服务器pci热插拔架构是怎样工作的

热插拔技术就是指在服务器系统正常开机、运行的状态下，对故障配件进行更换、或者添加新的配件，涉及到三个方面的专业术语，那就是热替换(Hot Replacement)、热添加(Hot Expansion)和热升级(Hot Upgrade)。

现在的服务器系统支持热插拔技术的已远不是SCSI硬盘一种了，已在像CPU、内存、网卡、电源和风扇等关键设备中全面支持。但从原理上来说，最底层的技术支持还是像PCI、PCI-X、PCI-E和InfiniBand之类总线技术。

热插拔功能的实现首先需要软、硬件的共同支持，包括有热插拔功能的硬件设备、支持热插拔的操作系统和用户界面、主板BIOS以及支持热插拔功能的PCI总线等等。其中PCI热插拔技术对于网卡、电源、风扇、SCSI设备等热插拔硬件的应用来说意义重大，因为它是这些设备得以实现热插拔功能的基础。当然这里还有一个标准问题，因为PCI总线体系结构的改变就意味着硬件接口标准的改变，所以必须制定统一的工业标准，技术才能获得推广。

自从PCI规范标准化后，PCI热插拔技术也就得到了硬件方面的支持，但它还需要通过软件来完善和实现。首先是操作系统的支持，微软在Windows 2000系统中支持PCI热插拔功能的是“高级配置和电源接口”(ACPI)规范，通过屏蔽每个热插拔控制器来实现硬件的热插拔，以及在线升级(也就是热升级)。惠普在微软的ACPI规范的基础上又做了进一步改进，开发出“PCI Hot Plug Utility”远程管理工具，可以在操作系统不支持热插拔功能的情况下，用统一的管理平台统一调用和管理远程网络系统中的PCI热插拔插槽。而且惠普还对插槽进行了专用集成电路(ASIC)来控制热插拔设备时插槽的电流稳定性。显而易见，HP的ProLiant服务器由此获得了两种软件支持热插拔设备的途径，操作系统或者是PCI Hot Plug Utility管理工具。

有了PCI总线的支持，带电插拔服务器中的SCSI设备、网卡、电源、风扇等自然变得轻而易举。而其它几种目前较新的总线技术都是不同程度地从PCI总线升级得到的，在热插拔方面，不仅完全继续，而且还有相当大的提高，因为它们基本上(不是全部，PCI-X仍属于并行结构)都是从传统的并行向最新的串行接口技术转变，同一时刻的单一传输任务和极少的插针，使得采用这些接口的设备在热插拔时，对系统及自身的影响都远小于并行总线的PCI设备。这些新型的总线技术基本上都很容易地实现了对热插拔技术的支持，就像USB和SATA接口技术一样。正因如此，采用这些新型总线技术的网卡、硬盘阵列卡等设备也就全面继承并扩展了对热插拔技术的支持。

一、特点不同

1、PCI-E X16：是一种高速串行计算机扩展总线标准，能满足将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。

2、PCI-E 2.0：产品均可支持PCI Express 2.0总线技术，X1模式的扩展口带宽总和可达到1GB/s，X16图形接口更可以达到16GB/s的惊人带宽值。

3、PCI-E 3.0：增加了128b/130b解码机制，可以确保几乎100%的传输效率，相比此前版本的8b/10b机制提升了25%，从而促成了传输带宽的翻番。

二、传输速率不同

1、PCI-E X16：采用高速串行工作原理，接口传输速率达到2.5GHz。

2、PCI-E 2.0：在1.0版本基础上更进了一步，将接口速率提升到了5GHz，传输性能也翻了一番。

3、PCI-E 3.0：数据传输率达到8GT/s，大大提高了总线带宽，Intel的Sandy Bridge处理器家族的服务器版本也将原生支持PCI-E 3.0。

三、原理不同

1、PCI-E X16：更高的最大系统总线吞吐量，更低的I/O引脚数量和更小的物理尺寸，更好的总线设备性能缩放，更详细的错误检测和报告机制（高级错误报告，AER）和本机热插拔功能。

2、PCI-E 2.0：采用点对点工作模式，每个PCI设备都有自己的专用传输线路，这样就无需向整条总线申请带宽，可避免多个设备争抢带宽的问题，而在共享结构的PCI系统中却经常会发生多个设备争抢带宽的情况。

3、PCI-E 3.0：数据复用指示、原子操作、动态电源调整机制、延迟容许报告、宽松传输排序、基地址寄存器(BAR)大小调整、I/O页面错误等等，从而全方位提升平台效率、软件模型弹性、架构伸缩性。

参考资料来源：百度百科-pci-e 3.0

参考资料来源：百度百科-PCI Express 2.0

参考资料来源：百度百科-pcie

PCI是一种由英特尔（Intel）公司1991年推出的用于定义局部总线的标准。此标准允许在计算机内安装多达10个遵从PCI标准的扩展卡。最早提出的PCI总线工作在33MHz频率之下，传输带宽达到132MB/s(33MHz * 32bit/8)，基本上满足了当时处理器的发展需要。

随着对更高性能的要求，后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz，传输带宽能达到264MB/s。1993年又提出了64bit的PCI总线，称为PCI-X，目前广泛采用的是32-bit、33MHz或者32-bit、66MHz的PCI 总线，64bit的PCI-X插槽更多是应用于服务器产品。

从结构上看，PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。

管理器提供信号缓冲，能在高时钟频率下保持高性能，适合为显卡，声卡，网卡，MODEM等设备提供连接接口，工作频率为33MHz/66MHz。 PCI总线系统要求有一个PCI控制卡，它必须安装在一个PCI插槽内。

扩展资料：

优缺点：

1、优点：

总线结构简单、成本低、设计简单。

2、缺点：

并行总线无法连接太多设备，总线扩展性比较差，线间干扰将导致系统无法正常工作；当连接多个设备时，总线有效带宽将大幅降低，传输速率变慢；

为了降低成本和尽可能减少相互间的干扰，需要减少总线带宽，或者地址总线和数据总线采用复用方式设计，这样降低了带宽利用率。 PCI Express总线是为将来的计算机和通讯平台定义的一种高性能，通用I/O互连总线。

参考资料来源：百度百科--PCI

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