGP还是PCI-E都需要主板北桥中内置的控制器进行转换传输，才能与CPU的前端总线、QPI总线或者HT总线连接通信。

对GPU来说，每次和相关设备通信需要经过前端总线、PCI-E控制器、PCI-E总线重重转接。

数据传输更复杂，而且延迟很大。

      PCI-E3.0设计了新的多路复用协议。

为了彻底降低延迟并减少传输的复杂程度，PCI-E3.0允许PCI-E总线与其他不同传输协议的设备总线进行动态转换。

利用此协议，PCI-E3.0和QPI总线或者HT总线可以直接互联互通，降低了存取延迟，并能够让CPU不经过北桥或者相关控制单元而直接与PCI设备通信，让CPU操作更为迅捷。

      除了CPU可以直接和设备通信外，设备和设备之间也能利用这种协议传输数据并直接通信，不需要北桥中转，也不需要再纳入CPU的绝对控制之下。

这种设计进一步减轻了CPU的处理压力，并令本来就颇显堵塞的QPI、HT总线等释放了空间，降低了总线压力，也对提升系统整体效能颇有好处。

PCI-E3.0草案已不凡

      目前PCI-E3.0还是以草案形式存在的，即便如此，还是可看到作为下一代的主流接口带来的出色设计和高性能。

但目前的问题在于，由于PCI-E3.0改进较多，因此在前期测试和研发上就显得颇为繁杂。

PCI-E3.0的标准最快将在2010年下半年才能发布，实际产品要到2011年才可铺开发展。

未雨绸缪！

下代总线PCI-E3.0特性前瞻

2010年04月15日00:

00 出处：

泡泡网 【原创】作者:

孙敏杰编辑:

孙敏杰

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第01页：

大量改进！

PCI-E3.0技术特性预览

第02页：

带宽再次翻番！

PCI-E3.0来之不易

第03页：

PCI-E3.0在功耗管理方面的优化

第04页：

PCI-E3.0在GPU并行计算方面的优化

延伸阅读：

PCI-E3.0  

大量改进！

PCI-E3.0技术特性预览

    泡泡网显卡频道4月15日 以目前显卡的性能来说，PCI-E1.0的带宽都基本够用，PCI-E2.0翻倍的带宽几乎没有用武之地（双核显卡例外），但Intel以及PCISIG组织已经在未雨绸缪的筹划下一代的PCI-E3.0总线标准了。

在昨天的IDF2010峰会上，Intel的专家向大家揭示了PCI-E3.0的相关技术以及在Intel平台上的测试情况，我们一起来看看。

   也许16链路的PCI-E总线对于显卡来说带宽是绰绰有余了，但对于大量的单链路设备来说，PCI-E2.0/2.1的带宽还是略显不足，因此PCI-E3.0的设计目标之一就是将带宽再次翻番，此时PCISIG组织遇到了很多困难，通过一些特殊的方法才达到了目的。

   PCI-E3.0是在上代PCI-E2.1协议的基础上扩展而来的，其改进不仅仅是为了扩充带宽，最主要的目的是消除瓶颈，针对日渐普及的GPU并行计算、内存扩展、密集型数据交换、降低延迟等等。

带宽再次翻番！

PCI-E3.0来之不易

   我们知道，PCI-E1.0的带宽是2.5GT/s（单链路250MB/s），PCI-E2.0的带宽达到了5GT/s，但是PCI-E3.0的带宽“只有”8GT/s，并没有达到了翻倍的既定目标，这是为什么呢？

   因为从1.0到2.0再到3.0，PCI-E带宽提升的途径都是通过提高串行传输频率的方式，到了3.0时代频率再次翻番难度非常大，对设备电气性能的要求太苛刻，因此PCISIG组织只能退而求其次带宽只提高了60%，剩下的40%通过改进编码效率的方式来获得。

   PCI-E3.0在保留原有8b/10bK编码重要特性的同时，改进了算法开发了新的128b/130b编码机制，从而避免了25％的原始传输率浪费，因此与现在的PCI-E2.1相比，PCI-E3.0虽然数据传输频率没有翻倍，但综合结果是总带宽翻倍！

PCI-E3.0在功耗管理方面的优化

   功耗控制已经成为当今业界和用户最为关心的话题之一，尤其是显卡的功耗已经达到了难以控制的地步，为了从接口底层最大限度的降低能耗，PCISIG组织尽其所能，加入了许多关于减低功耗的技术。

   PCISIG组织认为，设备的工作模式影响功耗和其它系统配件，设备应考虑他们对整个系统功耗的影响，而不只是考虑自身的功耗，这就需要加强主机控制界面，于是基于PCI-E界面的能耗控制新鲜出炉了。

   首先是设备空闲时功耗的控制，这部分如果不注意的话，完全是白白浪费能源。

这方面显卡厂商已经做了很多努力，但收效甚微，而且已经接近极限。

那么在PCI-E界面，如何进一步管理功耗呢？

   其实设备还有更多的机会来减轻负载，那就是通过重排任务序列的方式。

系统和设备经常是闲置的，如果不是高强度任务的话（比如长时间用显卡玩游戏），一般偶尔会有零碎的任务会交给PCI-E设备处理，此时通过优化缓冲器的方式促使任务整齐排列，让设备在尽可能短的时间内处理完成多个任务，然后立即进入休眠模式，这样就会省下很多运算周期，让设备有更多的时间处在休息状态，从而达到节能的目的。

PCI-E3.0在GPU并行计算方面的优化

   显卡依然是PCI-E的最大客户，不仅游戏玩家需要更强的显卡，科学计算也开始大量使用GPU作为协处理器进行并行计算，此时PCIE光提高带宽是远远不够的，为此PCISIG组织特意为显卡进行了多项优化：

1.增强PCI-E设备对系统主内存的访问能力，显卡在显存不足的情况下性能大降的情况将不复存在；

2.大幅降低CPU和GPU在相互通讯时的延迟，使得CPU+GPU异构计算的效率大大提高；

3.多点通讯，让很多不相关读取指令绕过写指令，从而大大降低设备之间的延迟，并消除瓶颈。

4.增强PCIE设备与其它硬件直接通讯的能力，从而绕过CPU的干预，降低CPU被访问的可能性，降低CPU占用率和延迟，提升性能。

5.带宽的倍增意味着系统可以以更小的链路，支持更多的显卡设备，从而使得一套系统可以拥有更多的GPU，构建强大的个人超级计算机。

   总题来看，PCI-E3.0的诞生将会使得GPU的作用更像是一颗协处理器，为CPU分担更多的任务。

当然，像网卡，声卡或者其他一些类似的配件要参与系统计算，前面的路还很远。

因此PCI-E3.0的现实意义还是在GPU身上，通过这一总线，GPU可以绕开处理器，而直接和外围设备进行通信，从这个角度来看，GPU也更像系统中真正的“第二个处理器”。

PCI-E3.0除了能使GPU的应用范围最大化，也能使效率达到最高。

因此在这个系统中，处理器被一定程度上弱化了。

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