PCI Express

Beim PCI Express – ” Peripheral Component Interconnect Express ” – handelt es sich um einen Erweiterungsstandard, der Peripheriegeräte mit dem Chipsatz von einem Hauptprozessors verbindet. Die Vorgänger des PCI Express sind die PCI, PCI – X und AGP. Im Vergleich zu diesen Vorgängern bietet der PCIe eine deutlich höhere höhere Datenübertragungsrate je einzelnem Pin. Während dieser Standard entwickelt wurde, wurde dessen Schnittstelle auch ” 3GIO ” genannt. Diese Abkürzung stand für den Begriff ” 3rd Generation Input / Output “.

Die Technik des PCI Express

Beim PCIe handelt es sich um eine “ serielle Punkt – zu – Punkt Verbindung “. Dabei werden die einzelnen Komponenten über sogenannte ” Switches ” verbunden. So kann eine Verbindung zwischen den einzelnen Geräten des PCIe hergestellt werden. Dabei beeinflusst diese erstellte Datenverbindung nicht die der anderen Geräte. Ebenfalls gibt es beim PCI Express Standard keine selbstständigen Taktsignale. Niedrige Referenztakt werden lediglich einzeln und separat übertragen. Durch das Empfangssignal wird wiederum eine Taktrückgewinnung erzielt. Um Daten senden zu können, werden sogenannte ” Parallel – zu – seriell – Wandler ” verwendet, während für den Empfang der Daten ” Seriell – zu – parallel – Wandler ” benutzt werden. Dennoch ist die Software des PCI Express Standards mit dem PCI kompatibel, sodass keine separate Anpassung durch das Betriebssystem oder durch Treiber erforderlich ist. Die Datenübertragungen werden im Rahmen der PCI Express Standard – Verbindung in unterschiedliche Pakete aufgeteilt. Für neuere PCIe- Grafikkarten müssen auch dementsprechend neue Mainboards mit entsprechenden seriellen Schnittstellen zur Verfügung stehen.Des Weiteren ist der PCI Express Standard ” Hot – Plug – fähig “. Dies bedeutet, dass Erweiterungskarten während des Betriebes ein – und ausgebaut werden können. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass diese Erweiterungskarten mit dem installierten Betriebssystem des Computers kompatibel sind.

Die Übertragungsschichten 

PCI Express hat sich auf heutigen Motherboards inzwischen durchgesetzt.

PCI Express hat sich auf heutigen Motherboards inzwischen durchgesetzt.

Die Übertragung beim PCI Express wird gleichzeitig durch mehrere verschiedene Schichten erzielt. Dabei kommuniziert lediglich eine Schicht mit der direkt benachbarten, während diese ebenfalls eine Analyse auf Fehler und für mögliche Korrekturen durchführt. Die unterste Schicht heißt “ Physical Layer “. Diese sorgt für eine direkte Verbindung zwischen zwei Geräten, die direkt miteinander technisch verbunden sind. Dabei handelt es sich beispielsweise um Endgeräte und um Switches. Alle Daten, die ihm Rahmen der PCIe – Geräten übertragen werden, werden über spezielle Leitungen – die sogenannten Lanes – übertragen.
Der sogenannte ” Data Link Layer ” ist für die Übertragung der Datenträger des ” Transaction Layers ” zuständig. Dabei sind zwei Verbindungspartner beteiligt. Zunächst wird dieser mit einer speziellen Sequenznummer un dem “ Link CRC ” versehen. Dem Verbindungspartner werden die Datenpakete und deren Zustände übermittelt. Falls dabei Datenpakete verloren gehen, wird dieser Vorgang zwischen den beiden Verbindungspartnern wiederholt. Letzten Endes übertragt der ” Transaction Layer ” die Daten zwischen dem Sender und dem Empfänger.