PCI Express: Der Highspeed-Datenbus im Detail

14.06.2004 (aktualisiert) | von Bernhard  Haluschak (Redaktion) 
Bernhard Haluschak
Bernhard Haluschak ist als Redakteur bei TecChannel tätig. Der Dipl. Ing. FH der Elektrotechnik / Informationsverarbeitung blickt auf langjährige Erfahrungen im Server- und Netzwerk-Umfeld zurück. Besonders reizvoll sind für ihn neue Technologien wie Virtualisierung und Cloud sowie die rasante Evolution von Smartphone und Tablets. Im diesem Kontext ist für den Fachredakteur auch das Thema Security äußerst wichtig. Die kritische Betrachtung der IT  in Form von Tests und das Auseinandersetzen mit dieser sammelte der Technologie-Experte vor seiner journalistischen Laufbahn in Entwicklungslabors, in der Qualitätssicherung sowie als Laboringenieur in namhaften Unternehmen.
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Nach PCI, PCI-X und auch AGP soll PCI Express jetzt die einzige, dafür aber universelle Datenautobahn für PCs werden. Wir erläutern den neuen I/O-Standard und vergleichen ihn mit PCI-Technologien bis hin zu PCI-X 3.0.
Gerade im Server- und Workstation-Bereich müssen große Datenmengen schnell und zuverlässig zu Festplatten-RAID-Systemen oder Netzwerkkarten transportiert werden. Aber auch im Desktop-Bereich sind die Anforderungen an einen zügigen Datenverkehr gestiegen.
Als Bremse erweist sich hier in der Regel das viel zu langsame I/O-Bussystem. Es muss die Datenströme zwischen den einzelnen Subsystemen steuern und verarbeiten. Reicht die Übertragungsrate der I/O-Architektur nicht aus, kommt es unweigerlich zum Stau auf der Datenautobahn. Dieses Manko will das PCI-SIG-Konsortium, bestehend aus Firmen wie Intel, AMD, Microsoft, Dell und HP, mit neuen Bustechnologien beseitigen.
Nachdem der 1993 vorgestellte PCI-Bus mit einer Datentransferrate von maximal 127,2 MByte/s für moderne I/O-Hardware wie 10-Gbit-Ethernet-Adapter zu langsam ist, sollen PCI-X und vor allem PCI Express das Defizit beseitigen. Diese neuen Bustopologien erreichen Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 7,95 GByte/s (PCI-X 1066) und 9,53 GByte/s je Richtung (PCI Express mit 32 Leitungspaaren). Das PCI-X-Bussystem hat sein Einsatzgebiet vorwiegend im Server-Bereich und soll wie PCI laut PCI-SIG 2004 von PCI Express abgelöst werden.
Doch auch auf anderen Gebieten soll PCI Express existierende Standards ersetzen. Dies betrifft zum Beispiel die AGP-Schnittstelle, den Mini-PCI-Bus und die PC Card. Erste lauffähige Komponeneten auf Basis von PCI Express existieren bereits seit Ende 2003. Serienreife Chipsätze haben namhafte Hersteller wie Intel, VIA oder SiS erst Mitte 2004 eingeführt.
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