突破瓶颈：PC北桥扩展PCI-E接口提升高速采集存储性能

本文主要探讨了PC北桥端高速采集存储系统的设计挑战和解决方案。随着PCI、CPCI、VME等传统系统传输速度难以突破400MB/s的限制，为了实现实时、长时间的高带宽采集存储功能，文章选择了基于PCI-E的系统作为研究方向。PCI-E作为第三代接口通信协议，理论上可以提供更高的数据传输速率。 在传统的PC主机架构中，北桥通常只有一个高速PCI-E X16接口。以技嘉主板GA-G31M-ES2C为例，其搭载的G31-ICH7芯片组虽可在南桥上提供四个PCI-E ×1接口，但在实际应用中，由于北桥资源受限，只支持一个PCI-E ×16插槽，南桥也只有单一PCI-E ×1插槽。这导致在仅使用G31/ICH7的情况下，系统只能实现PCI-E 1.0单通道，带宽受限于200MB/s，无法满足高速采集和存储的需求。 文章强调了扩展主机北桥PCI-E接口的重要性，因为这是提升系统性能的关键。例如，Intel的X58芯片组提供了四条PCI-E ×16插槽，支持双通道DDR3内存和PCI-E2.0技术，理论上可实现高达25.6GB/s的双向带宽，这对于高性能采集存储系统非常有利。然而，目前市场上很少有能够充分利用PCI-E ×16带宽的专用采集卡，因此需要通过组合多块采集模块，合理分配资源，来构建一个能满足高速需求的系统。 文章的结构分析部分着重介绍了X58芯片组的系统架构，包括新南桥的支持选项，如ICH10或ICH10R，以及其对PCI-E技术的应用，如支持双GPU协同运行的CrossFire技术，但不支持SLI技术。SLI技术利用PCI-E通道提供更高级别的并行处理能力，与当前北桥接口的局限形成了对比。 总结来说，本研究旨在解决PC北桥扩展PCI-E接口的问题，通过分析现有技术限制和未来的潜在发展方向，为实现高效、高速的采集存储系统提供理论依据和技术路径。同时，也提示了硬件制造商和开发者需密切关注市场上的技术进步，以便更好地满足用户对于实时数据处理和存储的需求。