Pci Express на практике.
Итак, основные преимущества шин PCI Express — высокая производительность, упрощение и унификация процедур ввода-вывода, легкость использования (новый форм-фактор, компактность, горячее подключение), комплексная дешевизна (в перспективе не дороже «обычной» шины PCI), ориентация на нужду мультимедиа и цифрового дома, а также совершенная архитектура, позволяющая легко ускорять и улучшать шину в будущем (например, уже идет работа над технологией AdvancedSwitching).
Индустрия дружно рапортует о полной готовности к использованию шины PCI Express. Например, только во время трехдневного февральского IntelDeveloper Форума было более сорока пресс-релизов и демонстраций самых различных продуктов для PCI Express: от аппаратных средств отладки и системных плат на чипсетах Intel (см. фото 1) до самых разнообразных контроллеров (графических, сетевых, SCSI, InfiniBand и RapidIO). Наиболее интересными из них являются система редактирования HDTV-видео на ПК с PCI Express от ATI/Pinnacle, мультиканальная PCI Express-видеосистема HDTV от Philips, а также самый компактный в мире гигабитный Ethernet-микроконтроллер Yukon-EC от Marvell (фото 2), который уже взяли на вооружение для своих материнских плат компании ASUSTeK, ECS, Gigabyte и MSI (Intel тоже предлагает аналогичный микроконтроллер). У Nvidia и ATI уже есть свои видеокарты для PCI Express, причем у Nvida — полная линейка GeForce PCX от самых дешевых (PCX 4300) и средних (PCX 5300) до дорогих PCX 5950/5750. Неплохо обстоят дела и с серверными компонентами — там присутствуют всевозможные 1- и 10-гигабитные сетевые решения, контроллеры InfiniBand и RapidIO и SCSI-RAID контроллеры жестких дисков от Adaptec и LSI для шины PCI Express x8. Еще больше продуктов для PCI Express было показано во время недавней выставки CeBIT 2004. Прежде всего, это многочисленные материнские платы на чипсетах IntelAlterwood и Grandsdale от всех ведущих производителей. Их официальный выход состоится, по всей видимости, в начале лета этого года. На первых десктопных материнских платах с PCI Express будут установлены один-два (изредка четыре) разъема x1 и обязательный разъем x16 для видеокарты (поскольку шина AGP этими чипсетами уже не будет поддерживаться). Кроме того, шина PCI Express будет использоваться для соединения между собой северного и южного мостов. По-прежнему на плате будет от одного до четырех-пяти слотов PCI для прежней периферии.
Чипсеты для серверов и рабочих станций на базе IntelXeon с поддержкой PCI Express (Lindenhurst и Tumwater) тоже подготовлены, продемонстрированы Intel и партнерами в работе и вот-вот должны быть выпущены на рынок. Как и в настольных системах, шина между северным и южным мостом заменена на PCI Express, чипсет для рабочих станций имеет шину x16 вместо AGP, пара разъемов x4 соседствует с традиционными слотами PCI-X, интегрированные контроллеры частично переведены на прогрессивный стандарт.
Более того, на 2005 год намечен выпуск PCI Express-систем на IntelItanium.
Впрочем, пропускной способности обычной шины PCI (до 133 Мбайт/с) пока еще хватает для многих применений. Среди приоритетных направлений применения PCI Express можно выделить шесть основных:
1. Трехмерные графические контроллеры (видеокарты). 2. Гигабитные и более быстрые полнодуплексные сетевые контроллеры (от 100 Мбайт/с в каждом направлении). 3. Контроллеры RAID-массивов жестких дисков (ATA, SATA и SCSI). Здесь 100–130 Мбайт/с достигаются шутя, нетрудно получить и намного большие скорости. Одно название Ultra320 SCSI говорит само за себя. 4. Сверхвысокоскоростные специализированные устройства ввода-вывода, критичные к прерываниям потока данных: индустриальные ЦАП и АЦП, контроллеры видеозахвата и видеовывода (например, HDTV). 5. Контроллеры быстрых внешних серверных соединений (FibreChannel, InfiniBand, RapidIO). 6. Внутренние соединения высокоскоростных компонентов компьютера — южного моста с северным, мостов для других шин, свитчей.
Очевидно, что большинство из этих применений пока критичны лишь для серверных и профессиональных систем, и куда менее важны для персональных - для локальной сети Fast Ethernet11 пока вполне достаточно, RAID является в наших краях довольно редким гостем (и в своем домашнем варианте неплохо уживается и с шиной PCI), а профессиональным видеомонтажом занимаются немногие. Маркетологи, правда, ухватились за четвертый пункт, но скажите, вы часто занимаетесь обработкой несжатого видеопотока, тем более — рекламируемого HDTV, требующего помимо профессиональной платы видеозахвата специальной высокопроизводительной дисковой подсистемы (диска так на четыре SCSI по 10-15K RPM), соответствующего объема памяти и процессора? Правда, PCI Express в отношении к видео и новому поколению ТВ-тюнеров имеет одно важное преимущество — она может обеспечить непрерывный одновременный двунаправленный поток данных, что важно именно для таких применений.
А отказ от использования AGP и вовсе можно назвать форменным безобразием — переход с AGP 8X на PCI Express x16, безусловно, повысит пропускную способность шины (см. таблицу 1), но ведь предыдущее удвоение скорости шины AGP (с 4x до 8x) не принесло пока сколько-нибудь видимой прибавки скорости (в большинстве тестов разница между «быстрым» и «медленным» решением с легкостью укладывается в 0,5%), так что если видеокарты на PCI Express и заработают быстрее, то по совершенно иным причинам, нежели большая «скорострельность» новой шины. Между тем форменный отказ от шины AGP (которую собираются быстро и бесшумно «похоронить») приведет к тому, что провести дешевый апгрейд на «топовую» конфигурацию скоро станет затруднительно. Поскольку выпускать графические чипы для обеих шин — себе в убыток, то все видеокарты будущего, скорее всего, будут исключительно в исполнении PCI Express. Производители видеокарт, правда, выкручиваются из положения, создавая специальные переходники, позволяющие «легким движением руки» сделать из AGP-видеокарты PCI-Express-вариант (подход, хорошо отработанный на SATA-винчестерах) и наоборот — «переносить» новые варианты на старую шину. Первый подход пока больше свойственен NVIDIA с HSI Bridge, горячий сторонник второго — канадская ATI. В любом случае подход явно искусственный и, скорее всего, ничего хорошего пользователям не сулящий (возросшие цены, возможные проблемы совместимости, отсутствие всех преимуществ «полноценного» PCI Express). Единственное реальное преимущество — видеокарте больше не потребуется дополнительный коннектор питания.