PCIe 2.0

Το PCIe 2.0 παρέχει διπλάσιες επιδόσεις τόσο σε ρυθμό μετάδοσης δεδομένων όσο και σε bandwidth βελτιώνοντας περισσότερο την συνολική απόδοση του συστήματος. Συγκεκριμένα, το πρώτο PCIe 1.0 είχε bit rate 2.5GT/s ενώ τώρα έχουμε το διπλάσιο που αντιστοιχεί σε PCIe 2.0 με bitrate 5GT/s .

Τι είναι το bitrate

Για τους νέους, bitrate ονομάζουμε τον ρυθμό μετάδοσης δεδομένων ( data signalling rate ): ο ρυθμός με τον οποίο μεταδίδονται τα bit δεδομένων και εκφράζεται σε bit per second ή κατά συντομογραφία bps.

Μονάδα μέτρησης

Ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων ή bitrate δεν αναφέρεταιστην ταχύτητα μεταφοράς των δεδομένων ( συχνό λάθος που κάνουν αρκετοί ) αλλά εκφράζει τον ρυθμό αποστολής των bits από τον πομπό ( κάρτα γραφικών ) στον δέκτη ( δίαυλος PCIe 2.0 ). Ο χρόνος που χρειάζονται τα δεδομένα για να μεταβούν από την κάρτα γραφικών στην μητρική, δεν έχουν καμία σχέση με αυτή την παράμετρο.

Με την είσοδο του PCIe 2.0 είδαμε να αναγράφεται η μονάδα μέτρησης 5GT/s . Αυτό μας παραξένεψε γιατί όπως το bitrate συνηθίζεται να μετριέται σε Gigabits per seconds, ενώ τώρα βλέπουμε μία νέα μονάδα: GigaTransfers per second.

Η διαφορά του GT/s και του GB/s . . .

. . . . έχει να κάνει με την κωδικοποίηση των δεδομένων. Όπως είναι γνωστό, το PCIe αποτελεί ένα σειριακό δίαυλο με ενσωματωμένο ( embedded ) ρολόι. Ο ρόλος του clock είναι να πιστοποιεί ότι έχουν πραγματοποιηθεί οι απαιτούμενες ψηφιακές μετατροπές ( από 0 σε 1 και από 1 σε 0 ). Για να αυξήσουμε το επίπεδο τον εναλλαγών αυτών, το PCIe χρησιμοποιεί κωδικοποίηση "8b/10b", όπου τα 8 bits κωδικοποιούνται σε 10 bit χαρακτήρα ο οποίος αποκωδικοποιείται όταν φτάσει στον δέκτη.

Έτσι, για να στείλετε μέσω του διαύλου 10 bits, τότε πρακτικά χρειάζεται να στείλετε 8 bits κωδικοποιημένων δεδομένων ( δηλαδή το enconding που γίνεται από την κάρτα γραφικών ) .

Τι είναι το lane ;

Λέγοντας πάροδο (lane) αναφερόμαστε έναν μικρότερο δευτερεύων δίαυλο που μεταφέρει δεδομένα σε έναν μεγαλύτερο (bus).

Ρίχνοντας τις πλάτες μας στο μέλλον και την προσοχή στο παρελθόν, θα δούμε πως το PCIe 1.1 με μία πάροδο ( 1 lane ) μπορεί να μεταφέρει 2.5 Gbps για κάθε μια από τις δύο διευθύνσεις ( Read / Write ) το οποίο αντιστοιχεί σε σύνολο 5 Gbps. Όμως, όπως είπαμε πριν ο δίαυλος χρειάζεται να στείλει 8 bits για 10 bit κωδικοποιημένης πληροφορίας συνεπώς το bitrate είναι: 5 Gbps * ( 8/10 )

= 4 Gbps .

Lanes και PCIe

Το PCIe 1.1 με 16x παρόδους ( 16x lanes ) μπορεί να μεταφέρει 5Gbps * 16 = 80 Gbps μη κωδικοποιημένης πληροφορίας, πράγμα που ερμηνεύεται σε 80Gbps * 8/10 = 64Gbps κωδικοποιημένης πληροφορίας.

Lanes και PCIe 2.0

Επιστρέφοντας στην αρχή, το PCIe 2.0 έχει ένα τρομερό χαρακτηριστικό: τον διπλασιασμό του bitrate σε 5 Gbps για κάθε μια από τις δύο κατευθύνσεις ( RD / WR ) ή συνολικά 10 Gbps, το οποίο σημαίνει 10Gbps * 8/10 = 8 Gbps κωδικοποιημένης πληροφορίας. Αν έχετε μία μόνο κάρτα γραφικών τότε δουλεύετε με 16x παρόδους ( lanes ) πράγμα που σημαίνει ότι ο δίαυλος PCIe 2.0 σας παρέχει 10Gbps * 16 = 160 Gbps μη κωδικοποιημένης πληροφορίας, η οποία ερμηνεύεται σε 160 * 8/10 = 16Gbps κωδικοποιημένης πληροφορίας.

Έτσι, όταν η PCI-SIG ανακοίνωσε τον νέο πιο γρήγορο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων σε 5 GT/s , αναφερόταν στα μη κωδικοποιημένα δεδομένα που μπορεί να μεταφέρει το μία μονή πάροδος του διαύλου PCIe 2.0 . Η κωδικοποιημένη πληροφορία σημαίνει αρκεί να στείλουμε μόνο το 80% ώστε να θεωρηθεί επιτυχής η μεταφορά με βάση το embedded clock του διαύλου.

Το μεγαλύτερο bandwidth περίπου 16GB/s σε 16x lanes, έχει να κάνει κυρίως με τους κατασκευαστές για τους οποίους ερμηνεύεται ως καλύτερα υλικά και μικρότερο κόστος.

Αν έχετε μία μόνο κάρτα γραφικών τότε δουλεύετε με 16x παρόδους ( lanes ) πράγμα που σημαίνει ότι ο δίαυλος PCIe 2.0 σας παρέχει10Gbps * 16 = 160 Gbps μη κωδικοποιημένης πληροφορίας, η οποία ερμηνεύεται σε 160 * 8/10 = 16Gbps κωδικοποιημένης πληροφορίας.