[PCI 기술 백서 #1]PCI Compliance 형태 및 Data 전송 기술

  우리가 흔히 사용하는 Graphic Card나 LAN card와 같이 외부 입출력 장치를 연결하기 위해서는 PC 메인 보드의 Slot을 흔히 사용합니다. 그 Slot의 종류는 1991년에 Intel을 중심으로 규격으로 제창된 PCI 부터 현재에는 PCIe 3.0까지 많은 변화들을 거치게 되었습니다. 특히 PCI 규격은 CPU와 데이터 이동 경로인 bus 사이에 bridge 회로를 구성하기 때문에, CPU의 종류에 관계 없이 사용할 수 있으며, bus mastering을 통하여 slot에 설치된 외부 입출력 장치에서 직접 bus에 대한 제어가 가능하여 필요 시 데이터를 우선 전송할 수 있는 특성을 가지고 있습니다.


  앞으로 이어질 3챕터를 통하여 Slot의 종류에 대하여 알아보고, Slot에 제약되는 Bandwidth 및 최대 성능으로 이어질 수 있는 Setting에 대해서 알아보도록 하겠습니다.


1. 'PCI'란 무엇인가?


PCI는 Peripheral Component Interconnection의 약자로 앞서 이야기한 것처럼 1991년 Intel의 중심으로 CPU와 주변 장치의 고속 데이터 전송에 대하여 제창된 규격을 뜻합니다. 현재는 PC를 32/64bit OS를 주로 사용하고 있지만, PCI가 제창될 시절에는 16bit에서 막 32bit로 넘어오는 시기였으며, 그 당시에 사용하던 ISA slot은 Graphic 출력이 높아짐에 따라 속도에서 한계를 나타나게 되었습니다.


Figure 1. ISA Slot


이에 맞춰서 Intel architecture lab에서는 ISA 대체 규격으로 PCI를 개발을 진행하였으며, 1993년 규격을 표준으로 채택하게 되며, 32bit와 64bit PCI가 동시에 발표 되었으나, 주로 32bit PCI를 사용되게 되었습니다.


PCI Slot의 형태는 중간 사이 홈에 따라서, 3.3V PCI Slot과 5V PCI Slot으로 구분이 됩니다. 외부 장치의 보호를 위하여 인가되는 전원에 따라서 Slot의 홈의 위치를 구분한 것입니다. 그 외의 대부분의 외부 장치는 Universal PCI Card로 제작이 되어 3.3V나 5V에서 모두 사용할 수 있도록 설계되었기 때문에, Universal PCI로 제작되었다면, PCI slot에 상관없이 장착하시면 됩니다.


Figure 2. 3.3V 32-bit PCI Slot


Figure 3. 5V 32-bit PCI Slot


Figure 4. Universal PCI Card(MeteorII-DIG)


 PCI

Standard

Bits Depth

Clock

Bandwidth

Feature 

PCI 2.3

32bits

 33MHz

 133MB/s

5V, 가장 흔한 방식

 66MHz

 266MB/s

3.3V, 거의 쓰이지 않음

PCI 64

32bits

 33MHz

 266MB/s

5V, 초기 서버 급 메인보드 채용

 66MHz

 533MB/s

PCI-X 전 서버 급 메인모드에서 쓰임


2. PCI-X란 무엇인가?

  

  PCI-X는 컴퓨터 내의 데이터 이동 속도를 66MHz에서 133MHz로 기존의 PCI Slot을 확장(64pin)하였다고 보시면 됩니다. 기존 PCI 64bit의 66MHz 방식과 동일하게 64bit에서 66MHz 사용 시 533MB/s의 Data Bandwidth를 가질 수 있습니다. 만약 133MHz로 동작하게 된다면, 1.06GB/s의 데이터 전송을 가능하게 합니다. 하지만, PCI-X는 PCI의 제품과 bits depth 차로 인하여 완벽한 호환 동작을 하지 않으며, 반대로 PCI-X 카드를 PCI에 설치하게 될 경우에는 속도저하가 생기게 됩니다. 간략하게 말씀 드리자면, 외장 카드 또는 Slot 중에서 속도가 느린 쪽에 맞추어 동작한다고 생각하시면 됩니다.


PCI-X 역시 Slot의 홈의 위치에 따라서 사용할 수 있는 외장 카드가 제한이 됩니다. 기존 PCI 방식에서 확장이 된 방식이기 때문에, 3.3V PCI-X Slot과 5V PCI-X Slot으로 나뉘며, 두 슬롯에 동시에 사용 가능한 Universal PCI-X Card가 있습니다.


Figure 5. 3.3V PCI-X Slot


Figure 6. Universal PCI-X Card (SOL6MCL)


PCI - X

 Standard

 Bits Depth

 Clock

 Bandwidth

PCI-X 1.0

64bits

66MHz

533MB/s

100MHz

800MB/s

133MHz

1600MB/s

 PCI-X 2.0(DDR)

64bits

133MHz

2132MB/s

PCI-X 2.0(QDR)

64bits

133MHz 

4264MB/s


 필진 소개



윤춘범, Donald Yoon

(앤비젼 Application Engineer)

새로운 분야에 대한 탐구 정신으로 

다방면에서 활약하는 Applicaition Enginner



Posted by 비전만

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