-{Brza Interkonekcija Periferijskih Uređaja (eng. PCI-Express)}- je najnoviji standard komunikacije između perifernih računarskih komponenti i matične ploče u računaru. Standard je predstavljen 2004. godine od strane Intel-a. Standard poseduje nekoliko revizija i nivoa. PCI-E x16 standard je namenjen grafičkim kartama, dok su za ostale komponente predviđeni sporiji PCI-E portovi. Karakteriše ga veća brzina i propusnost u odnosu na prethodne standarde (ISA, PCI, AGP). Standard omogućava direktnu "čip-na-čip" komunikaciju.
Istorijat Još od pojave prvih IBM personalnog računara 1981, računar je imao slotove za proširenje gde ste mogli da ugradite dodatne kartice da dodate mogućnosti koje nisu bile dostupne na matičnoj ploči računara. Trenutno najčešći tip slotova za proširenje koji su dostupni se zovu Brzi PCI. Ovde je navedena lista najčešćih tipova slotova za proširenje koji su bili izbačeni za računare tokom godina njihovog korišćenja, tj. njihove istorije: ISA – Standardna Industrijska Arhitektura MCA – Arhitektura Mikro Protoka EISA – Proširena Standardna Industrijska Arhitektura VLB - Lokalna Magistrala VESA PCI – Interkonekcija Periferijskih Uređaja PCI-X – Proširena Interkonekcija Periferijskih Uređaja AGP – Ubrzani Grafički Port Brzi PCI – Brza Interkonekcija Periferijskih Uređaja
Standardna Industrijska Arhitektura Nove vrste proširivih slotova su bile pravljene kad god bi se pokazalo da su dostupni tipovi previše spori za određene aplikacije: Na primer, originalni ISA slot dostupan na IBM računaru i na IBM XT računaru i njihovi klonovi, imali su maksimalnu teoretsku učestanost prenosa (tj. protok) od samo 4.77 MB/s (4.77 MHz prenoseći osam bitova po jednom impulsu takta). Verzija ISA od 16 bita koja je lansirana sa IBM AT računarom 1984, skoro da je udvostručila dostupnu količinu protoka do 8 MB/s (8 MHz prenoseći 16 bita na svaka dva ciklusa takta, svaki ciklus pristupa na ISA magistrali zahtevao je dva impulsa takta da bi bio izvršen), ali ovaj broj je bio ekstremno nizak čak i za aplikacije sa velikim protokom kao što je video snimak.
Arhitektura Mikro Protoka Onda je IBM pustio u prodaju MCA slotove za svoj PS/2 kompjutersku vezu (kabal), i pošto je bio zaštićen autorskim pravima, drugi proizvođači nisu mogli da ga kopiraju ili koriste. Tako da su MCA slotovi bili ograničeni samo na računare koje je proizvodio IBM.
Proširena Standardna Industrijska Arhitektura Devet proizvođača računara su se udružili da bi napravili EISA slot, ali to nije uspelo iz dva razloga. Prvi, zadržao je kompatibilnost sa originalnim ISA slotom, tako da mu je učestanost rada takta bila ista kao kod 16-bitnog ISA slota. Drugi, savez nije sadržao proizvođače matičnih ploča, tako da uradi-sam korisnici i drugi proizvođači nisu imali pristup ovom slotu.
Lokalna Magistrala VESA Prvi slot velike brzine koji će izdati bio je VLB. Veća brzina je postignuta povezivanjem slota na lokalnu magistralu procesora, tj. spoljnju procesorsku magistralu. Na ovaj način, slot je radio na istoj brzini kao spoljnja magistrala procesora, koja je najbrža magistrala u računaru. U tabeli ispod, opisujemo ovaj slot kao da koristi učestanost takta od 33 MHz, međutim stvarna učestanost takta će zavisiti od procesora koji se koristi. (Većina procesora u to vreme je koristila spoljnju učestanost takta od 33 MHz, međutim procesori sa 25 MHz i 40 MHz su takođe bili dostupni.) Problem sa ovom magistralom je predstavljalo to da je bila dizajnirana samo za lokalnu magistralu 486-te klase procesora. Kada je Pentium-ov procesor pušten u prodaju, on je bio nekompatibilan sa njom, zato što je koristio lokalni magistralu sa drugačijim specifikacijama (spoljnja učestanost takta od 66 MHz umesto one od 33 MHz i 64-bitni prenos podataka umesto 32-bitnog).
Interkonekcija Periferijskih Uređaja PCI je platformski nezavisna magistrala koja je povezana na sistem koristeći premosni čip (koji je deo čipseta matične ploče). Kad god novi procesor izađe u prodaju, još uvek možete da koristite istu PCI magistralu tako što samo redizajnirate premosni čip umesto da redizajnirate magistralu, što je bila norma pre nego što je PCI magistrala napravljena.
Magistrala je putanja po kojoj se kreću podaci gde možete da priključite više uređaja u isto vreme, deleći ovu istu putanju podataka. Najočigledniji uređaji koji su bili priključivani na PCI magistralu bili su slotovi za proširenje, međutim integrisane komponente dostupne na matičnoj ploči kao što je bio ugrađen mrežni čip mogle su biti povezane na PCI magistralu.
Iako su druge konfiguracije bile teoretski moguće, najčešći način realizacije PCI magistrale je bio sa taktom od 33 MHz sa 32-bitnom putanjom podataka, omogućavajući protok od 133 MB/s.
Proširena Interkonekcija Periferijskih Uređaja PCI-X magistrala je verzija PCI magistrale koja radi na većim učestanostima takta i sa širim putanjama podataka za serverske matične ploče, postižući veće brzine protoka kod uređaja koji su zahtevali veće brzine, kao što su mrežne kartice vrhunskog kvaliteta i RAID kontroleri.
Ubrzani Grafički Port мини|десно|Šema PCI-Express x16 slota Kada se pokazalo da je PCI magistrala previše spora za vrhunske video kartice, nastao je AGP slot.
Ovaj slot je korišten isključivo za video kartice.
Brza Interkonekcija Periferijskih Uređaja PCI-SIG je razvio konekciju nazvanu Brzi PCI (prethodno poznatu kao 3GIO i zvanična skraćenica PCIe, iako je većina ljudi skraćuje, pogrešno, kao PCI-E). Uprkos svom imenu, Brzi PCI radi skroz drugačije od PCI magistrale.
PCI je magistrala, dok je Brzi PCI tačka-tačka veza, tj. povezuje samo dva uređaja, to jest nijedan treći uređaj ne može da koristi ovu vezu. Samo da pojasnimo, na matičnoj ploči koja koristi standardne PCI slotove, svi PCI uređaji mogu da budu povezani na istu PCI magistralu i dele istu putanju za podatke, tako da se može pojaviti efekat uskog grla (to jest učinak se smanji zato što više uređaja želi da šalje u isto vreme). Na matičnoj ploči sa PCI Brzim slotovima, svaki Brzi PCI slot je povezan sa čipsetom matične ploče koristeći namensku traku, ne deleći istu (putanju podataka) sa drugim Brzim PCI slotovima.
Takođe, uređaji integrisani na matičnoj ploči, kao što su mrežni, SATA i USB kontroleri, su obično povezani sa čipsetom matične ploče koristeći njima namenjene Brze PCI veze.
PCI i razne druge vrste slotova za proširenje koriste paralelnu komunikaciju, dok se PCI Express zasniva na serijskim komunikacijama velikih brzina.
Brzi PCI se zasniva na individualnim trakama, koje mogu biti grupisane da bi oformile veze sa većim protokom. X koje prati opis Brze PCI veze odnosi se na broj traka koje veza koristi.
Sa paralelne na serijsku Brza PCI konekcija predstavlja izvanredni napredak u načinu na koji periferni uređaji komuniciraju sa računarom. Razlikuje se od PCI magistrale sa više gledišta, međutim najvažniji je način na koji se prenose podaci. Brzi PCI je još jedan primer prelaza sa paralelne komunikacije na serijsku komunikaciju kod prenosa podataka. Drugi, češće korišteni interfejsi koji koriste serijsku komunikaciju uključuju USB, Eternet (umrežavanje), SATA i SAS (skladištenje podataka).
Pre Brze PCI-a, sve računarske magistrale i slotovi za proširenje su koristili paralelnu komunikaciju. Kod paralelne komunikacije po nekoliko bitova je prenošeno putanjom za podatke u isto vreme, tj. u paraleli. Kod serijske komunikacije, samo jedan bit je prenošen putanjom za podatke u toku jednog ciklusa takta. U početku, ovo je činilo paralelnu komunikaciju bržom od serijske komunikacije, pošto je veći broj bitova bio poslat odjednom, to je komunikacija bila brža.
Ipak, paralelna komunikacija, ima neke probleme koji je sprečavaju da slanje podataka dostigne veće učestanosti takta. Što je brži bio takt, veći su bili problemi sa elektromagnetnim smetnjama (EMI) i kašnjenje signala.
Kada kroz žicu teče električna struja, oko nje se stvara elektromagnetno polje. Ovo polje može da indukuje električnu struju u susednoj žici, na taj način kvareći informacije koje ona prenosi. Kako se kod paralelnog prenosa, nekoliko bitova šalje u isto vreme, svaki bit uključen u prenos koristio je po jednu žicu. Na primer, kod 32-bitne komunikacije (kao što je standardni PCI slot) potrebne su 32 žice samo za slanje podataka, ne računajući dodatne kontrolne signale koji su takođe neophodni. Što je bio brži takt, elektromagnetne smetnje su predstavljale veći problem. 300px|оквир|Paralelna i serijska komunikacija
Svaki bit u paralelnoj komunikaciji je poslat zasebnom žicom, ali je skoro nemoguće učiniti da te 32 žice imaju tačno istu dužinu na matičnoj ploči. Na većim učestanostima takta, podaci poslati kroz kraće žice stižu pre podataka poslatih kroz duže žice. To jest, bitovi u paralelnoj komunikaciji mogu da stižu sa zakašnjenjem. Kao posledica toga, prijemni uređaj mora da čeka da svi bitovi stignu da bi mogao da procesuira kompletne podatke, koji predstavljaju značajan gubitak na učinku. Ovaj problem je poznat kao kašnjenje signala i postaje gore sa povećanjem učestanosti takta.
Projekat komunikacione magistrale koja koristi serijsku komunikaciju je jednostavniji za primenu nego kad se koristi paralelna komunikacija, pošto je manje žica je neophodno za slanje podataka.
Kod tipične serijske komunikacije, četiri žice su neophodne – dve za slanje podataka i dve za prijem, obično sa tehnikom protiv elektromagnetnih smetnji zvanom poništavajući ili diferencijalni prenos. Sa poništavanjem, isti signal se šalje preko dve žice, s tim da druga žica šalje signal u ogledalu (obrnute faze) u poređenju sa originalnim signalom, kao što se može videti na Slici 3.
Kad prijemnik dobije signal, poredi ga sa dva signala, koji moraju da budu jednaki ali u ogledalu.
Razlika između dva signala je šum, pojednostavljujući prijemniku da prepozna šum i da ga izbaci.
Pored obezbeđivanja veće otpornosti na elektromagnete smetnje, serijska komunikacija ne pati od kašnjenja signala. Na ovaj način, one mogu da postignu veće učestanosti takta mnogo lakše nego paralelne komunikacijama.
Još jedna bitnija razlika između paralelne i serijske komunikacije jeste da je paralelna komunikacija obično poludupleksna zbog velikog broja žica koje su potrebne za njenu primenu (iste žice se koriste za slanje i primanje podataka). Serijska komunikacija je potpuni dupleks zato što su joj potrebne samo dve žice u oba smera (postoji poseban skup žica za slanje podataka i poseban skup žica za primanje podataka). Kod poludupleksne komunikacije, dva uređaja ne mogu da razgovaraju jedan sa drugim istovremeno; ili samo prvi ili samo drugi šalje podatke. Sa potpunom dupleks komunikacijom, oba uređaja mogu da šalju podatke u isto vreme.
Režimi rada Brzi PCI konekcija se zasniva na principu trake, koja je jedno-bitska, potpuno dupleksna, serijska komunikacija velike brzine. Trake mogu da se grupišu da bi se povećao protok. Na primer, kada dva uređaja koriste četiri trake za komunikaciju, oni se smatraju „x4“ konekcijom i moći će da postugnu četiri puta veći protok od jedne konekcije, tj. Jedne trake. Na Slici 4, prikazana su dva uređaja koji koriste dve trake, tj. „x2“ konekciju. Iako u teoriji bilo koji broj od jedne do 32 trake može da se grupiše, najčešće korišteni brojevi su x4, x8, i x16. 300px|мини|Brza PCI veza između dva uređaja koja se sastoji od od jedne ili više traka sa dvokanalnim parovima
Brzi PCI 1.0 i 2.0