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SIMATIC IPC
6 Exkurs: Bussysteme
Gerade die Berechnung von Grafikdaten erfordert eine stetige und datenintensive
Kommunikation zwischen Hauptprozessor und Grafikkarte sowie Hauptspeicher und
Grafikkarte. Bis in die 90er Jahre waren Systemkomponenten über den ISA-Bus und
darauf folgend über den PCI-Bus miteinander verbunden. Der Bus wurde zum
Flaschenhals, denn mit einem Standard-PCI-Bus
an Daten übertragen werden. Hinzu kommt, dass sich alle angeschlossenen
Komponenten die verfügbare Kapazität teilen müssen.
Aus diesem Grund wurde der AGP
Anschluss der Grafikkarte an den Chipsatz und somit an die CPU und den
Hauptspeicher sorgte. Damit wurde die Grafikkarte aus dem Bussystem
herausgenommen, so dass dessen Leistung wieder den restlichen
Systemkomponenten zur Verfügung stand. Mit einem AGP x1-Port lassen sich bis zu
266 MByte/sek an Daten übertragen. Die Reserven des AGP-Ports sind mit AGP x8
erschöpft, der eine Datenübertragungsrate von 2133 MByte/sek bietet. Weitere
Bandbreiten-Steigerungen konnten über AGP nicht mehr realisiert werden, die
physikalischen Probleme dabei waren nicht mehr zu beheben. Schnell erreichten
Grafikkarten jedoch die Leistungsfähigkeit, die den AGP-Port an seine
Übertragungsgrenzen brachte. Zudem führte auch die Weiterentwicklung der
restlichen Systemkomponenten, wie Soundausgabe, schnellere Laufwerke (SATA)
und USB zu einem gestiegenen Bedarf an verfügbarer Bandbreite auf dem
Systembus.
Deshalb arbeitete seit 2002 eine PCI-SIG (PCI Special Interest Group) an der
Weiterentwicklung von PCI und entwickelte PCI Express
PCI wie auch AGP ablösen. Im Gegensatz zu seinen Vorgängern ist PCI-E in der
Version 1.0 eine mit 2,5 GHz getaktete serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindung der, je
nach Ausprägung, eine gewisse Anzahl „Lanes" für die Datenübertragung zur
Verfügung stellt. Eine Lane besteht aus zwei Leitungspaaren, jeweils eines für das
Senden und für das Empfangen von Daten. Pro Leitung sind
Datenübertragungsraten von 250 MByte/Sek möglich
PCIe x1-Steckplatz insgesamt bis zu 500 MByte/sek (jeweils 250MByte/sek Senden
und Empfangen) Datenübertragungsrate möglich. PCIe x1 wird nach dem Willen der
PCI-SIG den Standard-PCI-Steckplatz ersetzen. Bei weiteren gängigen PCIe-
Ausprägungen erhöht sich die Übertragungsrate um die jeweiligen Vielfachen. Bei
PCIe x16 beträgt die Datenübertragungsrate dementsprechend insgesamt
8 GByte /sek
(4 GByte/sek pro Richtung)
„PCI-Express for Graphics" bezeichnet, da sie häufig zur Anbindung externer oder
interner Grafikkarten genutzt wird. Die Verbindung mehrerer PCIe-Komponenten
erfolgt über Switches.
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Am weitesten verbreitet: PCI 2.0 mit einer Bandbreite von 32 Bit und einem Takt von 33 MHz.
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Accelerated Graphics Port: Kein Bus, sondern eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung
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Auch „PCI-E" oder „PCIe"
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Die Daten werden mit einer 8B10B-Codierung übertragen: 8 Bit Daten werden als 10 Bit Code
übertragen. Es ergibt sich bei 2,5 GHz Takt eine Datenübertragungsrate 250 MByte/sek in eine
Richtung.
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"Grafik bei SIMATIC IPC" - White Paper
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-Port entwickelt, der für einen direkten
. Diese Schnittstelle wird auch als „PEG", als
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können maximal 133 MByte/sek
15
. PCI Express soll sowohl
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. Damit sind also bei einem
April 2011
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