PCI、AGP、PCI-E 總線(xiàn)帶寬的計算方法

※總線(xiàn)位寬決定輸入/輸出設備之間一次數據傳輸的信息量，用位（bit）表示，如總線(xiàn)寬度為8位、16位、32位和64位?！偩€(xiàn)時(shí)鐘頻率是總線(xiàn)的工作頻率，以 MHz 表示?！偩€(xiàn)傳輸速率是總線(xiàn)上每秒鐘所能傳輸的最大字節數。通過(guò)總線(xiàn)寬度和總線(xiàn)時(shí)鐘頻率來(lái)計算總線(xiàn)傳輸速率。一. 并行總線(xiàn)。并行總線(xiàn)帶寬(MB/s) = 并行總線(xiàn)時(shí)鐘頻率(MHz) * 并行總線(xiàn)位寬(bit/8 = B) * 每時(shí)鐘傳輸幾組數據(cycle)●PCI 總線(xiàn)位寬是 32位，總線(xiàn)頻率 33 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數據，它的帶寬為 127.2 MB/s，即 1017.6 Mbps?！馪CI 2.1 總線(xiàn)位寬是 64位，總線(xiàn)頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數據，它的帶寬為 508.6 MB/s，即 4068.8 Mbps?！馎GP 總線(xiàn)位寬是 32位，總線(xiàn)頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數據，它的帶寬為 254.3 MB/s，即 2034.4 Mbps?！馎GP Pro 總線(xiàn)位寬是 32位，總線(xiàn)頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數據，它的帶寬為 254.3 MB/s，即 2034.4 Mbps。AGP Pro 是 AGP 的改進(jìn)型，它使工作站級主板也能利用 AGP 的加速性能，降低了 AGP 所需的電壓供應，并沒(méi)有什么太大的改變。 ●AGP 2X 總線(xiàn)位寬是 32位，總線(xiàn)頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 2 組數據，它的帶寬為 508.6 MB/s，即 4068.8 Mbps?！馎GP 4X 總線(xiàn)位寬是 32位，總線(xiàn)頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 4 組數據，它的帶寬為 1017.3 MB/s，即 8138.4 Mbps?！馎GP 8X 總線(xiàn)位寬是 32位，總線(xiàn)頻率 66 MHz，每時(shí)鐘傳輸 8 組數據，它的帶寬為 2034.6 MB/s，即 16276.8 Mbps。順帶說(shuō)說(shuō)：○ISA 總線(xiàn)位寬是 16位，總線(xiàn)頻率 8.3 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數據，它的帶寬為 15.9 MB/s，即 127.2 Mbps?！餎ISA 總線(xiàn)位寬是 32位，總線(xiàn)頻率 8.3 MHz，每時(shí)鐘傳輸 1 組數據，它的帶寬為 31.8 MB/s，即 254.4 Mbps。二. 串行總線(xiàn)。好，該說(shuō)最新的 PCI Express 了，和上面這些并行總線(xiàn)不同的是，PCI Express 屬于串行總線(xiàn)，總線(xiàn)帶寬和總線(xiàn)時(shí)鐘頻率的概念與并行總線(xiàn)完全相同，只是它改變了傳統意義上的總線(xiàn)位寬的概念。串行總線(xiàn)采用多條管線(xiàn)（或通道）的做法實(shí)現更高的速度，管線(xiàn)之間各自獨立，多條管線(xiàn)組成一條總線(xiàn)系統。如 PCI Express x1，PCI Express x2，PCI Express x16 等。PCI Express 總線(xiàn)頻率 2500 MHz，這是在 100 MHz 的基準頻率通過(guò)鎖相環(huán)振蕩器(Phase Lock Loop，PLL)達到的。串行總線(xiàn)帶寬(MB/s) = 串行總線(xiàn)時(shí)鐘頻率(MHz) * 串行總線(xiàn)位寬(bit/8 = B) * 串行總線(xiàn)管線(xiàn) * 編碼方式 * 每時(shí)鐘傳輸幾組數據(cycle)◆PCI Express x1 總線(xiàn)位寬是 1位，總線(xiàn)頻率 2500 MHz，串行總線(xiàn)管線(xiàn)是 1 條，每時(shí)鐘傳輸 2 組數據，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(xiàn)) * 8/10(bit) * 2(每時(shí)鐘傳輸2組數據) = 500000000 B/s = 476.8371582 MB/s，即 3814.6972656 Mbps。下面給出其它類(lèi)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?？赡苡信笥迅杏X(jué)在這看到的帶寬數據比別處看到的值要小，因為我采錄的是實(shí)際數據，而非文稿數據。就如同說(shuō)硬盤(pán) 160 GB，而實(shí)際能用的只有 153 GB 左右。感興趣的朋友請接著(zhù)往下看！PCI 的帶寬常被引述為 132 MB/秒，這是文稿數據，它的實(shí)際帶寬是 127.2 MB/秒。造成如此差異是因為：1. 對工作頻率具體數值引用的不同。2. 容量單位上存在二進(jìn)制計量與十進(jìn)制計量，132 MB/秒來(lái)源于十進(jìn)制計量，127.2 MB/秒來(lái)源于二進(jìn)制計量。并行總線(xiàn)帶寬(MB/s) = 并行總線(xiàn)時(shí)鐘頻率(MHz) * 并行總線(xiàn)位寬(bit/8 = B) * 每時(shí)鐘傳輸幾組數據(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 組數據。33000000 Hz * 4 bytes * 1 cycle = 132000000 byte/s 除以 10的6次方(容量以十進(jìn)制計量) = 132 megabyte/s = 132 MB/s而 127.2 MB/秒：PCI 的工作頻率是以 30ns 來(lái)表示，X ns 的倒數 * 1000 = Y MHz，即 30 ns 的倒數 * 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 組數據。33333333 Hz * 4 bytes * 1 cycle = 133333332 byte/s 除以 2的20次方(容量以二進(jìn)制計量) = 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(xiàn)。從結構上看，PCI是在CPU和原來(lái)的系統總線(xiàn)之間插入的一級總線(xiàn)，具體由一個(gè)橋接電路實(shí)現對這一層的管理，并實(shí)現上下之間的接口以協(xié)調數據的傳送。管理器提供了信號緩沖，使之能支持10種外設，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(xiàn)工作在33MHz 頻率之下，傳輸帶寬達到了133MB/s(33MHz X 32bit/8)，基本上滿(mǎn)足了當時(shí)處理器的發(fā)展需要。隨著(zhù)對更高性能的要求，1993年又提出了64bit 的PCI 總線(xiàn)，后來(lái)又提出把PCI 總線(xiàn)的頻率提升到66MHz 。PCI-E技術(shù)簡(jiǎn)介隨著(zhù)圖像處理技術(shù)和人們對于游戲需求的急速增長(cháng)，傳統的AGP接口已經(jīng)遠遠不能滿(mǎn)足時(shí)下瘋狂的數據傳輸的需求，于是早在2001年的春季IDF(Intel開(kāi)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(xiàn)和多種芯片的內部連接，并稱(chēng)之為第三代I/O總線(xiàn)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)界主導公司加入了PCI-SIG(PCI特殊興趣小組)并開(kāi)始起草3GIO規范的草案；2002年草案完成，并把3GIO正式命名為PCI Express。這就是PCI-E的由來(lái)。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，PCI-E能夠提供2.5Gbit/s的單向單線(xiàn)連接傳輸速率。相對于傳統PCI總線(xiàn)在單一時(shí)間周期內只能實(shí)現單向傳輸，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(lèi)似。同時(shí)PCI Express串行連接使用了內嵌時(shí)鐘技術(shù)(8b/10b編碼模式)，時(shí)鐘信息直接寫(xiě)入數據流中，這對比大多數并行總線(xiàn)要額外傳輸保持同步的時(shí)鐘信號來(lái)說(shuō)更能節省傳輸的通道和提高傳輸效率。 一個(gè)PCI Express連接可以被配置成x1，x2，x4，x8，x12，x16和x32的數據帶寬。x1的通道能實(shí)現單向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標準，數據傳輸率為4.8GB/S,遠遠高于現在最流行的AGP 8X的2.1GB/S的數據流量。 對于廣大的消費者來(lái)說(shuō)，PCI-E直接帶來(lái)的就是顯卡性能得大幅度提升，它可以在一段時(shí)間內徹底解決困擾大家的顯示卡傳輸帶寬的問(wèn)題，而且在今后游戲的配合下，我們可以使用更高級的顯示卡獲得更加逼真的效果。