PCI VS PCI-X VS PCI-E：为什么选择PCI-E网卡？

互推小编 2024-04-12

现代计算机网络最大的特征就是可升级性，它能通过在PCI/PCI-X/PCI-E插槽上安装光纤网卡来实现网络升级。目前光纤网卡具备PCI、PCI-X和PCI-E三种类型，其中PCI是最原始的版本，PCI-E是目前最受用户欢迎的网卡。PCI与PCI-X、PCI与PCI-E有何区别为什么会选择PCI-E光纤网卡呢？阅读本文您将从中找到答案。

PCI/PCI-X/PCI-E是什么？

PCI（外设部件互连标准）是由英特尔（Intel）于1991年推出，用于定义局部总线的标准，该标准前后经历无数次的改进，最初，PCI光纤网卡主要用于个人计算机（PC）的主板上，后随着用户对更高性能的要求，该光纤网卡逐渐被其他光纤网卡所取代。PCI-X相当于是PCI的升级版，其传输速率高达1066MB/s，满足更高带宽的需求，同时可向后兼容PCI光纤网卡。PCI-E是目前最新且使用最为广泛的版本，主要用于计算机和服务器的主板上。该标准拥有多种规格（如1X~16x），可满足低速和高速设备的需求，最高传输速率可达10GB/s，具备较大的发展潜力。

PCI/PCI-X/PCI-E有什么不同？

虽然PCI/PCI-X/PCI-E光纤网卡均可作为服务器或计算机与网络连接的接口，但三者之间也存在些许区别。具体如下：

总线结构

PCI光纤网卡和PCI-X光纤网卡与PCI-E光纤网卡主要的区别在于总线结构不一样。PCI光纤网卡和PCI-X光纤网卡都采用传统的总线技术——共享总线结构，即所有连接的外围设备并行使用同一总线，这意味着数据将跨多行同时进行发送和接收。但两者不同的是，PCI总是频繁的在目标设备和总线之间交换数据，而PCI-X则只允许目标设备仅于单个PCI-X设备进行数据交换，与此同时，若是没有数据交换机，总线将会自动移除PCI-X设备，减少等待周期，从而提高性能。在相同的频率下，PCI-X提供的性能高出PCI14~35%。

但，PCI-E光纤网卡采用的是专用的点对点串行技术，相比PCI和PCI-X的共享并行架构来说，每个设备都拥有自身专用的连接，无需向整个总线请求带宽，创建了更加高效的总线系统。与此同时，它可以把传输速率提高到更高的频率（是PCI和PCI-X所达不到的）。

与网络通信时，设备都会在总线上等待，但随着添加的设备越来越多，整体性能也将下降。

图1：PCI / PCI-X与PCI-E光纤网卡的总线结构

插槽尺寸

PCI/PCI-X/PCI-E插槽尺寸差异较大。PCI光纤网卡有32位和64位两个版本，其中32位版本的PCI插槽有82毫米，而PCI-X光纤网卡在物理上类似于64位PCI光纤网卡，插槽有130毫米。这样看来，PCI和PCI-X光纤网卡占据了主板上相当大的空间。不同的是，PCI-E光纤网卡只用在PCI-E插槽上，而PCI-E插槽的尺寸取决于PCI-E总线的通道数，也就是“X1”“X8”等，数字表示提供的通道数。1通道的PCI-E X1插槽较小，几乎不占主板的空间，就算是32通道的PCI-E X32，也只与PCI-X插槽尺寸相仿。

带宽

如上所述，PCI光纤网卡具备32位和64位两个版本，可在33MHz和66MHz工作频率（总线时钟频率）下运行。当32位PCI光纤网卡工作在33MHz频率下（标准配置），最大带宽为133MB/s，当32位PCI光纤网卡工作在66MHz频率或者64位光纤网卡工作在33MHz频率下，最大带宽为266MB/s，当64位光纤网卡工作在66MHz频率下，最大传输速率为528MB/s。

大多数PCI-X光纤网卡都是64位的，通常工作在66MHz、100MHz、133MHz以及533MHz（PCI-X 2.0）频率下，最大带宽为1.06GB/s。

而PCI-E光纤网卡目前拥有五个版本，每个版本的带宽不同，从250 MB/s到几GB/s不等，实现了巨大的飞跃，如下图。具体的带宽取决于它的版本以及它的通道数的不同，目前来说，PCI-E 5.0 X16的带宽最大，可高达63GB/s。

为什么选择PCI-E光纤网卡？

经上述对比，相信您一定发现了与PCI和PCI-X相比，最新的PCI-E光纤网卡具备明显的优势，选择PCI-E光纤网卡是必然趋势。

解决早前技术瓶颈

从技术上来说，PCI-E光纤网卡放弃了PCI和PCI-X光纤网卡所采用的常规并行传输技术（该技术跟踪路由困难），而选择采用了串行传输技术，该技术允许每个通道独享自己专用带宽，通道之间互不影响，有效减少干扰问题。

确保传输速率

实际上，随着PCI-E光纤网卡通道数的增加，数据传输并不会受其影响。也就是说，如果用户使用的PCI-E光纤网卡，即便再安装一张光纤网卡，先前的传输速率也不会降低。相反，若是用户使用的是PCI或者PCI-X光纤网卡，若是想再安装一张光纤网卡，传输速率将会降低，因为PCI/PCI-X采用的共享总线结构，若增加一张光纤网卡，就意味着多一条传输通道共享传输速率。

提供经济高效的解决方案

从经济上来说，由于PCI-E光纤网卡采用了点对点传输技术，降低了硬件设计的复制性和难度，从而降低了系统开发和制造成本。目前， PCI、PCI-X以及PCI-E这三种类型的光纤网卡都存在于市场中。但PCI-E光纤网卡能与当前的操作系统兼容且可以提供更高的带宽，因此，越来越多的计算机硬件设计人员和制造商选择将PCI-E集成到他们的最新产品中。未来，PCI-E将逐渐取代PCI和PCI-X。