AnandTech over PCI Express-technologie

Ergens in het begin van 2004 zullen we de eerste moederborden met PCI Express kunnen kopen. In die zelfde tijd zullen zowel nVidia als ATi de eerste grafische kaarten introduceren die voor PCI Express geschikt zijn. Reden genoeg dus voor AnandTech om deze nieuwe uitbreidingsbus, die voorheen onder de naam 3GIO door het leven ging, eens nader te bekijken. Vragen zoals "Waarom een nieuwe uitbreidingsbus?", "Wat gaat er gebeuren met PCI?" en "Hoe zit het nou met HyperTransport?" zal AnandTech proberen te beantwoorden in zijn artikel.

Waarom een nieuwe uitbreidingsbus?

Het antwoord op deze vraag is eigenlijk heel simpel: bandbreedte. Een standaard PCI bus heeft een bandbreedte van 133MB/s. Dat is net genoeg om data te versturen naar een RAID array of een Gigabit Ethernet-kaart. De meeste chipset-fabrikanten hebben hier ondertussen een eigen oplossing voor bedacht door RAID-controllers en Gigabit Ethernet elk een eigen PCI-bus te geven. Maar dat zijn in feite tijdelijke oplossingen die de soutbridge complex maken en dus duurder.

Wat gaat er gebeuren met PCI?

Versie 1.0a van PCI Express is ontworpen om naast de bestaande PCI sloten te leven. De mechanische specificaties maken het mogelijk om in het verlengde van het PCI-slot een PCI Express-slot te plaatsen zodat hetzelfde slot gebruikt kan worden voor zowel PCI Express als PCI-kaarten. De eerste moederborden met PCI Express zullen dus ook waarschijnlijk beide standaarden ondersteunen.

Hoe zit het nou met HyperTransport?

HyperTransport, PCI-X en RapidIO zijn ontworpen voor eens specifiek doel. Zo is HyperTransport een bus die communicatie tussen verschillende processors en southbridges in een systeem mogelijk moet maken. Het is echter nooit ontworpen om het systeem met uitbreidingskaarten uit te breiden. PCI Express is echter ontworpen als vervanger van PCI:

Will PCI Express start a new bus war with other solutions such as PCI-X and HyperTransport?

The PCI Express Working Group, Arapahoe, claims that these buses are targeted at different solutions. RapidIO and HyperTransport were developed for specific applications while PCI-Express is designed for general usage.

The possibility that PCI Express could replace HyperTransport as a processor to processor interconnect is also unlikely. PCI-Express lacks the cache coherency protocols and its higher latency than parallel interconnects with source-synchronous clocks make it inappropriate for that type of usage. Certainly, AMD and nVidia have nothing to fear. Intel probably would not use it to replace the P4 bus either, since an open PCI Express standard means that Intel would not be able to charge third party chipset vendors for P4 bus licensing.

Reacties (58)

[Verwijderd]

Is het niet verstandig om deze eerste generatie over te slaan? De eerste PCI-express grafische kaarten gaan ook in AGP versie bestaan. Net als TNT2 PCI en AGP was. Momenteel zijn er nog wel GF4 MX te vinden voor PCI. Maar deze buiten beschouwing gelaten.
De kans is groot dat men in eerste instantie toch nog tegen problemen gaat aanlopen die over het hoofd werden gezien tijdens de ontwikkeling. Zo kan ik me moeilijk inbeelden dat oudere pci kaarten die door sommige producenten niet helemaal volgens de regels gemaakt zijn maar wel op de oude standaard nu nog steeds gaan werken.
Zo hangt er ook SATA300 in de lucht.....
Dus ineens een moederbordje (bv in 2005) met meerdere nieuwe technieken in een 2de fase.

[Olaf van der Spek]

Nee, dat is niet verstandig.
Volgens dezelfde theorie zou het dan namelijk ook verstandig zijn om de tweede generatie over te slaan, enz.

[Verwijderd]

Je kan ook de redenering maken dat hoe langer een techniek bestaat hoe minder fouten er in zitten.
Vergelijk de HT-technologie van de eerste Xeon's maar eens met die van de P4's momenteel.
De eerste reeks HT cpu's waren redelijk crapy. Nu gaat het al goed.
SATA schijven zijn theoretisch sneller dan ATA133 tegenhangers. Maar testen wezen uit dat de fabricanten in het begin moeite genoeg hadden om met hun eerste SATA schijven de snelheid van een ATA100/133 schijf te halen. Dus de consument die 1 van die eerste schijven heeft is mooi genaaid met een schijf die duurder en trager is dan een ATA100/133 tegenhanger.

[Verwijderd]

...en hoe meer mensen de theorie toepassen, hoe minder kans de technologie maakt om door te breken

beetje een vicieuze cirkel als je het mij vraagt.

[Olaf van der Spek]

Def bedoelt zeker hoe minder mensen de theorie toepassen?

Maar KRIS FRANSSENS, als de theorie niet toegepast wordt, worden de eventuele fouten er ook niet uitgehaald. Je kunt niet de theorie een jaar in de kast leggen en dan ervan uitgaan dat de fouten eruit zijn gehaald (door die kabouters uit de reclame).

[DirkT]

ja maar zoals ook al gezegd wordt een huidige PCI bus zit al vol met 1 raid array oid, dat moeten ze dan oplossen met uitgebreide southbridges, met PCI-express zou dat weg moeten zijn.

en daarbij hoe wil je ooit ervaring krijgen van de consument als je iets niet uitbrengt... ze hebben toch ook niet gewacht met het uitbrengen van de 533 mhz bus P IV terwijl nu de 800 mhz bus sneller is.... corespeeds zijn daar toch ook gelijk gebleven

[Verwijderd]

Ik denk dat dit een tussenoplossing wordt. Net zoiets als VESA Local bus in die tijd. Die was ook zo weer verdwenen.

edit:
Even als reactie op jullie allemaal hieronder:

Oke, misschien is 'tussenoplossing' niet helemaal het goede woord. Het suggereert misschien dat er al uitgebreid over de opvolger is nagedacht.

Ik bedoel gewoon te zeggen dat ik verwacht dat dat PCI-Express imho geen lang leven beschoren zal zijn, dat ik verwacht dat er binnen niet al te lange tijd iets veel beters zal komen. En dan noem ik dit dus een 'tussenoplossing'.

[Drogo]

AGP is de tussenoplossing, en die zal samen met PCI snel naast ISA plaats mogen nemen als PCI Express produkten een beetje beschikbaar komen.

Zou mooi zijn als we in de nabije toekomst USB2/PCI-Express PC's kunnen verwachten. 1 interne en 1 externe aansluiting waar alle extra apparatuur op aangesloten kan worden. Zo hoort 't

[Cyzor]

Je bedoeld dus dat je een PCI-Express kaart aansluit op een USB2 poort? Klinkt wel grappig zo zou je je videokaart buiten je PC kunnen aansluiten in een apart kastje met veel koeling .

[Olaf van der Spek]

Nee, hij bedoeld dat PCs alleen nog PCI Express en USB2 aansluitingen hebben.

[Professor_Botje]

Het was zeker geen tussen oplossing maar het was gewoon destijds sneller als een PCI VGA kaart, en zeker omdat de VGa kaart steeds meer bandbrete nodig had was het gewoon goed, en daarna kreeg je nog de standaarden als 2x AGP 4x AGP,

Nu is AGP ook een beetje aan het op raken dus moeten ze gewoon iets nieuws hebben, AGP Pro, da was gewoon alleen maar voor meer vermogen ( stroom ) naar je kaart te laten lopen, da was nog eens een FLOP, de VooDoo5 had toch een losse connector en die kaart op zig was een FLOP

Ze willen gewoon van de 133Mb/s af zien te komen, een Gbic + Raid dan is je PCI bus gewoon te sloom voor...

Dus een nieuwe bus, PCIX bestaat trouwens al enige jatren alleen danin de Server markt, het is echt geen nieuwtje alleen nu komt het op "Betaalbare" singel CPU plankjes,

het zou mij niks verbazen als er een Nieuwe AGP bus dadelijk op je plank zit, en PCI-X en geen gewone PCI 2.1 on ISA voor zover de ISA nog op planken zit.

ISA heeft zijn tijd gehad, niemand heeft er over getreurt, ISA 16Bis was ook het topje van het, tot PCI kwam, en nu is PCI op zijn einde.

[Femme]

PCI-X zal nooit op desktop moederborden komen omdat het te duur is (vanwege de hoge kloksnelheid, bredere bus en de noodzaak om meerdere bussen te gebruiken als er meer dan drie slots gecreeërd moeten worden). Als de fabrikanten het hadden gewild gewild, zouden we allang 64-bit PCI op 66MHz of hoger in desktops kunnen hebben. PCI Express moet betere prestaties tegen lage kosten bieden.

[Verwijderd]

-verplaatst-

[Kristof]

Je ziet dit als tussenoplossing, die niet lang zal meegaan?
Wat zie jij dan als opvolger, als ik vragen mag?

Mij ziet het er een heel goede oplossing uit. Zeker omdat het qua compabiliteit vrij goed zit. Moederborden kunnen gemakkelijk aangepast worden (qua layout), zodat je de keuze hebt om je oude PCI kaarten te blijven gebruiken of PCI-express.
Voor mensen met multimonitor setups, gaat het ook beter worden (als je meer dan 2 monitors wil gebruiken). Het probleem dat je maar 1 deftige videokaart kan steken momenteel (AGP), wordt door PCIexpress ook opgelost...

[NiGeLaToR]

Dit lijkt haast een AGP afgeleide voor PCI gebruik.
Magoed, het zou slimmer zijn om gewoon een hele nieuwe techniek te introduceren en toe te passen als ISA/PCI. Dat is men al gewend en bovendien hou je het zo ietwat simpel.

Een soort overlappend geintegreerde techniek met backwards compatible functies maakt het onnodig ingewikkeld en beperkt het gebruik direct (je moet meteen met ouwe dingen rekening houden).

[Olaf van der Spek]

Volgens mij is dit een hele nieuwe techniek. De PCI en PCI Express sloten kunnen gecombineerd worden, maar dat hoeft niet. Volgens mij hebben PCI Express kaarten het PCI gedeelte van het slot niet nodig.

[BezurK]

Dat betwijfel ik. Het zouden dan wel erg weinig pins zijn die gebruikt worden. Sowieso heb ik al eens een foto van een PCI-Express kaart gezien en die had toch zeker 3 'flappen' ( ) met pins hoor

[Munters]

PIC-Express is serieel van opbouw, dus weinig pinnen kan wel kloppen

[Olaf van der Spek]

Dat was dan waarschijnlijk een kaart die zowel een PCI als PCI Express interface had.

Ik snapte die groene kaart op het plaatje al niet, maar ik denk dat dat ook zo'n dual-interface kaart zou zijn.

[bobsnl]

VESA Local Bus is helemaal niet als tussen oplossing bedoeld. VLB was destijds een directe concurrent van PCI, maar heeft het verloren vanwege de voordelen die PCI had.

[Verwijderd]

Zo was het misschien niet bedoeld, maar daar kwam het uiteindelijk wel op neer. Niet zo miereneuken VLB kwam eerder op de markt dan PCI, PCI verdrong VLB, VLB was dus een tussenoplossing.

[Martin Sturm]

Dit wordt zeker geen tussenoplossing. De reactie maakt wel duidelijk dat je het bronartikel in iedergeval niet heb gelezen. PCI Express (voorheen bekend als 3GIO) is gewoon een totaal nieuwe techniek. Het is, in tegenstelling tot PCI, serieel van opbouw (evenals Serial ATA, USB e.d. => serieel heeft de toekomst) en de eerste incarnatie (1x PCI express) behaalt bij lange na niet de maximale snelheid die mogelijk is met de techniek. Het is gewoon een totaal nieuw concept, wat onderdeel zal uitmaken van de computer de eerst komende jaren. Andere onderbouwingen van mijn theorie zijn onder andere dat Intel nieuwe form-factors voor moederborden (Big Water) al heeft uitgerus met PCI Express ondersteuning.

[Verwijderd]

Vroeger zwaaide Intel met de scepter en alles dat in de weg stond krijgt de scepter op z'n bakkes. Daarom heeft PCI (door Intel in samenwerking met andere bedrijven ontworpen) Vesa Local Bus verslagen, SDRAM versloeg BEDO-ram, BEDO-ram is een soort opgefokte EDO-ram. Intel bepaalde wat er in de chipsets en op de mobo's mag en niet mag.

Gelukkig is door AMD en VIA (VIA is een tijdje marktleider der chipsetten geweest, vooral de tijd toen Intel 820-chipset en RDRAM wou doordrukken, maar VIA kwamt met een chipset af die wel SDRAM ondersteunt. Dure RDRAM is trager dan SDRAM.) genoeg concurrentie om dat te voorkomen. Intel probeerde RDRAM door te drukken, uiteindelijk hebben VIA en AMD met de DDR-SDRAM gewonnen.

[MadMarky]

Ik vraag me af of het ook mogelijk zal zijn om meerdere pci-x videokaarten in een systeem te gebruiken. Met agp kan dat niet.
Leuk voor een multi-monitor systeem: 3x een Radeon 9800pro (pci-x versie)

[zeroxcool]

Met AGP kan dat in principe wel, dan moet de northbridge alleen aangepast worden, wat weer resulteert in hogere kosten voor de northbridge.

En ook twee PCI-X poorten zijn mogelijk, dat had je kunnen lezen bij het nieuwe Opteron mobo van Tyan:
http://www.tweakers.net/nieuws/27487

[The Source]

De volgende versie van AGP supports meerdere 'AGP' sloten (of te wel, PCI Express). Dus dan kun je meerdere VGA kaarten in je systeem zetten.

[Martin Sturm]

PCI-X != PCI express

[Verwijderd]

Gewoon een ideetje:
pci-express heeft een bandbreedte van 3730mb/s. Dit is net zoveel als pc3700 geheugen.
Zou het dan mogelijk zijn (voor fabrikanten natuurlijk) om een gegeugenbankje te maken die je in je pci-express slot doet?
Soort van pci-RAM kaart dus (net zoiets als DVD-RAM)

[Olaf van der Spek]

Nee, de latency van PCI Express is te hoog voor RAM.

[stappel_]

Maar sneller dan een harddisk. Misschien te gebruiken als swap memory? of als geheugen dat na een reboot blijft bestaan en zo de image boot??

[Olaf van der Spek]

In plaats van extra swap kun je beter je main memory uitbreiden.

[Verwijderd]

Op zich een heel intressant idee. Ik denk dat er in werkelijkheid nog meer leuke dingen staan te gebeuren. Dit is iets volledig nieuw. Je kan het stellen als een voortbouwsel op de huidige PCI/AGP standaard maar dat is het niet echt. Je krijgt hier een nieuw soort bus die veel meer mogelijkheden bied dan enkel een ad-in kaart.

[Hakker]

LOL nog even en je krijg een onboard OS. De latency's om BV een windows op PCI-Express te smijten is meer dan genoeg. Het idee is wel wazig maar moet uitvoerbaar zijn om bv een 4GB Windows partitie te hebben op een PCI-express kaart.

[Verwijderd]

ik ben benieuwd waneer er borden zijn die helemaal geen PCI, AGP, ISA, parralelle poort, serieele poort en geen PS2 poorten meer heeft

dat zou ideaal zijn voor mij die oude standaarden hoef ik niet (uiteraard wacht ik wel tot er overal een PCI express alternatief voor is) scheelt een hoop resources en de chipsets en mobos kunnen dan goedkoper worden

[Sjah]

Ik denk dat ps2 een redelijk onuitroeibaar iets zal blijken te zijn, en terecht. Is hardwarematig, werkt altijd.Als ik een ps2/usb muis of keyboard heb gaat die bij mij altijd in de ps2.


Ontopic: zolang ze maar 1 16x pci-express slot van plan zijn blijf ik sceptisch over het nut ervan.

[Olaf van der Spek]

PS/2 is net zo hardwarematig als USB.

[Verwijderd]

niet helemaal, iedere bios ondersteunt standaard en zonder gezeik een PS/2 muis en toetsenbord, terwijl het met usb ook regelmatig voorkomt dat het pas vanaf het os gaat werken (en met sommige os'en ben je dan genaaid )

[raphidae]

Aan de PS/2 poorten zit een 8Mhz keyboardcontroller. Die zit er bij USB niet bij waardoor die functie overgenomen moet worden door het OS of bios.

[Verwijderd]

kon je 2-3jaar geleden net zo goed argumenteren dat de floppy ook nooit zou verdwijnen...ondertussen kan je met bijna elke bios van een cdrom booten

[Olaf van der Spek]

niet helemaal,

Dat heeft niks met het hardwarematig zijn van iets te maken.
Dat geeft alleen maar aan dat er niet voldoende software support voor is.

[Verwijderd]

USB-muis is iets software-matiger dan de PS2. USB-muis blijft dood totdat Windows opstart, terwijl de PS2-muis al werkt wanneer ik mijn computer aanzet. De werking van een optisch muis is gemakkelijk te controleren, rood licht onder je muis = het werkt, geen rood licht = dood. USB-apparaten werken trager als je veel apparaten aansluit, de 127 apparaten kan je moeilijk halen.

[LaMoS]

@MadMarky

Sinds AGP 3.0 (AGP 8x) kunnen er twee AGP-kaarten tegelijkertijd worden gebruikt, die dan elk max. de AGP 4x bandbreedte beschikbaar hebben.

[Goku33]

Hoeveel mobo's zijn er met 2 agp poorten?

[silentsnow]

Hoeveel mobo's zijn er met 2 agp poorten?

Op dit moment inderdaad nog geen. En dat zal wel een tijdje zo blijven gezien het voordeel van twee AGP 4x sloten vrij klein is aangezien je met in een PCI slot ook al prima een videokaart kwijt kan.

Sinds AGP 3.0 (AGP 8x) kunnen er twee AGP-kaarten tegelijkertijd worden gebruikt, die dan elk max. de AGP 4x bandbreedte beschikbaar hebben.

Met AGP 8x kan je theoretisch twee AGP 4x videokaarten gebruiken. Maar wat is hier het voordeel van? Tot nu toe zien we alleen maar moederborden die bijvoorbeeld AGP 8x sloten hebben, of AGP 4x en een onboard videokaart met elkaar combineren. Zoals ik eerder al zei, het voordeel van twee AGP videokaarten op één moederbord is in de meeste gevallen zeer klein.

[Kevinp]

En nu dus ook nutteloos geworden. En aangezien PCI express op papier al bestond komen die moederborden er waarschijnljik ook niet. Lijkt mij namelijk een investering die geld kost maar dat is met pci expres dus overbodig geworden.

Ik zou misschien zeggen, vind een nieuw slot uit voor de grafische kaarten, en gebruik AGP voor de huidige pci kaarten. die gebruiken die bandbreedte toch niet.

[Magic]

het voordeel van pci-express is echter, dat het backwards compatibel is met gewoon pci, dat zul je met AGP nooit redden.

[reactie op kevinp]

[StefanTs]

zover ik weet is t juist niet compatible, pci-x wel

[Kevinp]

het is compatible, stond in dat stukje hierboven.

[reactie op darkmagic hieronder]

Agp 2x is voldoende voor de huidige apparaten, dat wil betekenen dat je een 12x agp chip of iets in die richting nodig hebt om 6 apparaten te voeten, ik zou dus zeggen pak 16x en pak een netwerkslot met 4x agp voor goede ondersteuning van 1/10 gb lan. De rest verbruikt die bandbreedte toch niet. En de problemen zijn al voor een groot deel uit agp.

[irencus]

mischien krijg je dan zo'n sli versie net zoals met die voodoo kaarten
2x een ati radeon 9800 pro

[mvdejong]

Heeft een standaard PCI-bus niet 33 mhz ???

De 33 MHz is de "oer-versie" van PCI 2.0. De PCI-standaard omvat tegenwoordig een behoorlijke range van versies :
3.3V / 5V
32 bit s /64 bits
33 / 66 / 100 / 133 MHz
Voor simpele desktops is 32 bits/33 MHz (nog) normaal, maar voor servers (zeker de systemen die niet direct voor een MS-OS bedoeld zijn) is tegenwoordig 64 bits/66 MHz al meer de standaard, met nog 1 of 2 100- en/of 133-slots erbij.

VESA Local Bus is helemaal niet als tussen oplossing bedoeld. VLB was destijds een directe concurrent van PCI, maar heeft het verloren vanwege de voordelen die PCI had.

VLB werd door het VESA samenwerkings-verband ontwikkeld als een goedkope mogelijkheid om een 32 bits bus (zoals toen via de peperdure MCA- en EISA-bussen al beschikbaar) in lower-end desktop-systemen te leveren. Het "meeliften" op de ISA-bus beperkte de toekomst van VLB duidelijk, maar het ging om een goedkope en snel te implementeren oplossing, omdat ook de thuis-PC's tegen de beperkingen van de ISA-bus aanliepen.
MCA was ontwikkeld door IBM, en hoewel een zeer goede bus, maakten de licentie-kosten per moederbord 3rd party-implementatie onbetaalbaar behalve voor speciale toepassingen (zoals de database-cluster-systemen van NCR).
EISA was weer ontwikkeld om onder de peperdure licenties voor de MCA-bus van IBM uit te komen, maar werd toch zo prijzig dat het alleen in high-end work-stations en servers terechtkwam. Een voordeel van EISA boven MCA was dat de slots, net als VLB, de oude ISA-kaarten ook konden slikken.
Het belangrijkste doel van VLB was het leveren van voldoende I/O voor video-kaarten, maar ook IDE- en SCSI-controllers profiteerden van de bus-breedte.

Rond dezelfde tijd kwam chip-bakker OPTi met 2 versies van de OLB (OPTi Local Bus), niet compatible met bestaande bussen, en niet met elkaar. Voor beide zijn slechts enkele moederborden en adapters gemaakt.

En rond dezelfde tijd kwam Intel met PCI 1.0, wat toen werd beoordeeld als (nog) niet echt bruikbaar, maar duidelijk de richting voor de toekomst (een van de weinige voorspellingen over computer-architectuur die ik heb zien uitkomen).

[Verwijderd]

nou wou ik net een nieuw systeem aanschafen voor 4000 euro kan ik maar beter ff wachten als ik dit zo lees

[Proxy]

En als je nog even wacht dan kun je een Pentium 4 10GHz of een AMD XP 8500+ kopen, en als je nog even wacht dan.....

[gnimmeL_kraD]

Jou opmerking heeft natuurlijk betrekking op veel gevallen. Alleen met PCI-express is dat wel even anders. Aangezien het nu echt uit maakt of je volgend jaar nog wel een nieuwe videokaart kunt installeren.

[Verwijderd]

idd. Op een moederbord met AGP 2x kon je tot voor kort nog rustig verder bouwen. Op moederborden zoals de KT333 bordjes zit je momenteel nog erg vlot te werken met een nieuwe graka die in theorie AGP 8x nodig heeft maar in praktijk vlot met AGP 4x werkt.
Je kan natuurlijk ook stellen dat het nog wel enkele jaren zal duren voor alles op pci-express over gaat. Als ik me niet vergis zou nvidia t.e.m. de NV45 chip zowel AGP als pci-express kaarten met dezelfde snelheden aanbieden. Dus je kan stellen dat je nog zeker 2 à 3 jaar vlot kan meedoen met alles wat nu "nieuw" is. Als je niet high-end wil zijn zelfs nog langer.

[Verwijderd]

Hey the PPC970 ondersteund ook de PCI-X.
Het zou goed zijn als apple dit zou hebben in hun nieuwe PPC 970 Machine.