[02] PCIe 란? (PCI Express)

 

PCIe가 무엇인지 궁금해서 하나씩 찾아보고 있는데 대략적인 감은 왔지만 정확하게 어떻게 사용되는지는 모르겠네요.

조금씩 조금씩 내용을 공부해보겠습니다.

 

※ 위키백과 참조 

※ https://namu.wiki/w/PCI%20Express 참조

 

■ PCIe 란?

 

- PCI 익스프레스는 2002년 PCI SIG가 책정한 입출력을 위한 직렬구조의 인터페이스이며, 인텔 주도하에 만들어졌다.

비교적 높은 시스템 버스 대역폭, 적은 I/O핀 수, 적은 물리적 면적, 버스 장치들에게 더 뛰어난 확장성, 상세한 오류검출

 

- 병렬 방식은 신호 동기화나 지연 등의 문제로 병렬 방식은 고속화가 한계가 있기 때문에 현재 컴퓨터 쪽에서 병렬 인터페이스는 사장되어 직렬 인터페이스를 고속화하는 것이 추세이다. 외부 인터페이스 USB, IEEE1394 등 전부 직렬 방식으로 대체되었고, 저장소 인터페이스역시 병렬 방식에서 직렬방식인 SATA, SAS로 변경되었다.

 

- Intel corporation이 개발한 PCI는 거의 모든 데스크탑 컴퓨터에서 찾을 수 있는 업계 표준의 고속 버스입니다. PCI 슬롯을 통해 다음과 같은 다양한 확장 카드를 쉽게 설치할 수 있습니다.

. 그래픽/비디오 카드

. 사운드 카드

. 네트워크 카드

. SCSI (Small computer system interface) 카드

. 기카 다양한 유형의 카드

더욱이 PCI는 컴퓨터 시스템의 다른 PCI 카드와 정상적으로 작동하도록 카드를 자동으로 구성합니다.

* 컴퓨터의 장치를 자동으로 구성하는 기능을 플러그 앤 플레이라고 합니다. 플러그 앤 플레이는 사용자가 점퍼 및 기타 하위 레벨 소프트웨어 설정을 구성해야 했던 이전의 ISA 확장카드 버스와 많이 다릅니다.

PCI 카드는 현재 32비트와 64비트 버전 및 33MHz와 66MHz 속도로 출시되고 있습니다. 32비트와 33MHz로 실행되는 PCI는 133MBps의 처리 속도를 제공합니다.

 

- PCI Express 개요

PCIe는 기존의 PCI 프로그래밍 개념 및 통신 표준을 사용하지만 최신 컴퓨터의 속도 증가에 따라 성능이 향상된 차세대 PCI 기술입니다. 실질적으로 PCIe 원래 PCI 버스 데이터 전송 속도의 두 배 입니다.

PCIe는 PCI와 동일한 유형의 확장 카드를 지원하고 표준 PCI카드와 역호환성이 있도록 설계되어 기존의 PCI 카드를 계속해서 사용할 수 있습니다. 하지만 표준 PCI카드는 일반적인 PCI 속도로 작동합니다.

 

▼ PCI BUS 논리 구성도

▼ 버전에 따른 전송속도

▼ PCIe PIN MAP

 

■ 참고사항 정보들

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배속 : 클럭 속도 또는 전송속도를 말합니다.
1x, 2x, 4x 이런 식으로 표기하죠. 배선 숫자는 같은데 숫자만큼 속도가 빨라지는 것이고요.

레인 : 말 그대로 배선 숫자를 말합니다.
x1, x2, x4, x8, x16 이런 식으로 표기하고요. 각각 1 차선, 2 차선, 4 차선, 8 차선, 16 차선에 해당하는 개념입니다.

당연히 차선수가 많은 만큼 속도가 빨라지고요.

CPU 에서는 조금이라도 더 빨라야 좋은 그래픽 카드를 위해 16 레인을 뽑아놓고 있죠.
그래픽 카드가 2 장이면 이걸 나눠서 각각 8 레인씩을 연결해주게 되고요.

CPU 와 메인보드 칩셋 사이에는 DMI 라는 명칭의 말하자면 특화된 PCIe 레인으로 연결됩니다. 보통 4 개의 레인.
이걸 메인보드가 그래픽 카드 이외의 장치들을 위해 사용하고요. x4 슬롯이나 SATA, USB 등등.

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■ PCI 버스란?

PCI 버스(Peripheral component interconnect bus)는 컴퓨터 메인보드에 주변 장치를 장착하는 데 쓰이는 컴퓨터 버스의 일종이다. 이 장치는 다음과 같이 두가지 형태로 나뉜다.

1) 주기판 위에 바로 붙는 IC형태 - PCI 스펙에서는 이러한 형태를 평면 장치라고 부른다.

2) 소켓에 꽂아 쓰는 확장 카드 형태

 

▼ PCI 버스