Technologie: PCI-X a PCI Express – nástupci PCI sběrnice

Nejprve se seznámíme s historií. Standard PCI (Peripherial Component Interconnect) se zrodil ve firmě Intel, jako nástupce sběrnice ISA/EISA, která již přestávala postačovat svou rychlostí přenosu 8, respektive 33 MB/s. Intel vypustil do světa specifikace PCI verze 1.0 a další dohled nad vývojem vložil do rukou organizaci PCI SIG (Special Interest Group), která v březnu roku 1993 uvedla specifikace PCI 2.0, které již mohly být použity v nových systémech založených na technologii pracující s 5 volty. PCI sběrnice kromě výkonu nabídla uživateli také náležitý komfort, schovaný pod zkratkou PnP, tedy Plug and Play (zapoj a hraj). Technologie PnP měla zajistit bezproblémovou instalaci a nakonfigurování nového hardwaru, kdy si operační systém (v té době Windows 95) sám detekoval a konfiguroval nově nainstalovaná zařízení, aniž by se uživatel musel zajímat o nastavení přerušení (interrupt - IRQ) a jumperů. Pravdou je, že Plug and Play měla v té době dost dětských nemocí a byla spíše známá pod upraveným názvem Plug and Pray (zapoj a modli se). Nicméně počáteční problémy ani v nejmenším nezabránily tomu, aby se v letech 1994-95 sběrnice PCI stala vedoucím standardem lokálních sběrnic a tím vytlačila z trhu svého soupeře, sběrnici VL-BUS, která byla dílem asociace Video Electronics Standard.


VL-BUS byla oproti PCI dinosaurem, protože byla přímo rozšířením paměťové sběrnice procesoru 486 a běžela na stejné frekvenci jako CPU. Toto dávalo jistá omezení pro počet použitelných slotů, neboť s narůstajícím počtem zařízení narůstalo i rušení signálu. Také stoupající frekvence procesorů kladla pro VL-BUS nepřekonatelné překážky, protože začínalo být technologicky i finančně neúnosné, aby zařízení běhala na tak vysoké frekvenci - jen málo jich dokázalo zvládnout frekvenci nad 40MHz. PCI na rozdíl od VL-BUS dokázala běžet na frekvenci, která byla nezávislá na rychlosti CPU. Její frekvence se odvíjela z nastavení FSB (Front Side Bus), která se měnila jen velmi málo a když už, tak po pevných krocích, kde se dal aplikovat dělitel, který ve výsledku nastavil frekvenci pro PCI na kýžených 25 - 33MHz.

Ve své originální verzi PCI používala frekvencích 25 - 33 MHz, což dává maximální teoretickou propustnost 133MB/s, ale specifikace z roku 1995 definovala PCI 2.1, běžící na 66MHz a umožnila propustnost zdvojnásobit na 266MB/s. PCI může být konfigurována pro 32-bit i 64-bit systémy, tudíž 66MHz verze na 64-bit systému teoreticky dosahuje rychlosti o 524MB/s. Další změnou oproti ISA sběrnici byla možnost sdílení přerušení, které v přeplněných systémech bylo nedostatkovým zbožím. A konečně PCI Bus Mastering, technologie, která umožňuje kterémukoliv zařízení (kromě čipové sady) převzít řízení nad sběrnicí a provádět přenosy dat přímo a tím zrychlit komunikaci a snížit zatížení CPU. PCI dovoluje několika zařízením používat Bus Mastering současně, ale také existuje kontrolní obvod v čipové sadě, který zajišťuje, aby nějaké zařízení (včetně procesoru) nemohlo přerušit právě probíhající operace, na které má některé jiné zařízení vyhrazenou sběrnici (také od kontrolního obvodu).