PC外部总线发展史

二、PC外部总线发展史

     本节之所以叫外部总线发展史，是由于老虎将各种总线划分为了内部总线和外部总线，而划分的依据就是总线与处理器之间的关系，直接与CPU连接的称为内部总线，通过北桥与处理器通讯的称为外部总线。

1、ISA总线（Industry Standard Architecture）

　　最早的PC总线是IBM公司1981年在PC/XT 电脑采用的系统总线，它基于8bit的8088 处理器，被称为PC总线或者PC/XT总线。

　　1984年，IBM 推出基于16-bit Intel 80286处理器的PC/AT 电脑，系统总线也相应地扩展为16bit，并被称呼为PC/AT 总线。而为了开发与IBM PC 兼容的外围设备，行业内便逐渐确立了以IBM PC 总线规范为基础的ISA（工业标准架构：Industry Standard Architecture ）总线。

　　ISA总线最大传输速率仅为8MB/s 因此它的弱点也是显而易见的，传输速率过低、CPU占用率高、占用硬件中断资源等，很快使ISA总线在飞速发展的计算机技术中成为瓶颈。

　　因此在1988年，康柏、惠普等9个厂商协同把ISA 扩展到32-bit，这就是著名的EISA（Extended ISA，扩展ISA）总线。EISA 总线的工作频率仍旧仅有8MHz ，并且与8/16bit 的ISA总线完全兼容，由于是32-bit 总线的缘故，带宽提高了一倍，达到了32MB/s .可惜的是，EISA 仍旧由于速度有限，并且成本过高，在还没成为标准总线之前，在20世纪90年代初的时候，就给PCI 总线给取代了。

2、PCI总线（Peripheral Component Interconnect）

　　由于ISA/EISA总线速度缓慢，一度出现CPU 的速度甚至还高过总线的速度，造成硬盘、显示卡还有其它的外围设备只能通过慢速并且狭窄的瓶颈来发送和接受数据，使得整机的性能受到严重的影响。为了解决这个问题，1992年Intel 在发布486处理器的时候，也同时提出了32-bit 的PCI（周边组件互连）总线。

　　最早提出的PCI 总线工作在33MHz 频率之下，传输带宽达到了133MB/s（33MHz X 32bit/8），比ISA 总线有了极大的改善，基本上满足了当时处理器的发展需要。目前计算机上广泛采用的是这种32-bit、33MHz 的PCI 总线。

3、AGP 总线（Accelerated Graphics Port）

　　PCI 总线是独立于CPU 的系统总线，可将显示卡、声卡、网卡、硬盘控制器等高速的外围设备直接挂在CPU 总线上，打破了瓶颈，使得CPU 的性能得到充分的发挥。可惜的是，由于PCI 总线只有133MB/s 的带宽，对付声卡、网卡、视频卡等绝大多数输入/输出设备也许显得绰绰有余，但对于胃口越来越大的3D 显卡却力不从心，并成为了制约显示子系统和整机性能的瓶颈。因此，PCI 总线的补充——AGP 总线就应运而生了。

　　Intel 于1996年7月正式推出了AGP（ 加速图形接口，Accelerated Graphics Port）接口 ，这是显示卡专用的局部总线，是基于PCI 2.1 版规范并进行扩充修改而成，工作频率为66MHz ，1X 模式下带宽为266MB/S，是PCI 总线的两倍。后来依次又推出了AGP 2X 、AGP4X，现在则是AGP 8X ，传输速度达到了2.1GB/S。

4、PCI-Express

　　然而时光飞逝，转眼就到了2004年，新的技术和设备层出不穷，特别是游戏和多媒体应用越来越广泛，PCI 的工作频率和带宽都已经无法满足需求。此外，PCI 还存在IRQ 共享冲突，只能支持有限数量设备等问题。

　　在经历了长达10年的修修补补，PCI 总线已经无法满足电脑性能提升的要求，必须由带宽更大、适应性更广、发展潜力更深的新一带总线取而代之，这就是PCI-Express 总线。

　　Intel 在2001年春季的IDF上，正式公布了旨在取代PCI总线的第三代I/O 技术，最后却被正式命名为PCI- Express ，Express 意思是高速、特别快的意思。

　　2002年7月23日，PCI-SIG 正式公布了PCI Express 1.0 规范，并且根据开发蓝图，在2006年的时候正式推出PCI Express2.0规范。

　　相对于PCI总线来讲，PCI-Express总线能够提供极高的带宽，来满足系统的需求。PCI Express总线2.0标准的带宽如下表所示：

　　经历着这么三代半（AGP总线只是一种增强型的PCI总线）的发展，PC的外部总线终于发展到我们现在看到的PCI-E 2.0，提供了比以往总线大得多的带宽。至于今后总线发展的方向，相信会随着人们对带宽需要的不断增加，而很快来出现。