PCI-Express-Switches

Praxis & Tipps | Tipps & Tricks

In Mainboard-Tests in der c’t ist manchmal von PCI-Express-Switches die Rede, manchmal aber von Umschaltern. Gibt es da einen Unterschied?

Ja. Ein simpler Umschalt-Baustein arbeitet statisch; er dient üblicherweise dazu, die Zahl der PCIe-Lanes pro Steckfassung je nach Bestückung zu ändern. Typischer Einsatzfall ist ein Mainboard mit zwei PEG-Slots für PCIe-x16-Grafikkarten, bei dem der PCIe Root Complex im Prozessor insgesamt aber nur 16 PCIe-Lanes besitzt. Kommt nur eine Grafikkarte zum Einsatz, erhält diese sämtliche 16 Lanes. Werden beide PEG-Slots benutzt, schaltet der Umschalter acht Lanes vom ersten zum zweiten um, sodass beide jeweils acht Lanes verwenden können. Pro Karte steht dann die halbe Datentransferrate zur Verfügung.

Würde man stattdessen einen PCIe-Switch verwenden, könnte man beide x16-Karten mit je 16 Lanes mit dem x16-Port der CPU verbinden. Dann könnte jede Karte die volle Datentransferrate nutzen, aber nicht gleichzeitig mit der anderen Karte.

Welches Verfahren vorteilhaft ist, hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Umschalter sind viel billiger als Switches und nehmen wenig Leistung auf. Ein Switch kann im Betrieb mehrere Watt schlucken, für das Beispiel wäre ein Switch-Chip mit 48 Lanes und drei Ports nötig. Manche Switch-Chips optimieren die Kommunikation zwischen den Ports: Sie erlauben der CPU, bestimmte Befehle an beide PCIe-Geräte gleichzeitig zu senden, oder ermöglichen die Kommunikation der PCIe-Geräte untereinander, ohne die CPU bei der Arbeit zu stören. (ciw)

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