Cơ hội tìm hiểu các sản phẩm ứng dụng chuẩn giao tiếp thế hệ mới PCI Express: nâng đời máy tính xách tay từ cấp thấp lên cấp cao; sản xuất máy tính xách tay với công nghệ mới nhất, truyền hình độ nét cao trên máy tính. Song trước hết, hãy làm quen với cái gọi là cổng giao tiếp PCI.

Từ PCI đến PCI Express: cuộc cách mạng muộn màng!

So với những bước tiến vượt bậc của các công nghệ máy tính như bộ vi xử lý hay card video,  thì công nghệ truyền dẫn dữ liệu vào ra trong hệ thống máy tính dường như dẫm chân tại chỗ. Kể từ khi kênh truyền dữ liệu PCI xuất hiện vào đầu thập kỷ 90, rất đã có ít sự thay đổi về cách thức trao đổi dữ liệu bên trong máy tính.

Các ổ đĩa cứng, thiết bị ngoại vi, card mạng, soundcard, USB, và cổng Firewire hiện nay đều truyền dữ liệu theo cách thức như thế hệ của dòng máy tính 486 đầu tiên, đường truyền PCI chạy ở xung nhịp 33 Mhz và truyền tải 133 megabit/s dữ liệu. Một ví dụ về công nghệ mới đây, 1 bộ vi xử lý Pentium 4 với bộ nhớ DDRam có thể truyền dữ liệu với tốc độ 2,1 gigabit/giây qua kênh truyền bộ nhớ. Kênh truyền AGP tốc độ 8X cũng có thể truyền dữ liệu ở tốc độ đó. Đây là những công nghệ đã được phát triển đạt đến mức giới hạn của PCI.

Đại diện công ty hàng đầu sản xuất thiết bị card màn hình nVidia ông Han cho biết:" Ngay bản thân công nghệ AGP cũng bị giới hạn bởi băng thông. Khi chuyển sang công nghệ mới PCI Express cho phép truyền dữ liệu số lượng lớn. nó phá bỏ được giới hạn băng thông của công nghệ cũ. Nhờ đó chúng tôi có thể thiết kế máy tính cung cấp video chất lượng cao, trò chơi, đưa công nghệ tính toán sang một cấp độ mới".

Một câu hỏi đặt ra là tại sao trong suốt 10 năm qua, không có sự thay đổi nào với kiến trúc kênh truyền dữ liệu PCI. Một lý do duy nhất, nó làm việc rất hiệu quả. PCI cung cấp một nền tảng ổn định và linh hoạt cho phần cứng và các nhà phát triển phần mềm xây dựng ứng dụng trên đó trong 1 thập kỷ. Những ai còn nhớ thời trước khi có Windows 95 và trước thời các thiết bị có thể cắm và chạy Plug and Play đều hiểu tại sao máy tính lại trở nên phổ biến kể từ sau thời điểm đó. Nhưng giờ đây, sự ổn định đã nhường chỗ cho nhu cầu băng thông ngày một lớn: phải có một cách thức mới trong truyền dữ liệu vào ra.

Lấy các công nghệ phổ biến như RAID, SCSI và giờ đây là Gigabit Ethernet… Tất cả các công nghệ truyền dữ liệu này đang cố gắng đẩy một khối lượng thông tin thông qua kênh truyền rất hẹp PCI 133 megabit/giây. Rõ ràng đây là một điểm giao thông thắt nút cổ chai. Quý vị có thể hình dung trường hợp này với thực tế của những chiếc ô tô đời mới, công suất lớn lại phải chạy trên những con đường nhỏ, hẹp, tốc độ bị giới hạn.  PCI Express ra đời đúng như trời hạn gặp được cơn mưa vậy!

Ông Eugene Ahn-công ty Altera khẳng định:" Công nghệ PCI Express là lời giải cho sự giới hạn băng thông dữ liệu máy tính. Nếu bạn sử dụng công nghệ PCI như hiện nay, bạn sẽ gặp sự giới hạn tốc độ đường truyền, hạn chế chất lượng dịch vụ. Khi bạn chuyển sang dịch vụ cung cấp Video trực tuyến, các chương trình Liveshow, bạn cần đảm bảo chất lượng dịch vụ, đảm bảo tốc độ truyền, xử lý dữ liệu trong máy tính, thì bạn phải cần đến công nghệ truyền dữ liệu thế hệ mới PCI Express.  Sử dụng công nghệ này, giải pháp Eugene của chúng tôi cho phép  cùng một lúc máy tính tiếp nhận và xử lý 2 nguồn tín hiệu analgog và số".

PCI Express hay còn gọi là công nghệ I/O thế hệ thứ 3 là một cổng kết nối tuần tự 2 chiều, vận chuyển dữ liệu dưới dạng gói, tương tự như cách truyền dữ liệu qua các kết nối Ethernet. Mỗi card PCI Express gồm 2 làn truyền dữ liệu lên và xuống. Mỗi làn có thể truyền 2,5 gigabit/s mỗi hướng. Tốc độ truyền liên tục tương đương 200 megabit/giây.

Công nghệ PCI Express đã ra đời, tạo ra một kênh truyền dẫn dữ liệu tốc độ cao đáp ứng các nhu cầu tính toán mới. Kiến trúc PCI Express đáp ứng tất cả các yêu cầu về kênh truyền dữ liệu vào ra tốc độ cao. Những tính năng tiên tiến, khả năng mở rộng cho phép kiến trúc này trở thành một giải pháp truy xuất dữ liệu vào ra thống nhất trên nhiều nền tảng thiết bị khác nhau: để bàn, di động, máy chủ, truyền thông, máy trạm và các thiết bị nhúng.

Ông Eugene Ahn cho biết:"Bạn có thể thấy nhu cầu ứng dụng PCI Express rất lớn thị trường truyền thông, thị trường Video, truyền hình, phát thanh, từ các khách sạn. Rất nhiều cơ hội cho công nghệ kênh giao tiếp PCI Express".

Truyền hình với PCI Express

Việc xem truyền hình trực tiếp trên máy tính không phải là chuyện mới, nhưng xem truyền hình độ phân giải cao lại thực sự là một bước tiến của công nghệ máy tính. Cái khó để thu và phát truyền hình độ nét cao không phải ở tốc độ xử lý của bộ vi xử lý, dung lượng bộ nhớ hay ổ cứng mà chính là kênh truyền dữ liệu vào ra bị giới hạn. Hãng Micronas với sản phẩm Eugene ứng dụng công nghệ giao tiếp PCI Express đã tạo ra một bước đột phá trong thu phát truyền hình trên máy tính.

"Trong hai kênh tín hiệu truyền hình: Một Analog, một digital các bạn có thể xem đây là bản giới thiệu tổng quát các kênh. Hệ thống đang quét các kênh có thể cung cấp. Từ đó bạn có thể chọn lựa kênh mình muốn xem. Cái chúng tôi muốn trình diễn là khả năng thu phát hai kênh truyền hình, đồng thời bạn có thể phóng to kênh TV lên chế độ trên màn ảnh. Nhưng đây chỉ là truyền hình tiêu chuẩn mà thôi. Còn đây là chiếc máy tính thu phát chương trình truyền hình  BBC của Anh. Bạn sẽ có một bộ dò chương trình duy nhất, một bộ chuyển đổi tín hiệu kỹ thuật số tiêu chuẩn DVBT, truyền tín hiệu truyền hình số vào máy tính thông qua cổng PCI Express của Engene. Và việc giải mã tín hiệu số chỉ   sử dụng phần mềm bên trong máy PC không cần phải có chip giải mã nào Mepeg2 như các giải pháp hiện nay", - ông Eugene Ahn nói.

PCI Express cho máy tính xách tay?

Bạn tự hào với chiếc máy tính xách tay đời mới nhất của mình: Centrino, màn hình LCD độ nét cao, công nghệ bluetooth, đồ hoạ Radeon…! Chúc mừng bạn, nhưng bạn có chắc rằng, đó đã là những công nghệ mới nhất! Xin tiết lộ với bạn là những chiếc máy tính đời mới nhất đều được thiết kế với công nghệ cách đó tối thiểu là 9 tháng.

Tại sao vậy, vì việc thiết kế, tích hợp các công nghệ, thử nghiệm… trên một máy tính xách tay thông thường mất chừng đó thời gian. Song, giờ đây, với việc ứng dụng công nghệ PCI Express, hãng nVidia với sản phẩm cạc đồ hoạ nổi tiếng GeForce đã rút ngắn tối đa thời gian đưa công nghệ ra thị trường.

Ông Han cho biết:" Với bo mạch chủ MXM dựa trên công nghệ PCI Express. Bo mạch chủ thì được cấu hình gồm các linh kiện cơ bản. Đâu là lợi ích mà công nghệ giao tiếp PCI Express có thể mang lại? Nó sử dụng cho máy tính xách tay và có thể nâng cấp sau này. Lợi ích của công nghệ này là do việc thiết kế máy tính xách tay thông thường mất rất nhiều thời gian và do đó các kĩ sư thiết kế thường phải chọn công nghệ đã ra đời chín  tháng trước đó. Còn giờ đây với công nghệ mới này, họ có thể lựa chọn công nghệ ngay thời điểm nó chuẩn bị tung ra thị trường. Khi muốn cập nhật hay nâng cấp công nghệ mới, các kỹ sư chỉ việc thay thế card mở rộng này mà thôi". 

Mấu chốt của giải pháp này là việc tách các công nghệ mở rộng ra khỏi bo mạch chủ. Bo mạch chủ lúc đó chỉ gồm những thành phần cơ bản của máy tính. Các công nghệ mở rộng sẽ được thiết kế trên một card riêng giao tiếp thông qua kênh PCI Express. Một câu hỏi đặt ra là tại sao người ta không làm điều này trước đây? Đơn giản là chỉ khi có PCI Express, tốc độ truyền dữ liệu được tăng tốc, các kỹ sư mới có thể chuyên biệt hoá thành phần mở rộng và thành phần cơ bản của máy tính.

Cũng với ý tưởng như vậy, hãng Texas Instruments lại triển khai công nghệ cổng giao tiếp PCI Express cho việc lên đời máy tính xách tay. Nghĩa là bạn có thể mua máy tính xách tay rẻ tiền với cấu hình và tính năng cơ bản, khi có điều kiện về kinh phí bạn có thể nâng cấp bằng việc mua các thiết bị ngoài như DVD, ổ đọc thẻ nhớ, hay camera...

Đại diện Hãng Texas Instruments Javed Ahmad cho rằng:"Bạn có thể dùng máy tính xách tay hoặc là một máy tính phiến mỏng hoặc ổ đĩa cắm thêm. Nếu máy tính xách tay của bạn được thiết kế cổng PCI Express. Trong trường hợp này, đây là máy tính HP có trang bị khe cắm PCI Express, đây là giắc cắm PCI Express do hãng chúng tôi thiết kế. Kết nối với thiết bị mở rộng thông qua giây cáp PCI Express. Trong thiết bị mở rộng này, các bạn có ổ đĩa DVD, Camera kết nối qua cổng fiwire 1394. Các bạn có thể xem tín hiệu đầu ra của Camera này trên màn hình máy tính. Đây là thẻ nhớ đang chạy bộ phim. Còn phía trên là chương trình từ ổ đĩa DVD. Tất cả chương trình đó điều chạy thông qua dây cáp PCI Express".

Một ứng dụng cụ thể, chẳng hạn, những chiếc máy tính giá rẻ dưới 500 USD. Trên những chiếc máy tính này, sẽ không có nhiều tính năng mà chỉ có cấu hình cơ bản do người mua chỉ có một ít kinh phí. Nhưng khi có thêm tiền, họ có thể mua thiết bị mở rộng này để có các tính năng cần thiết. Anh đúng khi nói rằng, tại sao tôi phải mua thiết bị này khi máy tính xách tay của tôi đã có đầy đủ các tính năng. Thiết bị mở rộng này chỉ dành cho máy tính cấu hình thấp, giá rẻ mà thôi.                                                                                                              

Có bạn sẽ hỏi rằng có điều gì khác biệt giữa ổ đĩa cứng, hay ổ DVD gắn ngoài sử dụng cổng giao tiếp USB, Firewire với những thiết bị mở rộng tương tự sử dụng cổng PCI Express. Tưởng là giống nhau, mà khác nhau cơ bản đấy! Với cổng giao tiếp thông thường, việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị mở rộng bên ngoài và máy tính không mang tính liên tục, và tốc độ cao.

Trong khi cổng PCI Express lại cho phép làm điều đó. Một ví dụ điển hình là ổ cứng ngoài sử dụng cổng USB, Firewire chỉ cho phép chứa dữ liệu, không thể xử lý trực tiếp những dữ liệu như video, audio. Mặt khác thông qua cổng giao tiếp tốc hành PCI Express, các nhà thiết kế máy tính xách tay, để bàn lại có nhiều cơ hội để thi thố các ý tưởng của mình.

Ông Javed Ahmad  khẳng định:" Lợi ích đối với các nhà sản xuất PC trong trường hợp này, chẳng hạn chiếc máy tính này không hề có ổ đĩa cứng nào. Tất cả chỉ có, như anh có thể thấy  bộ vi xử lý và chipset. Còn đây là bộ nhớ, cơ bản là bạn có thể giảm kích cỡ bo mạch chủ này, vì chúng ta không cần sử dụng nhiều tính năng tích hợp sẳn trên bo mạch. Vì vậy, bo mạch chủ sẽ nhỏ hơn, chi phí thấp hơn. Với ý tưởng đó, bạn sẽ có máy tính giá rẻ. Còn với thiết bị mở rộng Modular Hub, bạn có thể lựa chọn thêm trên thị trường khi có nhu cầu".

Đến với Diễn đàn các nhà phát triển Intel, không chỉ đến với công nghệ PCI Express. Trong các chương trình tới SLCCTL sẽ có cơ hội tiếp cận, khám phá các công nghệ đáng chú ý như bộ vi xử lý đa lõi Multicore, các ứng dụng giải trí số vô cùng thú vị.

Thành Lưu (VTV)