Le bus PCI Express

Les bus d'extension

Pour communiquer avec les composants d'un ordinateur, le processeur utilise des bus de données. Ces bus sont des chemins transportant les bits à très grande vitesse. Différents types de bus ont été inventés depuis que les ordinateurs existent dont Isa, Eisa, Mca, Vlb, Pci et Agp.

Le dernier bus à avoir vu le jour est le Pci Express. Ce dernier est un bus d'extension comme le Pci et l'Agp. En clair, cela signifie qu'il permet de connecter de nouveaux périphériques à l'ordinateur. Deux caractéristiques principales permettent de différencier ces bus : le nombre de bits transmis simultanément et la fréquence de fonctionnement.

Le bus Pci Express

L'histoire du Pci Express est intimement liée à celle du Pci, puisqu'il est un prolongement de ce dernier. Le bus Pci est une création d'Intel qui est arrivé sur le marché en juin 1992. Ce bus d'extension a été très vite adopté par les constructeurs pour connecter les cartes graphiques, les cartes son, les disques durs et autres périphériques.

Par la suite, la vitesse de transfert du Pci s'est avérée trop faible pour les nouvelles cartes graphiques ainsi que certaines applications 3D. Il fallait donc proposer un remplaçant au Pci. C'est alors qu'Intel a conçu le bus Agp qui accroit significativement le taux de transfert des cartes graphiques.

Quant au Pci Express, il a été lancé par Intel en 2002 pour faire face aux évolutions technologiques de l'Ethernet de gigabit ainsi que des technologies de réseau. Le nouveau bus a un taux de transfert suffisant pour prendre en charge les nouvelles applications. Consommant moins d'électricité, le bus Pci Express a été conçu pour remplacer le Pci et l'Agp. Il n'est pas compatible avec les connecteurs du Pci classique, mais l'est avec les logiciels de ce dernier. Ainsi, aucune évolution n'est nécessaire au niveau de ces logiciels pour prendre en charge le nouveau bus.

Les spécificités du Pci Express

À ses débuts, le Pci Express était connu sous le nom de 3gio. Ce nouveau bus constitue une véritable innovation dans le domaine de la transmission des données. Plusieurs éléments différencient le Pci Express du Pci classique. Toutefois, la différence la plus importante se situe au niveau de la méthode utilisée pour transférer les données. Le Pci classique utilise la communication parallèle pour transporter les bits d'un point à un autre.

Cette méthode consiste à transmettre plusieurs bits à la fois au moyen de fils disposés en parallèle. Ce mode de transmission était innovant à l'époque puisqu'il permettait de transférer une plus grande quantité de données à la fois. Cependant, il avait un handicap : il n'était pas possible d'atteindre certaines fréquences de fonctionnement avec ces bus en raison des interférences magnétiques qui se produisent lors de la transmission des bits. Or, le taux de transfert dépend également de la fréquence d'horloge. Ainsi, les bus Pci ne peuvent atteindre certains taux de transfert. En outre, les fils utilisés pour la transmission en parallèle ne sont pas de la même longueur. Par conséquent, les données transmises n'atteignent pas le récepteur au même moment. Ce dernier doit pourtant attendre de recevoir toutes les données avant de les traiter, ce qui fait perdre du temps.

Le bus Pci Express ne rencontre pas ces problèmes car il n'utilise pas la communication parallèle mais plutôt la communication périodique (un bit transmis à la fois). Un bus Pci Express comprend deux fils : un fil de transfert et un fil de masse. Avec ce dispositif, on peut atteindre des fréquences très hautes pour transférer beaucoup plus de données. Il faut ajouter à cela le fait que le Pci Express adopte la communication en duplex. Cela signifie qu'il utilise des fils différents pour la transmission et pour la réception de données, contrairement au Pci classique.

Les vitesses de transfert

Avant de parler du taux de transfert du Pci Express, il faut se familiariser avec la notion de « lane ». Le Pci Express est constitué de plusieurs « lanes ». Une lane est une paire de fils servant à transmettre ou à recevoir des données, car le Pci Express utilise la communication en duplex. Le système de codage utilisé lors du transfert est le 8b/10b, le même que celui des réseaux gigabits et Ethernet. Chaque lane permet de transmettre 250 Mb en une seconde. Ainsi, plus un bus Pci Express a de lanes, plus son taux de transfert est élevé. Pour indiquer le nombre de lanes d'un bus, on utilise les mentions : x 1, x 2, x 4, x 8, x 16 et x 32. Ainsi, comme exemple, un Pci Express x 4 (4 lanes) a un taux de transfert de 250 x 4 = 1 Gigabit/s.