迎接PC总线新时代
整机外设
今年年初在美国圣何塞市举行的“英特尔2003年春季开发者论坛(Intel Developer Forum Spring 2003)”上，PCI Express总线技术引起了人们的浓厚兴趣。英特尔正式宣布，将于2004年起在该公司芯片组和网络相关设备以及存储相关设备等各项领域采用PCI Express。与此同时，更多的厂商宣布PCI Express技术将应用于台式电脑和笔记本电脑中。
未来属于PCI Express的天下
为什么这样说？是什么使它成为目前最热门的话题？又是什么吸引众多硬件厂商为之倾倒呢？其实这一切都源于PCI Express的技术优势。
早在去年4月，作为第三代I/O总线结构的PCI Express(原称3GIO，3rd Generation I/O，第三代I/O)的规范已经顺利完成，由PCI-SIG审核，同时，3GIO也正式更名为PCI Express。
而PCI作为目前仍在广泛使用的总线和接口标准，它主要存在以下问题：最高只能提供133MB/s的带宽；工作频率只有33MHz，速度远远落后于系统其他部件；存在IRQ共享问题；只能支持有限量的设备；无法连接外部设备。
与PCI总线相比，PCI Express总线具有以下无可比拟的优势：
高带宽
在PCI之后也出现了众多的总线技术，它们所需要强调的，首先是高带宽。如显卡采用的AGP总线在短短几年时间里已经发展了好几代，每一代都以带宽的倍增为标志。即使人们一般不太重视的网络设备部分，也已经开始千兆网普及。在不断提高传统总线带宽的过程中，人们感觉到并行总线的弊端，而纷纷采用串行方式以及更少的数据线来解决问题。PCI Express只须用8条线便实现了2.5GB/s的带宽，在未来还可以用32条线实现10GB/s的带宽，如此巨大的带宽，对任何厂商和用户来说都具有极大的诱惑力。
通用性
与PCI不同，PCI Express能够延伸到系统之外。它通过PCI-SIG获得广泛的支持，不单是芯片组和系统级厂商，还包括许多接口卡和外设厂商。通过采用PCI Express线缆的方式将各种外设直接与系统内的PCI Express总线连接在一起，这样可以允许开发商生产出能够与主系统脱离的高性能的存储控制器，不必再担心由于改用火线(IEEE1394)或USB等接口技术而使存储系统的性能受到影响。
点对点
硬件设备通常采用两种方式实现相互之间的数据传输。一种是共享公用的通道，另外一种是通过相互独立的通路实现点对点传输。与所有PCI设备共享同一条总线资源不同，PCI Express采用点对点技术，能够为每一个设备分配独享通道，不需要在设备之间共享资源(如图1)。
具体来说，如果一台支持PCI Express技术的计算机系统提供了6条PCI Express插槽，那么所有这6条插槽都将通过各自独享的通道发送和接收数据，避免出现不同设备同时占用系统和CPU资源的情况，从而一方面可以最大发挥PCI Express带宽资源的使用价值，另一方面还可以减少或避免硬件设备之间可能产生的通信冲突。
兼容性
PCI Express一个非常重要的特点是跨平台兼容。目前被广泛采用的PCI 2.2设备可以在PCI Express提供的低带宽模式下运行，不会出现类似的PCI插卡无法在ISA插槽上使用的问题。为了确保用户顺利升级到PCI Express平台，PCI Express技术提供了窄带和宽带两种不同的运行模式。所谓窄带就是指目前正在使用的各种PCI设备。根据PCI Express技术标准的规定，这些低宽带设备将仍然使用现有PCI连接器，而对于那些对带宽有较高要求的设备将在PCI连接器的顶端增加一个PCI Express接头，如图2。增加PCI Express接头之后，设备虽然还是在PCI模式下运行，但是可以享受到PCI Express提供的额外带宽。
PCI Express总线的技术规格
根据PCI-SIG组织公布了PCI Express最终标准。规定PCI Express总线将有1×/2×/4×/8×/16×/32×几种规格，均有向下兼容性。PCI Express总线采用双向点对点拓扑布局，传输速率大于2.5GB/s，适用于高速I/O设备(带宽500MB/s以上)和显示卡设备(带宽8GB/s以上)。
对于图形接口，PCI Express总线将取代现有的AGP。在英特尔提供的PCI Express图形接口上将包括两条专用通道，一条由显卡到北桥，另一条则由北桥到显卡，每一条单独的通道均将具有4GB/s以上的数据带宽，避免了因带宽所带来的性能瓶颈问题。在未来的主板上PCI Express 16×将直接取代传统的AGP图形接口。
此外，PCI Express还将简化PC的设计。由于PCI Express是一种连续连接，连接更少，带宽更高的总线技术，因此一块带有6个插槽的传统主板将配备1000只插脚，而一块类似的PCI Express主板不足400只插脚就够了。这使主板缩小到现有的一半。
厂商鼎立支持
目前PCI Express总线技术已得到众多的厂商的积极响应，已有包括ATi、NVIDIA、NEC、Matrox等30多家公司加入PCI Express开发商团队。NVIDIA公司去年4月就宣布，将与Arapahoe研究组合作，共同开发PCI Express图形带宽功能，满足面向台式机、移动、工作站、服务器以及嵌入式通信系统等各个市场上的新兴图形应用日益增加带宽的需求。
ATi还在IDF 2003上展示出Radeon9700搭配AGP转PCI Express接口子卡的样板。同时，ATi与Intel举行联合技术会，专门研究PCI Express技术及替代AGP后PC机新的设计理念。据ATi介绍，第一代标准提供4重色控技术的支持，下一代完全实现图形用户界面。
结语
从上面所介绍的内容我们可以看出，PCI Express作为第三代I/O总线技术，无论是在速度、性能、功能还是扩展和兼容性等方面与PCI相比有了非常大的改进和提高。使用PCI Express技术，我们不用再担心系统中断资源出现冲突，PCI总线速度制约整个系统性能发挥等问题。
当然，PCI Express也存在缺陷或不足，像支持板卡的功率比较高，可达60W，是AGP 8×(最高25W)的两倍多。另外PCI Express支持电压为12V，而非AGP的5V，散热便成为了一个需解决的问题。但是作为一种新技术，PCI Express代表了今后业界的发展方向。使用PCI Express技术的各种产品最早将会在年内问世，明年肯定会有众多使用PCI Express技术的产品出现。