PCI Express: Der Highspeed-Datenbus im Detail

Details zum PCI-X-Bus I

Um die steigende Performance-Anforderung an den PCI-Bus zu decken, wurde im September 1999 die Spezifikation für PCI-X-1.0 vorgestellt und im Mai 2002 von der Revision 2.0 abgelöst. Doch die Leistungsfähigkeit des PCI-X-Busses wird noch weiter erhöht. Bereits seit November 2002 beschäftigt sich das PCI-SIG-Konsortium mit der Entwicklung des PCI-X-3.0-Standards. Alle 64 Bit breiten Bussysteme PCI-X-1.0/2.0/3.0 garantieren die volle Hardware- und Software-Kompatibilität zum herkömmlichen PCI-Standard.

Der PCI-X-1.0-Bus arbeitet im Normalmodus mit einer maximalen Taktfrequenz von 133 MHz und nur einem 3,3-V-Slot. In dieser Konfiguration erreicht er einen Datendurchsatz von 0,99 GByte/s. Er unterstützt aber auch Frequenzen von 100 und 66 MHz mit dann zwei beziehungsweise vier Slots.

Beim PCI-X-2.0-Bus sorgen die zwei Address-Strobe-Leitungen AD_STB und AD_STB# für eine Verdoppelung beziehungsweise Vervierfachung der Bandbreite bei gleich bleibender Taktfrequenz von 133 MHz. Im Double-Data-Rate-Modus (2x 133 MHz) erreicht der Bus einen Datendurchsatz von 1,99 GByte/s und im Quad-Data-Rate-Betrieb (4x 133 MHz) kommt er auf 3,97 GByte/s. Gegenüber PCI-X-1.0 arbeitet PCI-X-2.0 neben 3,3 V zusätzlich mit einem I/O-Spannungspegel von 1,5 V. Darüber hinaus bietet der erweiterte PCI-X-Standard eine Fehlererkennung, die Korrektur des Datenstroms per ECC-Verfahren und ein Device-ID-Messaging.

Der in der Entwicklung befindliche PCI-X-3.0-Standard soll über ein erweitertes Power-Management verfügen. Auch den isochronen Datentransport soll er beherrschen sowie redundante Datenwege bei der Datenübertragung des Bussystems benutzen können. Wie aus der Bezeichnung PCI-X 1066 abzuleiten ist, schafft es der Datenbus, 1066 Mega-Transfers pro Sekunde auszuführen. Damit erreicht er eine theoretische Bandbreite von 7,95 MByte/s.

Obwohl PCI-X 1066 noch nicht eingeführt wurde, evaluiert das PCI-SIG-Konsortium bereits PCI-X 2133. Detaillierte Einzelheiten über diesen Standard gibt es noch nicht. Er soll laut PCI-SIG erst in einigen Jahren konkrete Formen annehmen. Wird PCI-X 2133 trotz PCI-Express-Konkurrenz je realisiert, so erreicht es eine rechnerische Bandbreite von 15,9 GByte/s. Aktuelle Technologien wie 10-Gbit-Ethernet oder Fibre-Channel arbeiten mit einer theoretischen Transferrate von 1,16 GByte/s. Zukünftige Übertragungsverfahren für 40/100-Gbit-Ethernet und Fibre Channel sollen bis zum Zehnfachen der heutigen Datenrate schaffen.