PCI Express

Latar belakang PCI merupakan bus I/O yang digunakan selama 10 tahun terakhir. PCI selama ini memberikan kinerja yang baik. Prosesor, Memori, komponen I/O dan aplikasi telah berkembang dengan cepat. Perkembangan tersebut tidak mampu diikuti oleh PCI. PCI : 33 MHz (133 MB/s) menjadi 66 MHz (512 MB/s). Prosesor : 100 MHz menjadi 3 GHz. Selain bandwidth ada beberapa faktor lain yang menyebabkan dibutuhkannya sebuah standar bus I/O yang baru.

Bus Bus adalah saluran yang menghubungkan komponen-komponen di dalam sistem komputer Expansion bus digunakan agar sistem komputer dapat diekspansi dengan penambahan expansion board.

Sifat-sifat bus Saluran paralel Digunakan bersama oleh banyak komponen Pada suatu waktu tertentu hanya satu komponen yang boleh menggunakan bus

PCI Diperkenalkan pada awal 90-an dengan bandwidth 33 MHz Expansion bus yang digunakan secara luas

Sinyal-sinyal PCI

Feature PCI Buffered Isolation Bus CPU dan bus PCI terisolasi Plug and Play Suatu perangkat secara otomatis dideteksi dan dikonfigurasi Bus mastering Sebuah perangkat I/O dapat menguasai bus dan mengendalikan transfer data

Transaksi PCI Istilah-istilah : Initiator Komponen yang menguasai bus dan mengawali transfer data Target Merupakan target dari transfer data tersebut

Perkembangan Bandwidth PCI Bus width Bus Clock Frequency (MHz) Bandwidth (MB/s) Market 32 33 132 Desktop / Mobile 66 264 Server 64 512 Pada prakteknya bandwidth yang didapatkan lebih kecil karena adanya protocol overhead dan karena bus PCI digunakan secara bersama-sama oleh beberapa komponen.

Usaha untuk meningkatkan bandwidth Meningkatkan frekuensi pada PCI. Akibatnya : Penurunan jarak Jumlah konektor yang dapat didrive Pada PCI-X pembagian bus menjadi segmen-segmen, akibatnya jumlah saluran sangat banyak (150 untuk tiap segmen ) dan sangat mahal untuk diimplementasikan. Penggunaan AGP, tetapi hanya dapat digunakan untuk VGA card.

Kebutuhan I/O Saat Ini Bandwidth yang tinggi Transfer data secara bersamaan (concurrent) Isochronous Transfer Hot Plug dan Hot Swap

PCI Express Interkoneksi serial point-to-point Menggunakan switch

Layer-layer PCI Express

Physical Layer Mengirimkan paket antar 2 link layer 1 link bisa terdiri dari beberapa lane (x1, x2, x4,x8, x12, x16) 1 lane terdiri dari 2 pasang saluran sinyal Menggunakan encoding 8b/10b

Physical layer …..(contiued) Peningkatan bandwidth dilakukan dengan penambahan lane Paket dipecah dan dikirimkan melalui sejumlah lane

Link layer Bertanggung jawab terhadap integritas data Menambahkan sequence number dan CRC pada paket data

Transaction Layer Menerima Read / Write Request dari Software Layer Menghasilkan paket untuk request tersebut Meneruskan paket tersebut ke link layer

Software Layer Menjaga kompatibilitas dengan PCI

Performa PCI Express Bandwidth per pin = peak bus bandwidth / jumlah semua pin

Slot PCI Express Slot PCI Express ditentukan oleh jumlah lane yang yang didukung olehnya. Slot x1 mendukung lane tunggal, slot x2 mendukung 2 lane dan seterusnya. Secara teoritis slot bisa berukuran x1, x2, x4, x8, x12, atau x16. Pada gambar 13 diperlihatkan sebuah motherboard dengan 2 buah slot x1 dan sebuah slot x16 (pada gambar berwarna biru).

Slot PCI Express x1 untuk Gigabit Ethernet x16 untuk Graphic Card

Slot PCI Express Konektor dan bus 1x ideal digunakan untuk Gigabit Ethernet baik dalam bentuk card atau dalam bentuk GbE controller (BGA chip) yang langsung disolder pada motherboard. Slot x16 sesuai untuk graphic card. Sebuah slot x16 dapat mendukung kecepatan data 4Gbps pada tiap arah, yang besarnya 2 kali bandwidth perangkat AGP 8x.