Линии PCI-E — конфигурации платформ AMD AM4 и sTRX4, Intel LGA1200 и LGA2066 | Материнские платы | Блог
Линии PCI-E и не только
Линии — это дорожки, использующие две сигнальные пары для отправки и приема данных, по которым материнская плата обменивается информацией со слотами PCI-Express, процессором, контроллерами SATA, USB. PCI-E — самый быстрый слот. Кроме видеокарты, к линиям PCI-E могут подключаться твердотельные накопители, модули Bluetooth, Wi-Fi, различные адаптеры.
Каждая линия, как дорога, может пропустить только ограниченное количество трафика в секунду. Для нормального функционирования видеокарты под интерфейс PCI-E 3 и 4 поколения необходимо от 8 до 16 линий. Скоростные линии обмена данных используют и твердотельные накопители. Если установить 2 видеокарты в слоты PCI-E х16 или одну видеокарту и файловый накопитель NVMe M.2, каждое устройство будет использовать по 8 линий.
Сколько бывает линий
Материнская плата может поддерживать 64 линии PCI-E, но не все они используются для работы видеокарт.
Например, процессоры AMD серии Ryzen поддерживают 24 линии и только 16 для слотов PCI-E х16, соответственно 8 линий отводится под другие устройства. Чем выше класс материнской платы, тем больше линий она поддерживает, тоже можно сказать и о процессорах. Не все линии доступны для пользователей, до 10 низкоскоростных линий 2.0 обычно используются для связи процессора с чипсетом материнской платы.
При одновременной работе нескольких накопителей часто не хватает пропускной способности линий, особенно когда они объединены в Raid. При подключении 6 SATA устройств, рекомендуется использовать адаптер для слота PCI-E. Если установлена память NVMe M.2 и заняты все SATA-порты, также желательно использовать 8 дополнительных линий, подключившись к слоту PCI-E х16.
Основные потребители линий PCI-E
PCI-E x16 — слот используется для подключения видеокарт, PCI-Express SSD, M.2.
PCI-E x4 и х8 — предназначены для скоростной передачи данных объемом 4–8 ГБ/с.
В эти слоты подключают твердотельные накопители через RAID-контроллеры или карту расширения USB.
PCI-E x1 — используют в основном для подключения Wi-Fi и звуковых карт. Скорости слота третьего поколения — почти 1 ГБ/с, хватает для передачи качественного сигнала.
Сколько линий нужно современной видеокарте
Пропускная способность PCI-E первого поколения линии — 250 МБ\с, второго — 500 МБ\с, третьего — 984,6 МБ\с, четвертого — 1969 МБ\с. В последнее время второй слот PCI-E х16 все чаще используют для подключения накопителей данных M.2. Пропускная способность 8 линий третьего поколения равна 7 872 МБ\с, чего вполне достаточно для большинства современных игр и графических редакторов.
AMD AM4
Процессор | APU Bristol Ridge | Ryzen |
PCIe 3. | 8 линий | 16/8+8 линий |
PCIe 3.0 | 2 линии | 2/4 линии |
SATA600 | 2 порта | 2/0 порта |
USB 3.0 | 4 порта | 4 порта |
0Это новая единая платформа для бюджетных и высокопроизводительных гибридных процессоров. APU — микропроцессорная архитектура от AMD, объединяющая центральный и графический процессор в одном кристалле. Socket AM4 с микроархитектурой Zen появился в 2016 году. Платформа поддерживает память DDR4, до 24 линий PCI-E за счет материнской платы и до 64 за счет процессоров. Сокет работает с 9 наборами логики: Z2, b550, x570, x470, X370, B550, B450, B350, А320.
Чипсет | Линии PCI-E за счет процессора | Линии PCI-E за счет материнской платы | Версия PCI-E |
| TRX40 | 64 | 24 | 4.0 |
| X339 | 64 | 10 | 3.0 |
| X570 | 24 | 16 | 4.0 |
| X470 | 24 | 8 | 4.0 |
| X370 | 24 | 8 | 3. |
| B450 | 24 | 6 | 4.0 |
| B350 | 24 | 6 | 3.0 |
| A320 | 24 | 4 | 3.0 |
| X300 | 24 | 3.0 | |
| A300 | 24 | 4 | 3.0 |
0TRX40 и X399 поддерживают наибольшее число линий — по 64, но X399 работает только с 10 линиями PCI-E, идущими с материнской платы, у TRX40 таких 24, к тому же он работает с 4 версией PCI-Express. У остальных наборов логик 24 линии от процессора и 4–16 за счет материнской платы.
AM4 кардинально отличается от архитектуры своей предшественницы AM3 Plus и больше напоминает материнские платы FMX или LGA 1150. Поддержка чипсетов PCI-E 3.0 осуществляется только за счет линий, идущих непосредственно от процессора. Минимальное количество линий с любым APU — 16. Видеокарта может использовать 16 или 8 + 8 линий в разных слотах PCI-E. На этой материнской плате можно установить высокоскоростной твердотельный накопитель без использования PCI-E-линий. Для M.2 есть 2 высокоскоростные линии, ведущие от чипсета к процессору.
Дополнительные линии: 4 для порта SATA и 4 для USB 3.0. Если отказаться от SATA, освободится 4 линии ввода-вывода для установки дополнительного NWME M.2.
sTRX4
Ryzen Threadripper 4, вышедший в ноябре 2019 года, обеспечивает работу 8–32 ядерных APU третьего поколения, созданных по 7-нанометровому техпроцессу.
Socket TR4 — первый чипсет AMD, созданный в формате LGA для домашнего использования.
До этого LGA-разъемы применялись только в серверных форматах.
На новой платформе увеличено количество доступных линий контроллера PCI-E 4.0 до 64. Из них 8 используются для связи материнской платы и процессора, 48 линий могут быть задействованы под слоты PCI-E, оставшиеся 8 линий отвечают за подключение SATA, M.2 и 4 портов USB 3.2. Интерфейс DDR-памяти модернизирован до версии 4.0, Максимальным объемом 2 Тб поддерживается UDIMM, RDIMM и LRDIMM, ECC.
Работу системной логики на материнской плате обеспечивает чипсет AMD TRX40, позволяющий подключить дополнительные 16 линий PCIe 4.0 с процессорами Ryzen Threadripper. Эти линии могут быть использованы для работы портов USB, NVMe и SATA3. Таким образом, sTRX4 максимум поддерживает 72 линии.
Intel LGA1200
В Intel LGA1200, выпущенном в 2020 году, максимум можно задействовать 40 линий PCI Express 3.0. При использовании процессоров серии Coffee Lake-S Refresh и Comet Lake-S поддерживается 16 линий PCI Express, Rocket Lake-S — 20 линий.
От чипсета идет 24 линии, от CPU только 16. Возможные конфигурации PCI-Express: ×16, ×8+8, ×8 + ×4х2. На SATA 3.0 + 14 USB портов приходится от 4 до 8 линий в зависимости от набора логики, 2 линии отводится на оперативную память, DMI 3.0 — 4 линии.
В основу платформы легли новые наборы логики 400-й серии: B460, h570, Q470, Z490, W480.
Наименьшее количество линий получил набор логики Intel h510. Общее число (HSIO) — 30, линий PCIe 3.0 — 22, для SATA 3.0 только 4 линии.
Intel LGA2066
LGA2066 — платформа 2017 года, поддерживающая процессоры без интегрированного графического ядра, поколения Skylake-X и Kaby Lake-X. Для работы используется набор системной логики X299. Линий PCIe 3.0 от 16 до 48.
7640X и 7740 — 16 линий.
7920X–7980 — 44 линии.
9800X–9980 — 44 линии.
10900X–10980X — 48 линий.
Младшие модели процессоров поддерживают 16 линий PCI-E. Максимальный объем памяти DDR4 — 64 Гб.
С процессорами Intel Core 7800X и 7820 на PCI-E выделяется 28 линий и поддерживается до 128 Гб DDR4. С остальными процессорами чипсет позволяет активировать 44 и 48 линий, из которых 28 отводится под слот PCI Express 16, остальные на 8 портов SATA, 10 USB 3.0 или 14 USB 2.0 и интегрированный сетевой адаптер.
Линии PCIe – что это. Как работают, для чего необходимы
Выбирая материнскую плату, мы обязательно обращаем внимание на количество и тип разъемов для установки различных устройств, от видеокарты и SSD до самых разнообразных контроллеров и адаптеров. Одним из параметров этих разъемов, помимо физического размера, является конфигурация интерфейса, выведенного на них. Давайте немного углубимся сегодня в эту тему, а точнее, поподробнее поищем ответ на вопрос линии PCIe – что это, для чего это, и сколько этого вообще надо.
Исходные данные
Как вы уже поняли, сегодня речь про интерфейс PCIe, он же PCI-Express. Благо никакой другой сейчас по сути не используется.
Все еще можно встретить редкие материнские платы с устаревшим PCI, но это специфические модели для работы с античными устройствами, которые по разным причинам заменить не представляется возможным.
Ну и как было сказано в названии, в первую очередь сделаем упор на линии PCIe. Нас интересует, зачем их несколько, сколько оных нам надо и как их использовать.
История PCI-Express
Не буду углубляться в этапы развития этого интерфейса, но кратко все же надо пробежаться по версиям PCI-Express, дабы иметь представление, о чем речь и каковы перспективы.
Первая базовая спецификация PCI-Express была представлена в июле 2002 года. Устройства, работающие с этим интерфейсом, используют двунаправленную последовательную связь типа «точка-точка». Применяется низковольтная дифференциальная передача сигнала (LVDS) по двум проводникам. Собственно, это и есть та самая линия. Это полнодуплексная связь, т. е. передача сигнала и в одну, и противоположную сторону может выполняться одновременно на полной скорости.
«Скорость», т. е. пропускная способность первой версии интерфейса составляла 2.5 ГТ/с (гигатранзакции в секунду). Для того, чтобы перевести это значение в более привычные Гига/Мега байты или биты, надо учитывать кодировку 8b/10b. Каждый байт (8 бит) исходных данных дополняется двумя битами, превращая 8-битные слова в 10-битные. Это необходимо для контроля целостности информации и некоторых служебных нужд. В итоге, пропускная способность PCI Express 1.0 составляет 250 МБ/с.
Вторая версия PCI-Express появилась в 2007 году. Скорость передачи удвоилась, достигнув 5 ГТ/с или 500 МБ/с при той же системе кодирования данных.
Больше изменений произошло с выходом 3-й версии этого интерфейса в конце 2010 года. Скорость передачи составила 8 ГТ/с, но реальный прирост все равно практически удвоился. Это было достигнуто за счет перехода на кодирование 128b/130b. Фактически, в предыдущих генерациях интерфейса 1/5 часть пропускной способности тратилась на служебную информацию. За счет перехода на новую систему кодирования «ширина» канала для передачи данных увеличилась.
В 2019 году свет увидела 4-я версия PCIe, где опять удвоилась скорость передачи до 16 ГТ/с, что стало составлять 1 969 ГБ/с на одну линию. Этот интерфейс уже появился на материнских платах последних поколений и используется современными видеокартами и высокопроизводительными твердотельными накопителями.
На горизонте PCIe 5.0 с очередным удвоением пропускной способности до 32 ГТ/с, или 3 938 ГБ/с. Ведутся работы и над PCIe 6.0.
Что такое линия PCIe
В простейшем виде — это некое соединение между двумя устройствами в виде двух проводов, по одному данные передаются в одну строну (условно, от «устройства 1» к «устройству 2»), по второму – в обратную сторону. При этом работа идет в дуплексном режиме, т. е. и «туда», и «обратно» информация передается на полной скорости. Наличие шин питания, специализированных сигнальных контактов сейчас опускаем.
Аналогия 1 — автомобильная дорога. В данном случае это двухполосное (по одной полосе в каждую сторону) шоссе.
Аналогия 2 – проводной Ethernet, основанный также на паре проводников. Это в минимальной конфигурации. В реальности же PCIe может использовать 1/2/4/8/16 линий связи.
Уровни PCIe
Если уж мы сравниваем PCIe с сетевым протоколом, то, наверное, должны быть тут и уровни, или слои? Ну там физический, канальный… В общем то да, тут их 4, которые давайте кратко рассмотрим.
Application Layer
Нижний уровень, на котором формируется пакет данных с заголовком (Header+Data) для передачи от одного устройства к другому. По сути, программный слой, задача которого только подготовить информацию к передаче на следующий уровень.
В случае приема из полученного пакета извлекаются присланные данные, которые затем используются пользователем (приложением) по назначению.
Transaction Layer
При отправке данных полученный блок информации с заголовком (Header+Data) дополняется кодом проверки ECRC (End to End Cyclic Redundancy Check). При приеме этот код может быть сравнен с контрольным вычисленным значением для подтверждения того, что блок данных поступил без искажений.
Data Link Layer
На этом уровне формируется уникальный двухбайтовый номер (Sequence Number) пакета, который может понадобиться при неуспешной отправке данных. Затем к нему добавляется информация, полученная от Transaction Layer (Header+Data+ECRC), и добавляется код LCRC (Local Cyclic Redundancy Check), используемый для проверки целостности данных от предыдущего уровня.
При приеме производится проверка кода LCRC, и если ошибок нет, то источнику передается сигнал ACK (ACKnowledge) об успешной передаче. Если же обнаружена проблема, то посылается сигнал NAK (Not AcKnowledge), означающий, что пакет с данным номером (Sequence Number) должен быть передан заново.
Physical Layer (физический уровень)
Последний уровень осуществляет согласование условий приема необработанных пакетов (PLP — Physical Layer Packets), то есть определение ширины полосы и ее частоты для связи с другим устройством.
Во время передачи данных информация, поступившая с предыдущего уровня (Header+Data+ECRC+LCRC), предваряется стартовым байтом, который, по сути, информирует получателей о начале блока данных.
Аналогично, по окончании передается еще один байт, информирующий о конце передачи блока информации.
При приеме данные начальный и конечный байты позволяют определить блок данных.
Как выполняется контроль целостности данных
При передаче или приеме данных важно быть уверенным, что информация не была повреждена в процессе перемещения пакета информации от одного устройства к другому. Для контроля используются специальные коды проверки целостности.
Для версий PCIe 1.0 и 2.0 использовалась кодировка 8b/10b. Начиная с 3-й версии интерфейса используется 128b/130b. Это значит, что в старых версиях PCIe каждый байт дополнялся двумя служебными битами, а PCIe 3.0 и последующие дополняют каждые 128 бит двумя служебными битами.
Что это дает? При кодировании 8b/10b 20% пропускной способности шины тратится на передачу служебной информации. Кодировка 128b/130b позволяет уменьшить эти потери до 1.5%.
На иллюстрации выше показано начало таблицы кодирования данных при использовании кодировки 8b/10b.
Исходный байт разделяется на две части. Младшие 5 бит дополняются одним контрольным, в свою очередь также старшие три бита также дополняются еще одним. В результате имеем формулу 5b/6b и 3b/4b.
Принцип кодирования – тема объемная, и если ее и рассматривать, то в отдельном материале.
Как рассчитать скорость передачи
Зная версию интерфейса и частоту его работы, можно определить скорость передачи PCIe. Округленные значения разных версий этого интерфейса приведены в таблице:
| Версия PCIe | Частота (ГТ/с) | Тип кодирования | Скорость передачи (ГБ/с) | ||||
| x1 | x2 | x4 | x8 | x16 | |||
| PCIe 1.0 | 2.5 | 8b/10b | 0.25 | 0.5 | 1 | 2 | 4 |
| PCIe 2.0 | 5 | 8b/10b | 0.5 | 1 | 2 | 4 | 8 |
| PCIe 3.0 | 8 | 128b/130b | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 |
PCIe 4. 0 | 16 | 128b/130b | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 |
| PCIe 5.0 | 32 | 128b/130b | 4 | 8 | 16 | 32 | 53 |
| PCIe 6.0 | 64 | 128b/130b | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 |
Если есть желание, можно вычислить поточнее скорость передачи в каждом случае.
Формула расчета довольно проста:
BW (МБ/с) = FR (МТ/с) * EN * 1B/8b
Где:
- BW – искомая скорость передачи в МБ/с
- FR – частота шины в ГТ/с
- EN – тип кодирования
Например, для PCIe 2.0 вычислим скорость передачи одной линии интерфейса:
BW = 5000 * 8/10 * 1/8 = 5000 * 0.8 * 0.125
BW = 500 МБ/с
Если же надо выяснить скорость передачи для PCIe 3.0, то расчет будет таким:
BW = 8000 * 128/130 * 1/8 = 8000 * 0.985 * 0.125
BW = 985 МБ/с
Это скорость одной линии. Если оных несколько, то просто перемножаем полученное значение на количество линий PCIe.
Так, в варианте x4 (например, для SSD) максимальная скорость передачи составит 3 940 МБ/с). Соответственно, максимальная скорость для видеокарты, работающей с 16-ю линиями будет уже 15 760 МБ/с.
Надо оговориться, что это теоретическая пропускная способность. В реальности она несколько ниже, т. к. в расчетах мы не приняли во внимание передачу стартового и стопового байтов, заголовка, проверочных кодов.
Сколько линий PCIe необходимо?
Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо определиться с конфигурацией будущей системы. Я сейчас не затрагиваю тему разгона, ибо это несколько иной подход к выбору материнской платы, а исхожу из требований к использованию каких-либо плат расширения. Вариант офисного компьютера также оставлю за рамками разговора, т. к. в большинстве случаев достаточно минимальной конфигурации с использованием встроенного в процессор видеоядра и установка каких-либо дискретных адаптеров скорее всего не планируется.
Если будущий ПК предназначен для сборки игровой системы нижне-среднего уровня без разгона и использования флагманских CPU и GPU, то будет использоваться только внешняя видеокарта в сочетании с 1-2-3 накопителями.
Значит, рассматривать можно платы, начиная с младших чипсетов. Даже у них есть возможность установки некоторых дополнительных адаптеров.
А кстати, сколько вот для этих «некоторых дополнительных адаптеров» линий-то нужно? Давайте попробуем свести это в табличку:
| Плата расширения | Кол-во линий PCIe |
| Видеокарта AMD/NVidia | 16 |
| RAID-контроллер | 4-8 |
| SSD PCIe x4 | 4 (каждый) |
| Адаптер SSD M.2 накопителей | 4-8 |
| Звуковая карта | 1 |
| Адаптер USB 3.2 Gen1 | 1-4 |
| Адаптер USB 3.2 Gen2 | 4 |
| Адаптер eSATA | 1 |
Это не весь возможный перечень. При необходимости, можно установить адаптер LPT и прочих портов, дополнительный сетевой контроллер и т. п. Как бы то ни было, надо точно знать, какой разъем для такой платы нужен и сколько линий PCIe он требует.
Если же выбор останавливается на топовом железе, то в любом случае в вашем распоряжении будет максимально возможное количество линий, и остается только не выйти за их лимит, утыкивая материнскую плату разнообразными адаптерами, накопителями и т.
п.
Подробнее про линии процессоров и чипсетов
Давайте от теории поближе к практике. Мы уже выяснили, что фактически «владельцами» линий PCIe являются процессор и чипсет, хотя никто не запрещает другим устройствам обмениваться данными между собой по этим линиям. Чтобы разобраться пообстоятельнее, рассмотрим каждый сокет отдельно.
AMD AM4
Возьмем, например, CPU AMD Ryzen 7 5800X и чипсет к нему X570.
На иллюстрации представлен условный процессор 5000-й серии с указанием интерфейсных линий. Из нее видно, что у процессора есть 16 линий для видеокарты и 4 – для SSD. Итого 20. Иногда можно встретить упоминание, что линий 24, но это с учетом четырех, которые связывают CPU с чипсетом. Эти линии никоим образом не могут быть переконфигурируемы и их упоминание справедливо разве что для статистики.
Те линии, которые идут на видеокарту, вернее, на разъем под нее, могут быть разделены между двумя разъемами для поддержки технологий SLI/Crossfire. В этом случае линии распределяются поровну между двумя разъемами (режим x8/x8) или второй работает в режиме x4.
Четыре процессорные линии для накопителей выводятся на ближний к сокету CPU разъем M.2.
Количество доступных линий у чипсета зависит от его модели. Так, X570 располагает 16-ю линиями, 8 из которых могут свободно конфигурироваться производителями материнских плат, а еще 8 можно использовать для SATA или накопителей/разъемов. При этом в работе будет интерфейс 4-го поколения.
Чипсеты B550 и A520 могут использовать только PCIe 3.0, даже для связи с процессором. Самих линий тоже меньше, 10 и 6 соответственно.
Intel 1200
На данный момент это самый «свежий» сокет под процессоры 10-го и 11-го поколения. Более подробно рассмотрим самое последнее CPU Rocket Lake. Конфигурация линий тут та же, что и у конкурентов – 16 линий для видеокарты и 4 для накопителя. Правда, связь с чипсетом по-прежнему осуществляется по шине DMI3, что фактически является PCIe 3.0, но зато таких линий теперь 8, а не 4.
Старший чипсет Z590 располагает 24-ю линиями PCIe 3.0, что дает возможность установить несколько M.
2, а также несколько разъемов PCIe 3.0 x4 и/или PCIe x1. У Z570 линий 20, у B560 – 12, а младший A510 довольствуется 6-ю.
Как определить количество доступных линий на материнской плате
А что в этом сложного? Посмотреть на разъемы, которые есть на материнской плате, и все станет ясно. Верно? Давайте разбираться.
Разъемы для плат расширения
Для начала определимся с форм-факторами разъемов PCIe. В настоящее время используются разъемы PCIe x1, x4 и x16. В теории, существуют еще PCIe x8, но в реальности они не используются.
Для прояснения темы легче всего использовать конкретные примеры, для чего нам сначала понадобится плата ASRock Z590M Phantom Gaming 4. Давайте посмотрим на нее внимательно, в частности, на установленные на ней разъемы PCIe.
В нашем распоряжении по одному PCIe x16, PCIe x4 и PCIe x1. В результате мы можем воспользоваться 21-й линией для установки различных дискретных устройств – видеокарт, адаптеров, контроллеров и проч. Ну вот, предположение разве не подтвердилось?
Подтвердилось, но давайте возьмем другой пример, MSI MPG Z590 Gaming Force.
У нее три «больших» разъема PCIe x16 и два маленьких x1. Ну и сколько у нас всего линий, 50? Давайте считать, у процессора Intel 11-го поколения доступных линий 16 для плат расширения (читай, видеокарты), у чипсета Z590 – 24, итого 40. Ну ладно, предположим, что на эти разъемы каким-то образом выведены еще 4 линии, предназначенные для накопителя. Все равно шесть не хватает.
Вот тут и кроется проблема, что значение после буквы «x» в маркировке разъемов PCIe x** отражает реальное положение вещей только в одном случае – для PCIe x1. Только для него можно абсолютно точно сказать, что разъем работает с одной линией интерфейса.
К сожалению, маркировка PCIe x16 и PCIe x4, скорее, говорит нам о физическом размере, и о том, что эти разъемы МОГУТ иметь по 16 и 4 линии соответственно. Могут, но не обязаны. Реальность такова, что к PCIe x16 могут быть подведены 1, 2, 4, 8 или 16 интерфейсных линий. В случае с PCIe x4 этот перечень заканчивается на 4.
В итоге, у рассматриваемой MSI MPG Z590 Gaming Force первый разъем действительно имеет 16 линий (процессорных), второй – только 8 (тоже от процессора), а у третьего их вообще 4.
И никакими 50-ю тут и не пахнет. Отсюда вывод – геометрические размеры разъема мало что говорят о параметрах подключенного к нему интерфейса.
Так как же узнать, где и сколько линий используется? В первую очередь обратиться к спецификациям на данную модель материнской платы. Там указано, что первые два слота подключены к процессору и могут работать в режимах x16/x0, x8/x8 или x8/x4, т. е. в первом разъеме действительно 16 линий, а во втором только восемь.
Это означает, что если во второй разъем установлена та или иная плата, то она получит максимум 8 линий, и столько же останется в первом разъеме, вне зависимости от того, что в него установлено. Скажем, видеокарта, использующая 16 линий, будет работать с вдвое меньшим их количеством.
Третий разъем, хоть он и не уступает по размерам оставшимся, имеет 4 линии PCIe от чипсета.
В действительности определить, сколько линий в том или ином разъеме можно, если внимательно посмотреть на них, а вернее, в них. Для примера привожу фотографию части платы MSI MPG Z590 Gaming Force.
Нас интересуют три «больших» разъема, а точнее те его части, что располагаются после перемычки. Давайте присмотримся внимательнее. Несложно заметить, что у первого, ближнего к процессору, все места под контакты заполнены. А вот у второго видно, что контакты (такие блестящие металлические точки в данном случае) заканчиваются где-то посередине. А третий вообще заполнен ими на четверть.
Что мы можем почерпнуть из полученных сведений? Судя по всему, у первого разъема 16 линий, у второго – 8 (контакты заканчиваются посередине), а у третьего скорее всего 4. Обратимся к спецификациям и видим, что так и есть.
К сожалению, таким образом можно провести только предварительный анализ возможностей платы, но вот как распределены линии, от кого (CPU или чипсета) подведены к каждому конкретному разъему и сколько их в реальности, можно узнать только из официальных характеристик на плату. Тем не менее, возможность прикинуть конфигурацию «на глаз» может иногда оказаться полезной.
Разъемы M.2 для накопителей
Ну вот с ними-то уж все ясно. Все они на современных материнках поддерживают SSD с интерфейсом PCIe, значит, уж по 4 линии у них есть, верно? Не хочу показаться занудой, но давайте разбираться опять.
Опять будем смотреть конкретную плату — ASRock A520M Pro4. На ней распаяны два M.2 с ключом M, оба поддерживают накопители SSD PCIe. Догадливые наверняка спросят, и в чем подвох? И он действительно есть. Второй M.2, тот, который без штатного радиатора, может работать только с накопителями SATA и PCIe x2. Обращаю внимание на «x2». В разъеме только две (!) интерфейсные линии, и SSD сюда надо ставить соответствующие.
Еще более внимательные обратят внимание, что тут младший чипсет a520, у которого всего 6 линий, 2 из которых обычно отдается для SATA (и их тут действительно 4), остается 4 линии. Из них одна скорее всего отдана сетевому контроллеру, итого остается 3.
При этом есть еще разъем PCIe x4 с двумя линиями, второй M.2 и… что-то не сходится.
Действительно, этот второй M.2 делит интерфейсные линии с двумя разъемами SATA, 3-м и 4-м. Это значит, что можно либо использовать SSD M.2 PCIe x2 при отключенных двух SATA разъемах, либо наоборот, задействовать все SATA без возможности установить второй твердотельный накопитель.
Справедливости ради надо сказать, что эта плата едва ли не исключение из общего правила, и в подавляющем большинстве случаев разъемы M.2 действительно имеют по 4 линии PCIe, и просто перемножение этих линий на количество разъемов дает нам представление о том, сколько линий занято под накопители.
Таким образом, беглый анализ конфигурации (чипсет, количество и номенклатура разъемов) позволяют предположить конфигурацию материнской платы. Повторюсь, что окончательные выводы можно делать только после ознакомления с подробными характеристиками платы.
Что делать, если линий PCIe не хватает
Если не предполагается использование чего-либо, кроме дискретной видеокарты, то этот вопрос неактуален.
А вот тем, кто вынужден в силу решаемых задач использовать какие-либо дополнительные адаптеры, эта тема может быть актуальна. При условии, конечно, что вы не готовы переплачивать за флагманский чипсет, а предпочитаете выбрать что-то из среднего сегмента.
Предположим ситуацию, что помимо графического адаптера будет установлен еще быстродействующий SSD накопитель в разъем, обслуживаемый процессором, а также еще один SSD M.2 в чипсетный. А еще может быть, звуковую карту и/или адаптер для дополнительных USB.
Возможностей самого простого чипсета если и хватит, то в обрез. И это при условии, что обилия SATA накопителей не будет. Да и то, второй разъем M.2 будет только у двух плат — ASRock A520M Pro4 и ASRock A520M Phantom Gaming 4, причем один из таких разъемов работает в режиме PCIe x2.
Если подняться на ступеньку выше, до AMD B550 или Intel B560, то проблем с двумя-тремя накопителями M.2 уже нет, да и для различных плат разъемов больше. Напомню, у этих чипсетов 10 и 12 линий соответственно.
Теперь другая ситуация – требуется использование дискретной видеокарты, а также сборка RAID-массива на внешнем адаптере, или установка нескольких высокоскоростных SSD PCIe 4.0 для специфических задач. Ситуация, может, и довольно редкая, но вполне реальная.
Ладно, для видеокарты слот есть, и тут заботиться не надо. Для адаптера SSD тоже хотя бы один PCIe x4 есть. Так что хватит. А хватит ли? Если накопители будут с SATA интерфейсом, то для каждого такого SSD достаточно по одной линии PCIe. Например, для QNAP QM2-2S-220A достаточно использовать 2 линии для каждого из двух SSD.
А если накопители скоростные, и каждому нужно по 4 линии, или если это RAID-контроллер? Для одного такого SSD четырех линий хватит, но следует помнить, что Intel, как и AMD, на младших чипсетах позволяет использовать только 3-ю версию PCIe. А нам нужна скорость и мощь! А самая «крутень» — это линии CPU версии 4.0.
Вот тут может оказаться полезной возможность перераспределения процессорных интерфейсных линий между двумя разъемами PCIe.
Как всегда, обратимся к конкретному примеру, например, плате Asus ROG STRIX B550-E GAMING. Что в ней интересного?
Интересны два первых разъема PCIe x16. Первый, как и положено, задействует все 16 процессорных линий. А вот второй – их же, но только половину, т. е. 8 штук. Как это работает?
Установленная видеокарта при пустом втором слоте PCIe x16 забирает все имеющиеся ресурсы. Если же мы хотим использовать, скажем, контроллер для дискового массива или адаптер для пары высокоскоростных SSD, то мы установим его во второй слот PCIe x16. В итоге получаем 8 линий PCIe 4.0 от CPU и радуемся производительности. Но откуда взялись эти линии?
Их отняли у видеокарты. Трагедия? Отнюдь. Как показывают обзоры, даже с уменьшенным вдвое количеством линий PCIe видеокарты показывают те же результаты, что и в полноценном режиме работы. Различия в итоговых значениях тестов если и есть, то находятся в пределах погрешности. Даже самые современные видеокарты не способны исчерпать возможности интерфейса.
Зато теперь мы имеем возможность и всласть поиграться без падения производительности, и получить мощную быстродействующую систему хранения для специфических задач. Или установить вторую видеокарту в режим SLI/CrossFire.
Правда, такими возможностями обладают далеко не все материнские платы. На Intel B560 я таких моделей вообще не нашел (может просмотрел), да и у AMD вариантов немного – помимо рассмотренной выше ASUS есть еще, например, ASRock B550 Taichi (Razer Edition), Gigabyte B550 VISION D. Как правило, процессор управляет единственным разъемом PCIe x16, и для большинства задач такая конфигурация более чем достаточна.
Заключение. Линии PCIe – что это
Разбираясь с количеством и номенклатурой всех этих линий, надо не забывать и про физическое размещение разъемов на плате. Конкретный пример — Gigabyte B560M AORUS PRO AX. После установки видеокарты расположенный рядом разъем PCIe x1 гарантированно будет перекрыт радиатором графического адаптера. Значит – минус один разъем и одна интерфейсная линия.
Да, в данном случае имеем компактный форм-фактор и такое расположение разъемов – мера вынужденная. И все же обращать внимание на это следует.
Как и на то, как распределяются интерфейсные линии. Так, некоторые разъемы M.2 могут использовать те же ресурсы, что и некоторые SATA порты, т. е. можно использовать либо одно, либо другое.
Также следует помнить, что, например, видеокарту можно установить в разъем с 8-ю линиями, и она будет прекрасно работать. Можно ее поставить и в PCIe x16 с четырьмя линиями, но в данном случае пропускной способности шины может уже и не хватить.
И наоборот, адаптер, которому нужно, скажем, 2 линии, можно установить в разъем с 4 или 8 линиями. Будут использоваться только необходимые ресурсы. А вот то, что какой-либо адаптер, которому надо 4 линии, заработает в разъеме с двумя линиями, при условии, что физически он в него устанавливается, далеко не факт.
Если видеокарта – не единственное устройство, которое будет устанавливаться в компьютер, то перед покупкой материнской платы следует уточнить количество и тип разъемов на ней, их возможности, дабы все работало как надо.
И далеко не всегда нужно тратиться на топовый продукт, т. к. даже материнки попроще вполне могут обеспечить нужный функционал без необходимости переплаты за неиспользуемые возможности.
Обязательно внимательно ознакомьтесь с характеристиками выбранной платы. Все возможные варианты работы и ограничения там будут указаны.
Правильного выбора!
|
PCI Express, (или PCIe, или PCI-E) – это
Данная шина пришла на смену интерфейсам AGP, PCI-X, PCI. Шина является локальной (внутренней). К преимуществам интерфейса PCI Express относиться поддержка горячей замены карт (под термином горячая замена подразумевают возможность отключать/подключать устройства во время работы компьютера, т.
Шина PCI Express может использовать несколько последовательных соединений типа точка-точка (для данного интерфейса они называются линиями): x1 (одна линия), x2 (две линии), x4 (четыре линии), x8 (восемь линий), x12 (двенадцать линий), x16 (16 линий), x32 (32 линии). Другими словами соединение между картами PCI-Express состоит из одной (1x) или нескольких (2x, 4x, 8x, 12x, 16x, 32x) линий.
Например, если слот PCI Express имеет приставку x16 (PCI Express x16), это значит, что он 16-канальный (предназначен в первую очередь для карты PCI Express x16). Рис .1 Слот PCI Express x16 и 3 слота PCI Express x1 материнской платы.
Любая карта расширения PCI Express может работать в любом из слотов шины PCI Express (x1, x2, x4, x8, x12, x16 и x32), при условии, что поместится в данный слот. Т.е, карта расширения с меньшим количеством линий (контактов) будет работать в слоте с большим количеством контактов, но при этом будет использоваться то количество линий, сколько разведено на карте.
Пропускная способность шины PCI Express зависит от количества используемых линий и режима передачи данных (дуплексный или полудуплексный):
Опции BIOS Setup для настройки шины PCI Express можно найти здесь. Еще по настройке БИОС (БИОЗ) плат: | |||||||
е., без отключения питания).
0
0Пропускная способность pci express 3.0 x16. Что такое PCI Express
Практически все современные материнские платы на текущий момент оснащены слотом расширения PCI-E x16. В этом нет ничего удивительного: в него устанавливается дискретный графический акселератор, без которого создание производительного персонального компьютера вообще невозможно.
Именно о его предыстории появления, технических спецификациях и возможных режимах работы пойдет в дальнейшем речь.
Предыстория появления слота расширения
В начале 2000-х годов со слотом расширения AGP, который на тот момент использовался для установки сложилась такая ситуация, когда максимальный уровень быстродействия достигнут и его возможностей уже недостаточно. В результате этого был создан консорциум PCI-SIG, который приступил к разработке программной и аппаратной составляющих будущего слота для установки графических ускорителей. Плодом его творчества и стала в 2002 году первая спецификация PCI Express 16х 1.0.
Некоторые компании для обеспечения совместимости двух существовавших на тот момент времени портов установки дискретных графических адаптеров разрабатывали специальные устройства, которые позволяли устанавливать устаревшие графические решения в новый слот расширения. На языке профессионалов такая разработка имела свое название — переходник PCI-E x16/AGP. Основное его назначение — это минимизация затрат на модернизацию ПК за счет использования комплектующих с предыдущей конфигурации системного блока.
Но такая практика не получила большого распространения по той причине, что видеоплаты начального уровня на новом интерфейсе имели стоимость практически равную цене переходника.
Параллельно с этим были созданы и более простые модификации этого слота расширения для внешних контроллеров, которые пришли на смену привычным на то время портам PCI. Несмотря на внешнюю схожесть, эти устройства существенно различались. Если AGP и PCI могли похвастаться параллельной передачей информации, то вот PCI Express был последовательным интерфейсом. Его более высокое быстродействие обеспечивалось значительно увеличенной скоростью передачи данных в дуплексном режиме (информация в этом случае могла передаваться сразу по двум направлениям).
Скорость передачи и метод шифрования
В обозначении интерфейса PCI-E x16цифра указывает на количество задействованных полос для передачи данных. В данном случае их 16. Каждая из них, в свою очередь, состоит из 2 пар проводов для передачи информации. Как было отмечено, более высокая скорость обеспечивается тем, что эти пары работают в дуплексном режиме.
То есть передача информации может идти сразу в двух направлениях.
Для защиты от возможных потерь или искажения передаваемых данных применяется в этом интерфейсе специальная система защиты информации, которая называется 8В/10В. Это обозначение расшифровывается следующим образом: для правильной и корректной передачи 8 бит данных необходимо их дополнить 2 служебными битами для выполнения проверки правильности. В этом случае система вынуждена передавать 20 процентов служебной информации, которая для пользователя компьютера не несет полезной нагрузки. Но это плата за надежную и стабильную работу графической подсистемы персонального компьютера, и без этого уж точно никак не обойтись.
Версии PCI-E
Разъем PCI-E x16 внешне одинаковый на всех системных платах. Только вот скорость передачи информации в каждом случае может существенно отличаться. Как результат, быстродействие устройства тоже разное. А модификации у этого графического интерфейса такие:
- 1-я модификация PCI — Express х16 v.
1.0 имела теоретическую пропускную способность в 8 Гб/с. - 2-е поколение PCI — Express х16 v. 2.0 уже могло похвастаться увеличенным вдвое значением пропускной способности — 16 Гб/с.
- Аналогичная тенденция сохранилась уже и для третьей версии данного интерфейса. В этом случае этот показатель был установлен на отметке 64 Гб/с.
1.0 имела теоретическую пропускную способность в 8 Гб/с.Визуально отличить по расположению контактов невозможно. При этом они совместимы между собой. Например, если в слот версии 3.0 установить плату графического адаптера, которая соответствует на физическом уровне спецификациям 2.0, то вся система обработки автоматически переключится в наименее скоростной режим (то есть 2.0) и будет уже в дальнейшем функционировать именно с пропускной способностью в 64 Гб/с.
Первое поколение PCI ExpressКак было отмечено ранее, впервые PCI Express был представлен в 2002 году. Его выход ознаменовал появление персональных компьютеров с несколькими графическими адаптерами, которые к тому же могли похвастаться даже с одним установленным акселератором повышенным быстродействием.
Стандарт AGP 8Х позволял получить пропускную способность 2,1 Гб/с, а первая ревизия PCI Express — 8 Гб/с.
Конечно, говорить о восьмикратном приросте не приходится. 20 процентов прироста использовалось на передачу служебной информации, которая позволяла находить ошибки.
Вторая модификация PCI-E
На смену первому поколению данного в 2007 году пришел PCI-E 2. 0 x16. Видеокарты 2-го поколения, как было отмечено ранее, физически и программно были совместимы с первой модификацией этого интерфейса. Только в таком случае существенно снижалось быстродействие графической системы до уровня версии интерфейса PCI Express 1.0 16х.
Теоретически предел передачи информации в этом случае был равен 16 Гб/с. Но 20 процентов полученного прироста расходовалось на служебную информацию. В итоге в первом случае реальная передача была равна: 8 Гб/с — (8 Гб/с х 20% : 100%) = 6,4 Гб/с. А для второго исполнения графического интерфейса это значение было уже таким: 16 Гб/с — (16 Гб/с х 20% : 100%) = 12,8 Гб/с.
Разделив же 12,8 Гб/с на 6,4 Гб/с, получаем реальный практический прирост быстродействия в 2 раза между 1-м и 2-м исполнением PCI Express.
Третье поколение
Последнее и наиболее актуальное обновление этого интерфейса увидело свет в 2010 году. Пиковая скорость PCI-E x16 в этом случае увеличилась до 64 Гб/с, а максимальная мощность графического адаптера без дополнительного питания в этом случае может быть равна 75 Вт.
Варианты конфигураций с несколькими графическими акселераторами в составе одного ПК. Их плюсы и минусы
Одним из наиболее важных нововведений данного интерфейса является возможность наличия сразу нескольких графических адаптеров в x16. Видеокарты при этом объединяются между собой и образуют, по существу, единое устройство. Их общая производительность суммируется, и это позволяет в разы повысить быстродействие ПК с позиции обработки выводимого изображения. Для решений от NVidia такой режим называется SLI, а для графических процессоров от АМД — CrossFire.
Будущее данного стандарта
Слот PCI-E x16в обозримом будущем уж точно не будет изменяться. Это позволит более производительные видеокарты использовать в составе устаревших ПК и за счет этого осуществлять поэтапный апгрейд компьютерной системы. Сейчас же прорабатываются спецификации уже 4-й версии этого способа передачи данных. Для графических адаптеров в этом случае будет предусмотрена максимальная 128 Гб/с. Это позволит выводить изображение на экран монитора в качестве «4К» и более.
Итоги
Как бы там ни было, а PCI-E x16 на текущий момент является безальтернативным графическим слотом и интерфейсом. Он будет актуальным еще достаточно долгое время. Его параметры позволяют создавать как компьютерные системы начального уровня, так и высокопроизводительные ПК с несколькими акселераторами. Именно за счет такой гибкости и не предвидится существенных изменений в этой нише.
Стандарт PCI Express является одной из основ современных компьютеров. Слоты PCI Express уже давно занимают прочное место на любой материнской плате декстопного компьютера, вытесняя другие стандарты, например, такие как PCI. Но даже стандарт PCI Express имеет свои разновидности и отличающийся друг от друга характер подключения. На новых материнских платах, начиная примерно с 2010 года, можно увидеть на одной материнской плате целую россыпь портов, обозначенных как PCIE или PCI-E , которые могут отличаться по количеству линий: одной x1 или нескольких x2, x4, x8, x12, x16 и x32.
Итак, давайте выясним почему такая путаница среди казалось бы простого периферийного порта PCI Express. И какое предназначение у каждого стандарта PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 и x32?
Что такое шина PCI Express?
В далеких 2000-х, когда состоялся переход с устаревающего стандарта PCI (расш. — взаимосвязь периферийных компонентов) на PCI Express, у последнего было одно огромное преимущество: вместо последовательной шины, которой и была PCI, использовалась двухточечная шина доступа. Это означало, что каждый отдельный порт PCI и установленные в него карты, могли в полной мере использовать максимальную пропускную способность не мешая друг другу, как это происходило при подключении к PCI. В те времена количество периферийных устройств, вставляемых в карты расширения, было предостаточно. Сетевые карты, аудио карты, ТВ-тюнеры и так далее — все требовали достаточное количество ресурсов ПК. Но в отличие от стандарта PCI, использовавшего для передачи данных общую шину с подключением параллельно нескольких устройств, PCI Express, если рассматривать в общем, является пакетной сетью с топологией типа звезда.
PCI Express x16, PCI Express x1 и PCI на одной плате
С точки зрения непрофессионала, представьте свой настольный ПК в качестве небольшого магазина с одним, двумя продавцами. Старый стандарт PCI был как гастроном: все ожидали в одной очереди, чтобы их обслужили, испытывая проблемы со скоростью обслуживания с ограничением в лице одного продавца за прилавком. PCI-E больше похож на гипермаркет: каждый покупатель движется за продуктами по своему индивидуальному маршруту, а на кассе сразу несколько кассиров принимают заказ.
Очевидно, что гипермаркет по скорости обслуживания выигрывает в несколько раз у обычного магазина, благодаря тому, что магазин не может себе позволить пропускную способность больше чем один продавец с одной кассой.
Также и с выделенными полосами передачи данных для каждой карты расширения или встроенными компонентами материнской платы.
Влияние количества линий на пропускную способность
Теперь, чтобы расширить нашу метафору с магазином и гипермаркетом, представьте, что каждый отдел гипремаркета имеет своих кассиров, зарезервированных только для них. Вот тут-то и возникает идея нескольких полос передачи данных.
PCI-E прошел множество изменений со времени своего создания. В настоящее время новые материнские платы обычно используют уже 3 версию стандарта, причем более быстрая 4 версия становится все более распространенной, а версия 5 ожидается в 2019 году. Но разные версии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут быть выполнены в четырех основных размерах: x1, x4, x8 и x16. (x32-порты существуют, но крайне редко встречаются на материнских платах обычных компьютерах).
Различные физические размеры портов PCI-Express позволяют четко разделить их по количеству одновременных соединений с материнской платой: чем больше порт физически, тем больше максимальных подключений он способен передать на карту или обратно. Эти соединения еще называют линиями . Одну линию можно представить как дорожку, состоящею из двух сигнальных пар: одна для отправки данных, а другая для приема.
Различные версии стандарта PCI-E позволяют использовать разные скорости на каждой полосе. Но, вообще говоря, чем больше полос находится на одном PCI-E-порту, тем быстрее данные могут перетекать между периферийной и остальной частью компьютера.
Возвращаясь к нашей метафоре: если речь идёт об одном продавце в магазине, то полоса x1 и будет этим единственным продавцом, обслуживающим одного клиента. У магазина с 4-мя кассирами — уже 4 линии х4 . И так далее можно расписать кассиров по количеству линий, умножая на 2.
Различные карты PCI Express
Типы устройств, использующих PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 и x32
Для версии PCI Express 3.0 общая максимальная скорость передачи данных составляет 8 ГТ/с, В реальности же скорость для версии PCI-E 3 чуть меньше одного гигабайта в секунду на одну полосу.
Таким образом, устройство, использующее порт PCI-E x1, например, маломощная звуковая карта или Wi-Fi-антенна смогут передавать данные с максимальной скоростью в 1 Гбит/с.
Карта, которая физически подходит в более крупный слот — x4 или x8 , например, карта расширения USB 3.0, сможет передавать данные в четыре или восемь раз быстрее соответственно.
Скорость передачи портов PCI-E x16 теоретически ограничивается максимальной полосой пропуская в размере около 15 Гбит/с. Этого более чем достаточно в 2017 года для всех современных графических видеокарт, разработанных NVIDIA и AMD.
Большинство дискретных видеокарт используют слот PCI-E x16
Протокол PCI Express 4.0 позволяет использовать уже 16 ГТ/с, а PCI Express 5.0 будет задействовать 32 ГТ/с.
Но в настоящее время не существует компонентов, которые смогли бы использовать такое количество полос с максимальной пропускной способностью. Современные топовые графические карты обычно используют x16 стандарта PCI Express 3.0. Нет смысла использовать те же полосы и для сетевой карты, которая на порту x16 будет использовать только одну линию, так как порт Ethernet способен передавать данные только до одного гигабита в секунду (что, около одной восьмой пропускной способности одной PCI-E полосы — помните: восемь бит в одном байте).
На рынке можно найти твердотельные накопители PCI-E, которые поддерживают порт x4, но они, похоже, скоро будут вытеснены быстро развивающимся новым стандартом M.2. для твердотельных накопителей, которые также могут использовать шину PCI-E. Высококачественные сетевые карты и оборудование для энтузиастов, такие как RAID-контроллеры, используют сочетание форматов x4 и x8.
Размеры портов и линий PCI-E могут различаться
Это одна из наиболее запутанных задач по PCI-E: порт может быть выполнен размером в форм-факторе x16, но иметь недостаточное количество полос для пропуска данных, например, всего например x4. Это связано с тем, что даже если PCI-E может нести на себе неограниченное количество отдельных соединений, все же существует практический предел пропускной способности полосы пропускания чипсета. Более дешевые материнские платы с более бюджетными чипсетами могут иметь только один слот x8, даже если этот слот может физически разместить карту форм-фактора x16.
Кроме того, материнские платы, ориентированные на геймеров, включают до четырех полных слотов PCI-E с x16 и столько же линий для максимальной пропускной способности.
Очевидно, это может вызывать проблемы. Если материнская плата имеет два слота размером x16, но один из них имеет только полосы x4, то подключение новой графической карты снизит производительность первой аж на 75%. Это, конечно, только теоретический результат. Архитектура материнских плат такова, что Вы не увидите резкого снижения производительности.
Правильная конфигурация двух графических видео карт должна задействовать именно два слота x16, если Вы хотите максимального комфорта от тандема двух видеокарт. Выяснить сколько линий на Вашей материнской плате имеет тот или иной слот поможет руководство на оф. сайте производителя.
Иногда производители даже помечают на текстолите материнской платы рядом со слотом количество линий
Нужно знать, что более короткая карта x1 или x4 может физически вписаться в более длинный слот x8 или x16. Конфигурация контактов электрических контактов делает это возможным. Естественно, если карта физически больше, чем слот, то вставить ее не получится.
Поэтому помните, при покупке карт расширения или обновления текущих необходимо всегда помнить как размер слота PCI Express, так и количество необходимых полос.
Когда мы говорим о шине PCI Express(PCI-E), то, пожалуй, первое что выделяет ее среди других аналогичных решений – это эффективность. Благодаря этой современной шине, повышается производительность компьютера, улучшается качество графики.
На протяжении многих лет, для подключения видеокарты к материнской плате, использовалась шина PCI(Peripheral Component Interconnect), помимо этого она использовалась также и для подключения некоторых других устройств, например, сетевой и звуковой карты.
Вот как выглядят эти слоты:
PCI-Express фактически стало следующим поколением шины PCI, предложив улучшенную функциональность и производительность. Она, использует последовательное соединение, в котором имеется несколько линий, каждая из которых ведет к соответствующему устройству, т.е. каждое периферийное устройство получает свою собственную линию, благодаря чему возрастает общая производительность компьютера.
PCI-Express поддерживает «горячее» подключение, потребляет меньшее, чем ее предшественники количество энергии, контролирует целостность передаваемых данных. К тому же она совместима с драйверами PCI – шины. Еще одной замечательной особенностью данной шины, является ее масштабируемость, т.е. pci express card подключается и работает в любом слоте аналогичной или большей пропускной способности. По всей вероятности, эта функция будет обеспечивать ее использование в последующие годы.
Традиционный тип слота PCI был достаточно хорош для основных аудио/видео функций. С шиной AGP, схема работы с мультимедийными данными улучшилась, соответственно возросло и качество аудио/видео данных. Это было незадолго до того момента, когда достижения в области микроархитектуры процессоров стали еще нагляднее демонстрировать медлительность шины PCI, которая заставляла самые быстрые и новейшие на тот момент времени модели компьютеров буквально еле-еле тащиться.
Характеристики и пропускная способность шины PCI-E
Она может иметь от одной двунаправленной линии соединения x1, до x32 (32 линий). Линия функционирует по принципу точка к точке. Современные версии предоставляют гораздо большую пропускную способность, по сравнению со своими предшественниками. x16 можно использовать для подключения видеокарты, а x1 и x2 могут использоваться для подключения обычных карт.
Вот как выглядят слоты х1 и pci express x16 на :
PCI-E
Количество линий x1 x2 x4 x8 x16 x32
Ширина полосы 500 Мб /с 1000 МБ /с 2000 Мб /с 4000 МБ /с 8000 МБ / с 16000 Мб / с
Версии PCI-E и совместимость
Когда речь идет о компьютерах, то любое упоминание о версиях ассоциируется с проблемами совместимости. И, как любая другая современная технология, PCI-E постоянно развивается и модернизируется. Последний доступный вариант pci express 3.0, но уже ведется развитие шины PCI-E версии 4.0., которая должна появиться примерно в 2015 году(pci express 2.0 практически устарела).
Взгляните на следующую таблицу совместимости PCI-E.
Версии PCI-E 3,0 2,0 1,1
Общая пропускная способность
(X16) 32 Гб / с 16 Гб / с 8 Гб / с
Скорость передачи данных 8,0 ГТ / с 5,0 ГТ / с 2,5 ГТ / с
Версия PCI-E не имеет никакого влияния на функциональность карты. Наиболее отличительной чертой данного интерфейса является его прямая и обратная совместимость, что делает его безопасным и способным к синхронизации со многими вариантами карт, независимо от интерфейса версии. То есть вы можете в слот PCI-Express первой версии, вставить карту второй или третьей версии и она будет работать, хотя и с некоторой потерей производительности. Точно так же и в слот PCI-E третьей версии можно устанавливать карту первой версии PCI-Express. В настоящее время все современные модели видеокарт от NVIDIA и AMD совместимы с такой шиной.
А это на закуску:
При смене одной только видеокарты обязательно нужно учитывать, что новые модели могут просто не подходить к вашей материнской плате, так как существует не просто несколько разных типов слотов расширения, но и несколько разных их версий (применительно и к AGP, и к PCI Express). Если вы не уверены в своих знаниях по этой теме, внимательно ознакомьтесь с разделом.
Как мы уже отметили выше, видеокарта вставляется в специальный разъем расширения на системной плате компьютера, через этот слот видеочип обменивается информацией с центральным процессором системы. На системных платах чаще всего есть слоты расширения одного-двух разных типов, отличающихся пропускной способностью, параметрами электропитания и другими характеристиками, и не все из них подходят для установки видеокарт. Важно знать имеющиеся в системе разъемы и покупать только ту видеокарту, которая им соответствует. Разные разъемы расширения несовместимы физически и логически, и видеокарта, предназначенная для одного типа, в другой не вставится и работать не будет.
К счастью, за прошедшее время успели кануть в лету не только слоты расширения ISA и VESA Local Bus (которые интересны лишь будущим археологам) и соответствующие им видеокарты, но практически исчезли и видеокарты для слотов PCI, а все AGP-модели безнадежно устарели. И все современные графические процессоры используют только один тип интерфейса — PCI Express. Ранее был широко распространён стандарт AGP, эти интерфейсы значительно отличаются друг от друга, в том числе пропускной способностью, предоставляемыми возможностями для питания видеокарты, а также другими менее важными характеристиками.
Лишь очень малая часть современных системных плат не имеет слотов PCI Express, и если ваша система настолько древняя, что использует AGP видеокарту, то заняться её апгрейдом не получится — нужно менять всю систему. Рассмотрим эти интерфейсы подробнее, именно эти слоты вам нужно искать на своих системных платах. Смотрите фотографии и сравнивайте.
AGP (Accelerated Graphics Port или Advanced Graphics Port) — это высокоскоростной интерфейс, основанный на спецификации PCI, но созданный специально для соединения видеокарт и системных плат. Шина AGP хотя и лучше подходит для видеоадаптеров по сравнению с PCI (не Express!), предоставляет прямую связь между центральным процессором и видеочипом, а также некоторые другие возможности, увеличивающие производительность в некоторых случаях, например, GART — возможность чтения текстур напрямую из оперативной памяти, без их копирования в видеопамять; более высокую тактовую частоту, упрощенные протоколы передачи данных и др., но этот тип слотов безнадёжно устарел и новых изделий с ним давно не выпускают.
Но всё же, для порядка упомянем и об этом типе. Спецификации AGP появились в 1997 году, тогда Intel выпустил первую версию описания, включающую две скорости: 1x и 2x. Во второй версии (2.0) появился AGP 4x, а в 3.0 — 8x. Рассмотрим все варианты подробнее:
AGP 1x — это 32-битный канал, работающий на частоте 66 МГц, с пропускной способностью 266 Мбайт/с, что в два раза выше полосы PCI (133 Мбайт/с, 33 МГц и 32 бит).
AGP 2x — 32-битный канал, работающий с удвоенной пропускной способностью 533 Мбайт/с на той же частоте 66 МГц за счет передачи данных по двум фронтам, аналогично DDR памяти (только для направления
«к видеокарте»).
AGP 4x — такой же 32-битный канал, работающий на 66 МГц, но в результате дальнейших ухищрений была достигнута учетверенная
«эффективная» частота 266 МГц, с максимальной пропускной способностью более 1 ГБ/с.
AGP 8x — дополнительные изменения в этой модификации позволили получить пропускную способность уже до 2,1 ГБ/с.
Видеокарты с интерфейсом AGP и соответствующие слоты на системных платах совместимы в определенных пределах. Видеокарты, рассчитанные на 1,5 В, не работают в слотах 3,3 В, и наоборот. Впрочем, существуют и универсальные разъемы, которые поддерживают оба типа плат. Видеокарты, рассчитанные на морально и физически устаревший слот AGP, давно не рассматриваются, поэтому чтобы узнать о старых AGP-системах, лучше будет ознакомиться со статьей:
PCI Express (PCIe или PCI-E, не путать с PCI-X), ранее известная как Arapahoe или 3GIO, отличается от PCI и AGP тем, что это последовательный, а не параллельный интерфейс, что позволило уменьшить число контактов и увеличить пропускную способность. PCIe — это лишь один из примеров перехода от параллельных шин к последовательным, вот другие примеры этого движения: HyperTransport, Serial ATA, USB и FireWire. Важное преимущество PCI Express в том, что он позволяет складывать несколько одиночных линий в один канал для увеличения пропускной способности. Многоканальность последовательного дизайна увеличивает гибкость, медленным устройствам можно выделять меньшее количество линий с малым числом контактов, а быстрым — большее.
Интерфейс PCIe 1.0 пропускает данные на скорости 250 Мбайт/с на одну линию, что почти вдвое превышает возможности обычных слотов PCI. Максимально поддерживаемое слотами PCI Express 1.0 количество линий — 32, что дает пропускную способность до 8 ГБ/с. А слот PCIe с восемью рабочими линиями примерно сопоставим по этому параметру с быстрейшей из версий AGP — 8x. Что еще больше впечатляет при учете возможности одновременной передачи в обоих направлениях на высокой скорости. Наиболее распространенные слоты PCI Express x1 дают пропускную способность одной линии (250 Мбайт/с) в каждом направлении, а PCI Express x16, который применяется для видеокарт и в котором сочетается 16 линий, обеспечивает пропускную способность до 4 ГБ/с в каждом направлении.
Несмотря на то, что соединение между двумя PCIe-устройствами иногда собирается из нескольких линий, все устройства поддерживают одиночную линию, как минимум, но опционально могут работать с большим их количеством. Физически, карты расширения PCIe входят и работают нормально в любых слотах с равным или большим количеством линий, так, карта PCI Express x1 будет спокойно работать в разъемах x4 и x16. Также, слот физически большего размера может работать с логически меньшим количеством линий (например, на вид обычный разъем x16, но разведены лишь 8 линий). В любом из приведенных вариантов PCIe сам выберет максимально возможный режим, и будет нормально работать.
Чаще всего для видеоадаптеров используются разъемы x16, но есть платы и с разъемами x1. А большая часть системных плат с двумя слотами PCI Express x16 работает в режиме x8 для создания SLI- и CrossFire-систем. Физически другие варианты слотов, такие как x4, для видеокарт не используются. Напоминаю, что всё это относится только к физическому уровню, попадаются и системные платы с физическими разъемами PCI-E x16, но в реальности с разведенными 8, 4 или даже 1 каналами. И любые видеокарты, рассчитанные на 16 каналов, работать в таких слотах будут, но с меньшей производительностью. Кстати, на фотографии выше показаны слоты x16, x4 и x1, а для сравнения оставлен и PCI (снизу).
Хотя разница в играх получается не такой уж и большой. Вот, например, обзор двух системных плат на нашем сайте, в котором исследуется разница в скорости трехмерных игр на двух системных платах, пара тестовых видеокарт в которых работает в режимах 8 каналов и 1 канала соответственно:
Интересующее нас сравнение — в конце статьи, обратите внимание на две последние таблицы. Как видите, разница при средних настройках весьма небольшая, но в тяжелых режимах начинает увеличиваться, причем, большая разница отмечена в случае менее мощной видеоплаты. Примите это к сведению.
PCI Express отличается не только пропускной способностью, но и новыми возможностями по энергопотреблению. Эта необходимость возникла потому, что по слоту AGP 8x (версия 3.0) можно передать лишь не более 40 с небольшим ватт суммарно, чего уже не хватало видеокартам тогдашних поколений, рассчитанных для AGP, на которых устанавливали по одному или двум стандартным четырехконтактным разъемам питания. По разъему PCI Express можно передавать до 75 Вт, а дополнительные 75 Вт получают по стандартному шестиконтактному разъему питания (см. последний раздел этой части). В последнее время появились видеокарты с двумя такими разъемами, что в сумме даёт до 225 Вт.
В дальнейшем группа PCI-SIG, которая занимается разработкой соответствующих стандартов, представила основные спецификации PCI Express 2.0. Вторая версия PCIe вдвое увеличила стандартную пропускную способность, с 2,5 Гбит/с до 5 Гбит/с, так что разъем x16 позволяет передавать данные на скорости до 8 ГБ/с в каждом направлении. При этом PCIe 2.0 совместим с PCIe 1.1, старые карты расширения обычно нормально работают в новых системных платах.
Спецификация PCIe 2.0 поддерживает скорости передачи как 2,5 Гбит/с, так и 5 Гбит/с, это сделано для обеспечения обратной совместимости с существующими решениями PCIe 1.0 и 1.1. Обратная совместимость PCI Express 2.0 позволяет использовать устаревшие решения с 2,5 Гбит/с в слотах 5,0 Гбит/с, которые просто будут в таком случае работать на меньшей скорости. А устройства, разработанные по спецификациям версии 2.0, могут поддерживать скорости 2,5 Гбит/с и/или 5 Гбит/с.
Хотя основное нововведение в PCI Express 2.0 — это удвоенная до 5 Гбит/с скорость, но это не единственное изменение, есть и другие модификации для увеличения гибкости, новые механизмы для программного управления скоростью соединений и т. п. Нас больше всего интересуют изменения, связанные с электропитанием устройств, так как требования видеокарт к питанию неуклонно растут. В PCI-SIG разработали новую спецификацию для обеспечения увеличивающегося энергопотребления графических карт, она расширяет текущие возможности энергоснабжения до 225/300 Вт на видеокарту. Для поддержки этой спецификации используется новый 2×4-штырьковый разъем питания, предназначенный для обеспечения питанием топовых моделей видеокарт.
Видеокарты и системные платы с поддержкой PCI Express 2.0 появились в широкой продаже уже в 2007 году, а теперь на рынке других и не встретить. Оба основных производителя видеочипов, AMD и NVIDIA, выпустили новые линейки GPU и видеокарт на их основе, поддерживающие увеличенную пропускную способность второй версии PCI Express и пользующиеся новыми возможностями по электрическому питанию для карт расширения. Все они обратно совместимы с системными платами, имеющими на борту слоты PCI Express 1.x, хотя в некоторых редких случаях наблюдается несовместимость, так что нужно быть осторожным.
Собственно, появление третьей версии PCIe было очевидным событием. В ноябре 2010 года спецификации третьей версии PCI Express окончательно утвердили. Хотя этот интерфейс обладает скоростью передачи 8 гигатранзакций/с вместо 5 Гт/с у версии 2.0, его пропускная способность снова возросла ровно вдвое по сравнению со стандартом PCI Express 2.0. Для этого применили иную схему кодирования пересылаемых по шине данных, но совместимость с предыдущими версиями PCI Express при этом сохранилась. Первые продукты версии PCI Express 3.0 были представлены летом 2011-го, а реальные устройства только-только начали появляться на рынке.
Среди производителей системных плат разгорелась целая война за право первым представить продукт с поддержкой PCI Express 3.0 (в основном, на базе чипсета Intel Z68), и соответствующие пресс-релизы представили сразу несколько компаний. Хотя на момент обновления путеводителя видеокарт с такой поддержкой просто нет, так что это просто неинтересно. К тому времени, когда поддержка PCIe 3.0 будет нужна, появятся совершенно иные платы. Скорее всего, это произойдёт не ранее 2012 года.
К слову, можно предполагать, что PCI Express 4.0 будет представлена в течение ещё нескольких следующих лет, и новая версия также будет иметь ещё раз удвоенную пропускную способность, востребованную к тому времени. Но это произойдёт совсем нескоро, и нам пока неинтересно.
External PCI Express
В 2007 году группа PCI-SIG, занимающаяся официальной стандартизацией решений PCI Express, объявила о принятии спецификации PCI Express External Cabling 1.0, описывающей стандарт передачи данных по внешнему интерфейсу PCI Express 1.1. Эта версия позволяет передавать данные со скоростью 2,5 Гбит/с, а следующая должна увеличить пропускную способность до 5 Гбит/с. В рамках стандарта представлены четыре внешних разъема: PCI Express x1, x4, x8 и x16. Старшие разъемы оснащены специальным язычком, облегчающим подключение.
Внешний вариант интерфейса PCI Express может использоваться не только для подключения внешних видеокарт, но и для внешних накопителей и других плат расширения. Максимальная рекомендованная длина кабеля при этом равна 10 метров, но её можно увеличить при помощи соединения кабелей через повторитель.
Теоретически, это могло облегчить жизнь любителей ноутбуков, когда при работе от батарей используется маломощное встроенное видеоядро, а при подключении к настольному монитору — мощная внешняя видеокарта. Значительно облегчается апгрейд подобных видеокарт, не нужно вскрывать корпус ПК. Производители могут делать совершенно новые системы охлаждения, не ограниченные особенностями карт расширения, да и с питанием должно быть меньше проблем — скорее всего, будут использоваться внешние блоки питания, рассчитанные специально на определенную видеокарту, их можно встроить в один внешний корпус с видеокартой, используя одну систему охлаждения. Может облегчиться сборка систем на нескольких видеокартах (SLI/CrossFire), да и с учётом постоянного роста популярности мобильных решений такие внешние PCI Express должны были завоевать определенную популярность.
Должны были, но не завоевали. По состоянию на осень 2011 года внешних вариантов видеокарт на рынке практически нет. Их круг ограничен устаревшими моделями видеочипов и узким выбором совместимых ноутбуков. К сожалению, дело внешних видеокарт дальше не пошло, и потихоньку заглохло. Не слышно уже даже победных рекламных заявлений от производителей ноутбуков… Возможно, мощностей современных мобильных видеокарт просто стало хватать даже для требовательных 3D-приложений, в т. ч. и многих игр.
Остаётся надежда на развитие внешних решений в перспективном интерфейсе для подключения периферийных устройств Thunderbolt, ранее известном как Light Peak. Его разработала корпорация Intel на базе технологии DisplayPort, и первые решения уже выпущены компанией Apple. Thunderbolt объединяет возможности DisplayPort и PCI Express и позволяет подключать внешние устройства. Впрочем, пока таковых просто не существует, хотя кабели уже есть:
В статье мы не трогаем устаревшие интерфейсы, абсолютное большинство современных видеоплат рассчитано на интерфейс PCI Express 2.0, поэтому при выборе видеокарты мы предлагаем рассматривать только его, все данные о AGP приведены лишь для справки. Новые платы используют интерфейс PCI Express 2.0, объединяющий скорость 16 линий PCI Express, что дает пропускную способность до 8 ГБ/с в каждом направлении, это в несколько раз больше по сравнению с той же характеристикой лучшего из AGP. Кроме того, PCI Express работает с такой скоростью в каждом из направлений, в отличие от AGP.
С другой стороны, продукты с поддержкой PCI-E 3.0 ещё толком не вышли, поэтому рассматривать их тоже не имеет особого смысла. Если речь идёт об апгрейде старой или покупке новой платы или одновременной смене системной и видеоплаты, то просто нужно приобретать платы с интерфейсом PCI Express 2.0, который будет вполне достаточен и наиболее распространен еще несколько лет, тем более что продукты разных версий PCI Express совместимы между собой.
Чипсеты Intel 500-й серии против 400-й серии: в чем разница
По традиции к каждому поколению центральных процессоров компания Intel представляет персональную линейку системной логики. Так произошло и с 11 поколением процессоров Rocket Lake. И еще до анонса самих процессоров была представлена линейка материнских плат серии 500, состоящая из четырех моделей различной производительности. Однако новые материнские платы сконструированы на сокете LGA1200, который уже знаком пользователям по 400-й серии материнских платформ под 10 поколение процессоров Comet Lake.
И этот факт вызывает у пользователей закономерные вопросы: в чем разница? Стоит ли тратиться на новые платы, или достаточно перепрошить подсистему BIOS предыдущей линейки.
Поэтому попробуем разобраться в конфигурациях новинок и сравнить их с предыдущими версиями.
Чипсет Intel H510
Материнские платы на базе чипсета H510 предназначены для бюджетной сборки на базе новейших процессоров Intel 11 поколения, и как результат – самый доступный, массовый и популярный вариант. Ресурсы системной логики не предусматривают разгон центрального процессора и оперативной памяти.
Как младшая модель предыдущего поколения материнских плат h510, новинка поддерживает процессорный порт PCI-E с конфигурацией 1х16, шестью каналами PCI-E поколения 3.0 и максимум четырьмя портами SATAIII со скоростью 6 Гб/с. Под оперативную память предусмотрено все так же 2 модуля DIMM DDR4.
Таким образом, от предшественника новый чипсет Н510 по факту отличается только поддержкой новых современных процессоров Intel 11 поколения.
Чипсет Intel B560
Материнские платы на чипсете B560 относятся к среднему сегменту производительности. Как и у младшей модели, и у аналогичной позиции предшествующей линейки в материнских платах на чипсете B560 не поддерживается разгон центрального процессора, но появляется возможность увеличения частот оперативной памяти.
Конфигурация процессорного порта изменена: PCI-E увеличено с 16 каналов у B460 до 20, а вот количество каналов PCI-E поколения 3.0 уменьшилось с 16 у B460 до 12.
4 модуля DIMM поколения DDR4 способны поддерживать оперативную память с частотой до 3200 МГц. Напомним, чипсет B460 поддерживал те же 4 линии, то с частотой до 2933 МГц.
Для подключения накопителей доступны также 6 портов SASAIII, но они лишились поддержки RAID. Общее количество USB каналов осталось прежним – 12.
Чипсет Intel H570
Системная логика на чипсете Н570 – вершина среднего сегмента производительности, которая позволяет создавать мощные сборки для игр и работы. Разгон процессора все также недоступен, а вот настройки частоты оперативной памяти пользователям предоставили. Предшественница Н470 была лишена и того и другого.
Количество каналов PCI-E по сравнению с чипсетом Н470 выросло на 4 и составило 20 в конфигурации х1, х2, х4. Конфигурация процессорного порта осталась такой-же – 20 каналов со схемой х16 + х4.
Частота оперативной памяти поднята с 2933 ГГц у моделей Н470 до 3200 ГГц у Н570, слотов на плате предусмотрено 4 с интерфейсом DDR4.
Количество портов SATA у обеих серий поровну: по 6 штук III поколения со скоростью 6 Гб/с и поддержкой технологии RAID. Общее количество USB портов также по 14, но из них у новинки 2 порта USB 3.2 Gen 2×2, чего не было у прошлого поколения.
Чипсет Intel Z590
Материнские платы на чипсете Z590 – флагманы линейки, ориентированный на мощнейшие игровые сборки. Традиционно флагманские модели оснащены официальным набором функций и технологий для возможности разгона центрального процессора и оперативной памяти.
По сравнению с предыдущей линейкой и ее флагманом Z490 в качестве нововведений следует отметить:
Увеличенное число линий DMI 3.0 с четырех до восьми, что автоматически увеличивает скорость обмена информации между процессором и другими узлами до 7,86 ГГ/с.
Количество процессорных линий PCI-E увеличено до 20, а значит стало больше на 4, при этом все они поколения 4.0. Конфигурация процессорного порта поддерживает 24 канала с интерфейсом PCI-Express 3.0.
Количество портов SATA на референсном чипсете увеличилось до 8, но многие вендоры по традиции задействовали только 6 из них, как у предыдущей линейки.
Общее максимальное количество USB осталось 14, но три из них могут быть задействованы под интерфейс USB 3.2 Gen 2×2.
Таким образом, если на первый взгляд отличия и не были заметны, то подробное изучение конфигурации демонстрирует нам очевидные преимущества новой линейки системной логики 500-й серии:
- рост скоростей обмена информацией между чипсетом и процессором;
- появления разъемов USB 3.2 поколения 2×2, демонстрирующих скорость передачи данных до 20 Гб/с;
- в моделях среднего уровня производительности появилась поддерживаемая производителем официальная функция разгона оперативной памяти;
- поддержка процессорных линий PCI-E поколения 4.0.;
Но главный показатель – поддержка процессоров 11 поколения Rocket Lake без дополнительных настроек и оптимизации.
Краткий видеообзор популярной материнской платы от GIGABYTE Z490 AORUS XTREME — передовые технологии на сокете LGA1200
Почему порты PCI Express на моей материнской плате имеют разные размеры? x16, x8, x4 и x1 объяснено
Стандарт PCI Express является одним из основных элементов современных вычислительных систем, поскольку в последние десять лет на каждом настольном компьютере имеется слот. Но характер соединения несколько туманный: на новом ПК вы можете увидеть полдюжины портов трех или четырех разных размеров, все помечены как «PCIE» или PCI-E ». Так почему путаница, и какие из них могут вы на самом деле используете?
Понимание шины PCI Express
В качестве обновления до оригинальной системы PCI (Peripheral Component Interconnect) система PCI Express имела одно огромное преимущество, когда она была первоначально разработана в начале 2000-х годов: она использовала шину доступа точка-точка вместо последовательной шины. Это означало, что каждый отдельный порт PCI и его установленные карты могли в полной мере использовать свою максимальную скорость, без одновременного засорения нескольких карт или расширений в одной шине.
PCI Express заменил старый стандарт слотов PCI. Эта материнская плата поддерживает как PCIE x16 синего цвета, PCIE x1 черного цвета, так и PCI бежевого цвета.С точки зрения непрофессионала, представьте ваш настольный ПК как ресторан. Старый стандарт PCI был похож на гастроном, все ждали одной очереди, а скорость обслуживания была ограничена одним человеком за стойкой. PCI-E больше похож на бар, каждый патрон сидит на назначенном месте, а несколько барменов принимают заказы всех одновременно. (Ладно, так что никогда нельзя сразу привлечь бармена к каждому клиенту, но давайте представим, что это действительно отличная полоса.) Благодаря выделенным полосам данных для каждой платы расширения или периферийного устройства весь компьютер может быстрее получать доступ к компонентам и аксессуарам.
Теперь, чтобы расширить нашу метафору гастронома / бара, представьте, что для некоторых из этих мест несколько барменов зарезервированы только для них. Вот тут и приходит идея нескольких полос.
Жизнь на быстрых переулках
PCI-E претерпел множество изменений с момента его создания; в настоящее время новые материнские платы обычно используют версию 3 стандарта, причем более быстрая версия 4 становится все более распространенной, а версия 5 ожидается в 2019 году. Но все разные ревизии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут иметь четыре основных размера. : x1, x4, x8 и x16. (Существуют порты x32, но они встречаются крайне редко и, как правило, не встречаются на потребительском оборудовании.)
Карты разных размеров поддерживают разные максимальные скорости PCI-Express.Различные физические размеры допускают различное количество одновременных подключений данных к материнской плате: чем больше порт, тем больше максимальное количество подключений к карте и порту. Эти соединения в разговорной речи называются «дорожками», причем каждая полоса PCI-E состоит из двух сигнальных пар: одна для отправки данных, а другая для приема данных. Различные версии стандарта PCI-E допускают разные скорости на каждой полосе. Но, вообще говоря, чем больше линий на одном порту PCI-E и его подключенной карте, тем быстрее данные могут передаваться между периферийным устройством и остальной частью компьютерной системы.
Возвращаясь к метафоре нашего бара: если вы представляете, что каждый посетитель, сидящий за барной стойкой, является устройством PCI-E, то полоса x1 будет одним барменом, обслуживающим одного клиента. Но у патрона, сидящего на назначенном сиденье «х4», будет четыре бармена, приносящих ему напитки и еду, а на сиденье «х8» будет восемь барменов только для ее напитков, а у одного на сиденье «х16» будет колоссальные шестнадцать. бармены только для него. И теперь мы перестанем говорить о барах и барменах, потому что наши бедные метафорические пьющие находятся в опасности отравления алкоголем.
Какие периферийные устройства используют какие порты?
Для обычной версии PCI Express версии 3.0 максимальная скорость передачи данных на каждую полосу составляет восемь гигатрансферов, термин, который означает «все данные и электронные издержки одновременно». В реальном мире скорость для версии 3 PCI-E составляет чуть меньше одного гигабайта в секунду на линию.
СВЯЗАННО: Настало ли время покупать новую видеокарту NVIDIA или AMD?
Таким образом, устройство, использующее порт PCI-E x1, такое как звуковая карта с низким энергопотреблением или антенна Wi-Fi, может передавать данные на остальную часть компьютера со скоростью примерно 1 Гбит / с. Карта, которая имеет физически больший слот x4 или x8, например, карта расширения USB 3.0, может передавать данные в четыре или восемь раз быстрее — и это необходимо, если бы более двух из этих портов USB использовались по максимуму Скорость передачи. Порты PCI-E x16 с теоретическим максимумом около 15 Гбит / с в версии 3.0 используются практически для всех современных видеокарт, разработанных NVIDIA и AMD .
Большинство дискретных видеокарт используют полный слот PCI-E x16.СВЯЗАННЫЙ: Что такое слот расширения M.2, и как я могу его использовать?
Не существует каких-либо установленных правил, по которым карты расширения будут использовать количество линий. Графические карты, как правило, используют x16 только для максимальной передачи данных, но, очевидно, вам не нужна сетевая карта для использования порта x16 и шестнадцати полных линий, когда его порт Ethernet способен передавать данные только со скоростью один гигабит в секунду ( примерно одна восьмая пропускной способности одной линии PCI-E — помните, восемь бит на байт). Существует небольшое количество твердотельных накопителей, установленных на PCI-E, которые предпочитают порт x4, но, похоже, они быстро обогнали новый стандарт M.2, который также может использовать шину PCI-E . Высококачественные сетевые карты и оборудование для энтузиастов, такие как адаптеры и контроллеры RAID, используют сочетание форматов x4 и x8.
Помните: размер порта PCI-E и полосы могут не совпадать
СВЯЗАННЫЙ: Что такое «набор микросхем», и почему я должен заботиться?
Вот одна из наиболее запутанных частей настройки PCI-E: порт может быть размером с карту x16, но иметь только полосы данных для чего-то гораздо более быстрого, например, x4. Это связано с тем, что, хотя PCI-E может обслуживать практически неограниченное количество отдельных соединений, практическое ограничение пропускной способности чипсета все же остается. Более дешевые материнские платы с более бюджетными чипсетами могут занимать только один слот x8, даже если этот слот физически может вместить карту x16. В то же время материнские платы «для геймеров» будут иметь до четырех полных разъемов PCI-E размера x16 и x16 для максимальной совместимости с графическим процессором. (Мы обсудим это более подробно здесь .)
Эта материнская плата для энтузиастов включает пять полноразмерных слотов PCI-E x16, но только два из них имеют 16 полных линий передачи данных — остальные x8 и x4.Очевидно, это может вызвать проблемы. Если у вашей материнской платы есть два слота размером x16, но в одном из них есть только дорожки x4, то подключение новой модной видеокарты в неправильный слот может снизить ее производительность на 75%. Конечно, это теоретический результат: архитектура материнских плат означает, что вы не увидите такого резкого спада. Дело в том, что правильная карта должна быть в нужном слоте.
К счастью, пропускная способность отдельных PCI-слотов обычно указывается в руководстве к компьютеру или материнской плате, с иллюстрацией того, какой слот имеет какую емкость. Если у вас нет руководства, количество дорожек обычно записывается на печатной плате материнской платы рядом с портом, например:
Метки на этих портах показывают доступные полосы: порт x1 сверху имеет одну полосу, а порт x16 внизу имеет только четыре, несмотря на свой физический размер. PCIEX1_2 означает, что это второй порт x1 на материнской плате.Кроме того, более короткая карта x1 или x4 может физически поместиться в более длинный слот x8 или x16 : первоначальная конфигурация контактов электрических контактов делает ее совместимой. Карта может быть немного ослаблена физически, но если ее прикрутить на место в слотах расширения корпуса ПК, она более чем достаточно крепкая. Естественно, если контакты карты физически больше, чем слот, ее нельзя вставить.
Помните, что при покупке карт расширения или обновления для слотов PCI Express необходимо учитывать как размер, так и рейтинг полосы доступных портов.
Изображение предоставлено: Newegg , Amazon
Почему порты PCI Express на моей материнской плате различаются по размеру? Объяснение x16, x8, x4 и x1
Стандарт PCI Express — один из основных элементов современных вычислений, слот есть почти на каждом настольном компьютере, выпущенном за последнее десятилетие. Но природа подключения несколько туманна: на новом ПК вы можете увидеть полдюжины портов трех или четырех разных размеров, все с пометкой «PCIE» или PCI-E ». Так к чему путаница и какие из них можно использовать?
Понимание шины PCI Express
Как обновление исходной системы PCI (Peripheral Component Interconnect), PCI Express имел одно огромное преимущество, когда он был первоначально разработан в начале 2000-х годов: он использовал шину двухточечного доступа вместо последовательной шины. Это означало, что каждый отдельный порт PCI и установленные на нем карты могли в полной мере использовать свою максимальную скорость, без забивания нескольких карт или расширений на одной шине.
PCI Express заменил старый стандарт слотов PCI. Эта материнская плата поддерживает оба: PCIE x16 синего цвета, PCIE x1 черного цвета и PCI бежевого цвета.Проще говоря, представьте свой настольный компьютер в виде ресторана. Старый стандарт PCI был подобен гастроному, когда все стояли в очереди, чтобы их обслужили, а скорость обслуживания ограничивалась одним человеком у стойки. PCI-E больше похож на бар, где каждый посетитель сидит на своем месте, а несколько барменов принимают заказ каждого одновременно. (Хорошо, так что никогда не удастся найти бармена для каждого посетителя сразу, но давайте представим, что это действительно отличный бар.) Благодаря выделенным каналам передачи данных для каждой карты расширения или периферийного устройства весь компьютер может получить доступ к компонентам и аксессуарам быстрее.
Теперь, чтобы расширить нашу метафору гастронома / бара, представьте, что на некоторых из этих мест зарезервировано несколько барменов только для них. Вот здесь и появляется идея нескольких полос движения.
Жизнь в быстрых переулках
PCI-E с момента своего создания претерпел множество изменений; в настоящее время новые материнские платы обычно используют версию 3 стандарта, более быстрая версия 4 становится все более и более распространенной, а версия 5, как ожидается, появится в 2019 году. Но все разные версии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут быть четырех основных размеров : x1, x4, x8 и x16. (Порты x32 существуют, но встречаются крайне редко и обычно не встречаются на потребительском оборудовании.)
Карты разного размера поддерживают разное максимальное количество линий PCI-Express.Различные физические размеры позволяют использовать разное количество одновременных подключений контактов данных к материнской плате: чем больше порт, тем больше максимальное количество подключений к карте и порту. Эти соединения в просторечии известны как «дорожки», при этом каждая дорожка PCI-E состоит из двух сигнальных пар, одна для отправки данных, а другая для приема данных. Различные версии стандарта PCI-E допускают разную скорость на каждой полосе. Но, вообще говоря, чем больше линий имеется на одном порту PCI-E и подключенной к нему карте, тем быстрее могут передаваться данные между периферийным устройством и остальной частью компьютерной системы.
Возвращаясь к нашей метафоре бара: если вы представите каждого посетителя, сидящего за стойкой, как устройство PCI-E, то дорожка x1 будет одним барменом, обслуживающим одного клиента. Но посетитель, сидящий на отведенном месте «x4», будет иметь четыре бармены, приносящие ему напитки и еду, и на сиденье «x8» будет восемь барменов только для ее напитков, а на сиденье «x16» будет целых шестнадцать барменов только для него. А теперь мы перестанем говорить о барах и барменах, потому что нашим бедным образным пьющим грозит отравление алкоголем.
Какие периферийные устройства используют какие порты?
Для стандартной версии PCI Express 3.0 максимальная скорость передачи данных на полосу составляет восемь гигабайт, что означает «все данные и электронные накладные расходы одновременно». В реальном мире скорость для PCI-E версии 3 составляет чуть меньше одного гигабайта в секунду на полосу.
СВЯЗАННЫЕ С: Настало ли время покупать новую видеокарту NVIDIA или AMD?
Таким образом, устройство, использующее порт PCI-E x1, такое как звуковая карта с низким энергопотреблением или антенна Wi-Fi, может передавать данные на остальную часть компьютера со скоростью примерно 1 Гбит / с. Карта, которая подключается к физически большему слоту x4 или x8, например, карта расширения USB 3.0, может передавать данные в четыре или восемь раз быстрее — и это было бы необходимо, если бы более двух из этих USB-портов использовались с максимальной скоростью. Скорость передачи. Порты PCI-E x16 с теоретическим максимумом около 15 Гбит / с для версии 3.0 используются почти для всех современные видеокарты от NVIDIA и AMD .
Большинство дискретных видеокарт используют полный слот PCI-E x16.СВЯЗАННЫЕ С: Что такое слот расширения M.2 и как его использовать?
Нет никаких установленных правил, какие карты расширения будут использовать какое количество полос. Видеокарты, как правило, используют x16 только ради максимальной передачи данных, но, очевидно, вам не нужна сетевая карта для использования порта x16 и шестнадцати полных линий, когда его порт Ethernet может передавать данные только со скоростью один гигабит в секунду ( примерно восьмая часть пропускной способности одной линии PCI-E (помните, восемь бит на байт). Существует небольшое количество твердотельных накопителей, смонтированных на PCI-E, которые предпочитают порт x4, но, похоже, их быстро вытеснили. новый стандарт M.2, который также может использовать шину PCI-E . Высококачественные сетевые карты и оборудование для энтузиастов, такое как адаптеры и контроллеры RAID, используют сочетание форматов x4 и x8.
Помните: размер порта PCI-E и полосы могут не совпадать
СВЯЗАННЫЕ С: Что такое «набор микросхем» и почему мне это нужно?
Вот одна из наиболее запутанных частей настройки PCI-E: порт может быть размером с карту x16, но иметь достаточно каналов данных только для чего-то гораздо менее быстрого, например x4. Это связано с тем, что хотя PCI-E может поддерживать практически неограниченное количество отдельных подключений, все же существует практический предел пропускной способности набора микросхем. Более дешевые материнские платы с более бюджетными наборами микросхем могут подойти только до одного слота x8, даже если этот слот физически может вместить карту x16. Между тем, материнские платы для «геймеров» будут иметь до четырех полных слотов PCI-E размера x16 и x16 для максимальной совместимости с графическим процессором. (Мы обсудили это более подробно Вот .)
Эта материнская плата для энтузиастов включает в себя пять полноразмерных слотов PCI-E x16, но только два из них имеют полные 16 линий передачи данных — остальные — x8 и x4.Очевидно, это может вызвать проблемы. Если на вашей материнской плате есть два слота размером x16, но один из них имеет только x4 полосы, то установка модной новой видеокарты в неправильный слот может снизить ее производительность на 75%. Конечно, это теоретический результат: архитектура материнских плат означает, что вы не увидите такого резкого спада. Дело в том, что правильная карта должна быть вставлена в правильный слот.
К счастью, пропускная способность определенных слотов PCI обычно указывается в руководстве к компьютеру или материнской плате с указанием того, какой слот имеет какую емкость. Если у вас нет руководства, количество полос обычно указывается на печатной плате материнской платы рядом с портом, например:
Этикетки на этих портах показывают доступные полосы: порт x1 вверху имеет одну полосу, а порт x16 внизу — только четыре, несмотря на его физический размер. PCIEX1_2 означает, что это второй порт x1 на материнской плате.Кроме того, более короткая карта x1 или x4 может физически помещается в более длинный слот x8 или x16 : первоначальная конфигурация контактов электрических контактов делает его совместимым. Карта может немного болтаться физически, но когда она закреплена в слотах расширения корпуса ПК, она более чем достаточно прочная. Естественно, если контакты карты физически больше слота, вставить ее нельзя.
Поэтому помните, что при покупке карт расширения или обновлений для слотов PCI Express вы должны учитывать как размер, так и рейтинг доступных портов.
Изображение предоставлено: Newegg , Amazon
Сколько линий PCIe вам действительно нужно?
С появлением новой линейки материнских плат X570 PCIe 4.0, наконец, стал доступен для среднего потребителя. Имея это в виду, было неплохо поговорить о линиях PCIe. Что они собой представляют и сколько полос вам действительно нужно?
Во-первых, напомню: PCIe 3.0 — это текущий стандарт шины расширения, используемый на большинстве современных материнских плат. Это аппаратный интерфейс между устройствами (например,g., видеокарты, звуковые карты, накопители M.2, сетевые карты) и материнская плата. Слоты бывают разных размеров (x1, x2, x4, x8 и x16) 1 , а скорость данного слота определяется количеством доступных линий PCIe.
Общее количество дорожек для слота разбито на те же числа, что и выше (1, 2, 4, 8, 16). Однако, чтобы немного сделать
сбивает с толку то, что количество полос в слоте не всегда соответствует физической длине слота. Это означает, что вы можете (и часто сталкиваетесь) с слотом x16 всего с 8 полосами.Совет: вы действительно можете увидеть это, посмотрев на маленькие блестящие контакты в самом слоте. Если контакты поднимаются только наполовину, этот слот x16 имеет только 8 полос.
Но 8 полос — это часто бывает достаточно. Несмотря на то, что теоретические пределы передачи данных для 8- и 16-полосных слотов сильно различаются 2 , в настоящее время на рынке нет потребительских карт, способных заполнить полосу пропускания слота PCIe 3.0 x16. Хотя объем данных, «обрабатываемых» высокопроизводительной видеокартой, часто превышает этот предел, большинство вычислений, связанных с устройством, на самом деле обрабатываются внутренним процессором карты, и поэтому нет необходимости проходить через шину.Различия в производительности в основном зависят от самой карты, а не от теоретических ограничений слота.
Материнские платыспроектированы с различным количеством линий PCIe, а разные процессоры спроектированы с поддержкой определенного количества линий. Платы для серверов и энтузиастов обычно разрабатываются с большим количеством линий для обеспечения большей расширяемости, и производители процессоров сегментируют свои продукты аналогичным образом. Например, Intel Core i7-9700K поддерживает максимум 16 полос, а Core i9-9980XE поддерживает максимум 44.Но больше не всегда лучше — процессоры просто предназначены для разных сред.
Однако, чтобы еще больше усложнить ситуацию, существует такая вещь, как коммутатор PCI Express, который на некоторых материнских платах представляет собой микросхему, которая, как часто говорят, удваивает количество линий, но это не совсем точно. Хотя он не создает ничего волшебным образом, он меняет способ управления ЦП сигналами, поступающими в слоты, посредством мультиплексирования сигналов. Короче говоря, он меняет способ отправки и получения данных от ЦП в слоты PCIe, чтобы более динамично использовать одно и то же количество линий между устройствами для достижения лучшей производительности.
Вернемся к теме: количество необходимых линий зависит от того, сколько устройств PCIe вы хотите использовать в своей системе и насколько быстро вы хотите, чтобы все эти устройства работали, хотя заметное влияние на производительность обычно наблюдается только в нишевых конфигурациях. . Один графический процессор лучше всего работает с 16 полосами. При установке дополнительного графического процессора обязательно используйте слот x16 с 16 линиями, если это возможно. И наоборот, если вы добавляете карту x4 и у вас есть только слот x8, это тоже будет работать. Все PCIe 3.0 совместимы с устройствами меньшего форм-фактора при условии, что они физически помещаются в слот.
Каждый раз, когда вы погружаетесь в тему, связанную с технологиями, вас легко ошеломить. К счастью, BOXX провела для вас все исследования и разработала рабочие станции, подходящие для любого рабочего процесса. APEXX S3, наша флагманская рабочая станция, предназначена для однопоточных приложений, которые работают с максимальной эффективностью с одним высокопроизводительным графическим процессором. Однако, если вам нужен тот же непревзойденный разогнанный процессор (8 ядер по 5.1 ГГц), но для этого требуется больше линий PCIe, APEXX Enigma S3 — идеальный вариант. Или, если вам нужно на больше места, APEXX S4 имеет достаточно полос для работы четырех графических процессоров двойной ширины.
Это всего лишь несколько примеров. Независимо от ваших конкретных потребностей, у BOXX есть рабочая станция для вашего рабочего процесса. Поговорите со специалистом по производительности BOXX сегодня, чтобы узнать больше.
1 Технически слоты x32 существуют, но встречаются очень редко.
2 7 880 МБ / с и 15 760 МБ / с соответственно.
Как работает PCI Express | HowStuffWorks
Мы установили, что PCIe может устранить необходимость в соединении AGP. Слот x16 PCIe может вместить гораздо больше данных в секунду, чем позволяют текущие соединения AGP 8x. Кроме того, слот x16 PCIe может обеспечивать видеокарту мощностью 75 Вт, в отличие от соединения AGP 8x мощностью 25/42 Вт.Но у PCIe есть еще более впечатляющий потенциал для будущего графических технологий.
При правильном оборудовании материнская плата с двумя разъемами x16 PCIe может поддерживать два графических адаптера одновременно. Несколько производителей разрабатывают и выпускают системы, использующие эту функцию: NVIDIA Scalable Link Interface (SLI): с SLI-сертифицированной материнской платой, двумя графическими картами SLI и разъемом SLI пользователь может установить две видеокарты в одну. система.Карты работают вместе, разделяя экран пополам. Каждая карта контролирует половину экрана, а разъем гарантирует, что все будет синхронизировано.
ATI CrossFire : две видеокарты ATI Radeon®, одна с чипом «движка композитинга», подключаются к совместимой материнской плате. Технология ATI ориентирована на качество изображения и не требует одинаковых видеокарт, хотя высокопроизводительные системы должны иметь идентичные карты. Crossfire разделяет работу по рендерингу одним из трех способов:
- разделение экрана пополам и присвоение одной половины каждой карточке (так называемая «обрезка»)
- разделение экрана на плитки (например, шахматная доска) и получение одной из них. карта отображает «белые» плитки, а другая отображает «черные» плитки
- , при этом каждая карта отображает чередующиеся кадры
Alienware Video Array : две стандартные видеокарты в сочетании с Video Merger Hub и проприетарным программным обеспечением .Эта система будет использовать специализированные системы охлаждения и питания для обработки всего дополнительного тепла и энергии от видеокарт. Со временем технология Alienware может поддерживать до четырех видеокарт.
Поскольку все PCI, PCI-X и PCI Express совместимы, все три могут сосуществовать бесконечно долго. Пока что видеокарты сделали самый быстрый переход на формат PCIe. Сетевые и звуковые адаптеры, а также другие периферийные устройства развивались медленнее. Но поскольку PCIe совместим с текущими операционными системами и может обеспечивать более высокие скорости, вполне вероятно, что он в конечном итоге заменит PCI в качестве стандарта ПК.Постепенно карты на базе PCI устареют.
Для получения дополнительной информации о PCI Express и связанных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.
Первоначально опубликовано: 17 августа 2005 г.
линий PCIe и их значение
Ранее мы представляли линии PCIe для сравнения скоростей передачи данных (RAM vs PCIe vs SATA vs USB vs more!). Сегодня мы более подробно рассмотрим линии PCIe и обсудим их важность для вас как пользователя.
PCIe Lanes: The GistНа каждой материнской плате существуют провода, используемые для передачи данных между установленными компонентами.Эти провода называются P eripheral C component I nterconnect e xpress ( PCIe для краткости).
Дорожки PCIe используются для многих вещей, которые вы подключаете к материнской плате. Это включает в себя все, что вы вставляете в набор слотов PCIe на материнской плате, например видеокарты или беспроводные адаптеры; все, что вы подключаете к USB-разъемам; и каждый накопитель, который вы используете, независимо от того, подключен ли он через заголовок SATA или M.2 порта. Дорожки позволяют им (прямо или косвенно) взаимодействовать с основными компонентами (ЦП и ОЗУ), некоторыми портами ввода-вывода и друг с другом.
Дорожки процессора и набора микросхем: две стороны одной монеты?ЦП и набор микросхем материнской платы являются двумя мозгами операции. Оба «предоставляют» линии PCIe, которые вы можете использовать по своему усмотрению. Однако эти полосы физически привязаны к определенным частям материнской платы.
В процессорах Intel их линии PCIe подключены к слотам PCIe на материнской плате.С процессорами Ryzen процессор также напрямую подключен к одному слоту M.2 (или двум портам SATA 3) и 2 или более портам USB в дополнение к некоторым слотам PCIe.
Линии PCIe чипсета в основном подключены к слотам SATA и M.2, большинству или всем портам USB, встроенному Ethernet, а также могут быть подключены к некоторым (обычно небольшим) слотам PCIe.
Все, что подключено к ЦП, может легко перемещать большие объемы данных, не создавая узких мест. Но для чипсетов ситуация с полосой PCIe не такая радужная. – вы ограничены в скорости из-за подключения к процессору. Это соединение — x4 линии PCIe . Практически во всех современных системах (2015 и новее) это PCIe 3.0 с максимумом 3,94 ГБ в секунду. Единственное заметное исключение — новые материнские платы на чипсете AMD X570, выпущенные в июле; на них доступная пропускная способность увеличена вдвое с помощью PCIe 4.0 до довольно удобных 7,88 ГБ в секунду. Например, твердотельные накопители NVMe могут легко поглощать большую часть этой полосы пропускания на материнских платах, отличных от X570, при чтении / записи большого количества данных, ограничивая доступную полосу пропускания для чего-либо еще, например, встроенного Ethernet, других накопителей и USB-устройств, подключенных к чипсет.Но даже обычная перегрузка из-за использования большого количества данных, передаваемых через чипсет из таких источников, может потенциально вызвать проблему, если их достаточно.
Материнская плата имеет значениеПоскольку количество линий PCIe ограничено, вы не можете подключаться к каждому отдельному слоту и порту на материнской плате и ожидать, что все будет в порядке. Некоторые вещи могут быть отключены или их линии PCIe ограничены.
В слотах PCIe верхний слот x16 обычно будет работать с полными линиями x16 PCIe, доступными в любое время.Но подключите что-нибудь еще к другому слоту x16 PCIe, подключенному к процессору, и это число обычно уменьшается до x8 линий PCIe. На некоторых материнских платах второй слот в этой ситуации будет работать с полосами x8, но также может быть ограничен до x4. (Обычно в этом случае материнские платы со вторым слотом x8 будут поддерживать SLI, а мобильные устройства с разъемом x4 второго слота — нет). Подключите еще один слот PCIe, и этот верхний слот может быть до x4 линий PCIe, постоянно доступных ему.
Если вы используете твердотельный накопитель NVMe M.2 на материнской плате с набором микросхем, отличной от X570, в слоте, подключенном к набору микросхем, это обычно ограничивает доступ к двум портам SATA 3, поскольку эти порты SATA используют линии PCIe для перемещения данных по материнской плате. .Вот почему вы иногда будете видеть предупреждения на страницах некоторых продуктов и на сайтах о том, что заполнение всех доступных портов одного типа приведет к отключению некоторых других портов.
Это действительно то, что сильно зависит от материнской платы и функций, которые она предлагает. В руководстве к каждой материнской плате должно быть указано, сколько линий PCIe использует каждый слот PCIe при использовании нескольких, а также какие порты SATA, если таковые имеются, отключаются при использовании твердотельного накопителя M.2.
ЗаключениеЧто касается нашей основной диаграммы:
Каждый уровень до Superb включительно не предлагает X570, что означает, что все, что связано с чипсетом, а не с процессором (в целом), ограничено почти 4 ГБ / с и с использованием M.2 может ограничить доступ к некоторым портам SATA 3. Ваша свобода немного лучше с платами X570, предлагаемыми на уровнях «Отлично», «Отлично» и «Энтузиаст», поэтому опытным пользователям, которые не используют Threadripper, это может понравиться. Однако, конечно, нет ничего (кроме денег, во всяком случае), чтобы помешать вам взять материнскую плату X570 для любого процессора AM4, если вы того пожелаете, даже если в нашей основной таблице они не указаны ниже по соображениям стоимости / баланса.
Обычный пользователь, скорее всего, не столкнется с какими-либо серьезными ограничениями из-за ограничений линии PCIe, и ему нужно только беспокоиться о том, что будет, а что не будет работать в соответствии с руководством по материнской плате.Ограничение скорости соединения между процессором и набором микросхем может по-прежнему вызывать беспокойство у некоторых.
Если у вас есть вопросы или что-то добавить, дайте нам знать в комментариях! И помните, , если вы не уверены, посмотрите руководство.
Обзор AMD Ryzen 9 5900X и 5950X
Твитнуть Ryzen 5000 обеспечивает 24 полосы PCIe 4.0 ПроцессорыRyzen 5000 будут иметь в общей сложности 24 линии PCIe Gen4. Четыре из двадцати четырех используются для соединения с набором микросхем материнской платы, оставляя 20 линий Gen 4.0 для другого использования. 16 полос (PCIe x16) предназначены для видеокарт, которые подключаются как x16 или как две на x8. Как видно из Gen 3.0, канал Gen 4.0 x8 будет предлагать такую же полосу пропускания, что и PCIe 3.0 x16. Еще четыре линии PCIe от ЦП предназначены для быстрого хранения, такого как твердотельные накопители, совместимые с PCIe 4.0 NVMe. В дополнение ко всему этому, отметка на полях — AMD интегрировала поддержку USB 3.2 Gen2 в ЦП, что означает, что вы получаете четыре порта USB 10 Гбит / с на SuperSpeed. Мы рекомендуем вам соединить Ryzen 5000 с материнской платой B550.Однако, если у вас есть потребность в нескольких модулях NVMe M2 с поддержкой PCIe Gen 4, следует выбрать X570, поскольку набор микросхем X570 обеспечивает еще 16 линий PCIe 4.0. Для каждой материнской платы все будет подключаться по-другому. Слоты PCIe, твердотельные накопители M.2, LAN, кард-ридеры или модули Wi-Fi должны быть подключены через новый стандарт интерфейса. Конфигурация зависит от соответствующей материнской платы. В отличие от X370 и X470, чипсет AMD X570 был разработан самой AMD, и вот интересный факт: чип ввода-вывода, установленный на процессорах Ryzen 3000/5000, и чипсет AMD X570 на самом деле являются одними и теми же чипами. использование 12-нм версии Global Foundries и варианта набора микросхем X570 — это одно и то же, только изготовленная по 14-нм техпроцессу.Поскольку на самом деле процессор имеет 12-нм чип ввода-вывода, который совпадает с набором микросхем X570, он также будет предлагать 4 порта USB 3.2 Gen 2 (Superspeed 10 Gbps).
| Версия PCIe | Линейный код | Скорость передачи | Пропускная способность x1 | x4 | x8 | x16 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1,0 | 8b / 10b | 2,5 ГТ / с | 250 МБ / с | 1 ГБ / с | 2 ГБ / с | 4 ГБ / с |
| 2.0 | 8b / 10b | 5 ГТ / с | 500 МБ / с | 2 ГБ / с | 4 ГБ / с | 8 ГБ / с |
| 3,0 | 128b / 130b | 8 ГТ / с | 984,6 МБ / с | 3,938 ГБ / с | 7,877 ГБ / с | 15,754 ГБ / с |
| 4,0 | 128b / 130b | 16 ГТ / с | 1,969 ГБ / с | 7.877 ГБ / с | 15,754 ГБ / с | 31,508 ГБ / с |
X570 PCH фактически включает шестнадцать линий PCIe в дополнение к 24 линиям PCIe на ЦП, в общей сложности 4 (четыре) 4-канальных физических интерфейса (4x PCIe 4.0 x4 PHY), полностью настраиваемых в PCIe x16, x8, x4 , x2, x1 и SATA. Чипсет X570 предлагает 8 портов USB 3.2 Gen 2, 4 порта USB 2.0, 4 порта SATA и 8 отдельных линий PCI-Express 4.0. Остается восемь гибких линий, которые можно использовать для PCI-Express и SATA.Как видите, гибкий дизайн дает производителям материнских плат множество вариантов того, что они хотят предложить. Если подумать, материнская плата AMD X570 может даже получить четыре слота M.2 для твердотельных накопителей PCI-Express 4.0 x4. Имейте в виду, что только процессоры от Ryzen 3000 (Zen2) и новее открывают X570 для ЦП на PCIe 4.0 x4. Если используется более старый процесс семейства Ryzen или, скажем, APU на основе более старой архитектуры Zen1, соединение с набором микросхем станет PCIe 3.0. В конце концов, платформа X570 станет самым передовым предложением AMD за всю историю.Это опережает то, что предлагает Intel. Обратной стороной всей этой новой технологии является то, что материнские платы сложнее и дороже в производстве.
Конечно, если вам достаточно одного твердотельного накопителя PCIe Gen 4 NVMe, мы бы посоветовали B550. И если вас устраивает PCIe Gen 3.0, честно говоря, после января 2021 года поищите хорошую материнскую плату B450 или X470. Производительность процессора и памяти не будет отличаться на всех платформах. Сделав здесь разумный выбор, можно получить большую пользу.
Введение Семейство процессоров RyzenPCI-Express 4.0 и набор микросхем X570 Демонстрация продукции — процессор Ryzen Скриншоты CPU-Z Ryzen 9 5900XCPU-Z Снимки экрана Ryzen 9 5900XCPU-Z Энергопотребление и температура Используемое аппаратное и программное обеспечение Производительность — CineBench 15 (и IPC) Производительность — CineBench 20 Производительность — Создание контента 2,8 Создание контента POV-Ray 3.7 Производительность — SpecWorkstation 3 Производительность — CPU-ZPerformance — Программное обеспечение для сжатия 7-zipPerformance — Браузер Chrome — Kraken — Jetstream 2 Производительность — Создание контента FryRenderPerformance — V-Ray NEXT — Indigo Render 4.0 Производительность — Corona Ray Tracing Производительность — Кодирование видео Производительность — Системная память DDR4 Производительность — Производительность — Игры — Относительные показатели Full HD Производительность — Игровая RTX 2080 Ti — 1280×720 (HD Ready) — Производительность 2560×1440 (QHD) — dGPU — Игры: 3DMark Time SpyPerformance — Игровая RTX 3090 — Производительность 1920×1080 (Full HD) — Игровая RTX 3090 — Производительность 2560×1440 (QHD) — Игровая RTX 3090 — 3840×2160 (UHD) Разгон и настройка Заключение
Статьи по теме
Пришло время для некоторых новых обзоров, недавно анонсированных для OEM-рынка, но теперь доступных в розничной продаже: Ryzen 7 5700G (8c / 16t) и APU Ryzen 5 5600G (6c / 12t).Эти щенки поставляются с интегрированным …
Обзор AMD Ryzen 7 5800X
Пришло время уже для нашего 4-го обзора ZEN3, да, долгожданного Ryzen 5 5800X. Это процессор, который находится в списке наблюдения многих с 8 ядрами и 16 потоками, если он предлагает немного больше гибкости …
Обзор AMD Ryzen 5 5600X
ZEN3 здесь, и в этом обзоре мы попробуем шестиядерная часть — Ryzen 5 5600X. В целом, эта серия процессоров призвана обеспечить значительный прирост производительности однопоточных и многопоточных рабочих нагрузок.T …
Обзор AMD Ryzen 9 5900X и 5950X
Мы рассматриваем ZEN3, новый Ryzen 9 5900X и 5950X. Выпущенная AMD как новая архитектура, которая снова атакует Intel, в этом раунде особое внимание уделяется вашей игровой производительности. В целом, это про …
чипсетов Intel под контролем | журнал Reichelt
Набор микросхем является центральным элементом материнской платы и служит связующим звеном между отдельными компонентами компьютера. Он управляет взаимодействием и потоком данных между процессором, основной памятью, системами шин и контроллерами внутренних и внешних интерфейсов и, следовательно, имеет большое влияние на общую производительность компьютерной системы.Выбор правильного набора микросхем важен, потому что он определяет, какие компоненты могут использоваться в компьютерной системе.
Если вы теперь посмотрите на состав настольного ПК на базе Intel, вам нужно выбрать правильную материнскую плату и набор микросхем, который содержит все компоненты ПК, такие как RAM, SSD, графический адаптер и ЦП, который установлен на розетке. Разъем ЦП и набор микросхем материнской платы должны соответствовать соответствующему ЦП.
Выбор подходящего набора микросхем
При выборе правильного набора микросхем стоит обратить внимание на следующие факторы:
- Версия PCIe: PCIe (PCI Express) означает стандарт, согласно которому внутренние линии передают данные между ЦП, встроенным контроллером и другими устройствами, такими как графический адаптер.Текущая версия PCIe 4.0 примерно в два раза быстрее, чем PCIe 3.0. Кроме того, также важно учитывать, сколько линий имеется в соответствующей версии PCIe.
- PCIe на набор микросхем: чем выше число, тем больше функциональные возможности
- PCIe на процессор: описывает количество линий PCIe, к которым могут быть подключены графические адаптеры
- USB 3.2 Gen 1 (первоначально 3.0) или Gen 2 (первоначально 3.1): описывает количество поддерживаемых USB-портов до 5 или 10 Гбит.
- Разгон: производительность оборудования может быть увеличена при использовании функций разгона.
Сравнение чипсетов Intel старого и нового поколения
В настоящее время самые мощные среди настольных процессоров Intel включают модели десятого поколения с названием «Comet Lake». Для этого подходят материнские платы с разъемом Intel LGA 1200 и чипсетом Intel 400-й серии. Те, кто выбирает процессоры предыдущих поколений 8 и 9 («Coffee Lake» или «Coffee Lake Refresh»), выбирают материнскую плату с Intel LGA 1155 и чипсетом Intel 300-й серии.
Чипсеты B460, h570 и Z490 совместимы с «Comet Lake».
Сравнение разных поколений
| B460 | B360 | h570 | h470 | Z490 | Z390 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Версия PCIe | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | |
| PCIe на набор микросхем | 16 | 12 | 20 | 20 | 24 | 24 | |
| PCIe на процессор | Количество линий PCIe | 1 × 16 | 1 × 16 | 1 × 16 | 1 × 16 | 1 × 16/2 × 8/1 × 8 + 2 × 4 | 1 × 16/2 × 8/1 × 8 + 2 × 4 |
| USB 3.2 Gen 1 (изначально USB 3.0) | Количество USB-подключений | 8 | 6 | 8 | 8 | 10 | 10 |
| USB 3.2 Gen 2 (изначально USB 3.1) | Количество USB-подключений | — | 4 | 4 | 6 | 6 | 6 |
| Функции разгона | — | — | — | — | и | и |
Новинки серии 400
По сравнению с чипсетами Z390, h470 и B360 кардинальных изменений в оснащении моделей Z490, h570 и B460 нет.Intel не установила PCIe 4.0 в серии 400, потому что производитель не включил эту функцию в процессоры. Основные нововведения касаются исключительно новых сетевых функций. Впервые пользователи получают выгоду от встроенного Wi-Fi 6 (802.11ax) в наборе микросхем для настольных ПК и опции 2,5 GbE. Однако в наборе микросхем есть только часть оборудования, необходимого для этого.
2,5 GbE возможен благодаря универсальным линиям HSIO, которые предоставляются чипсетом и используются внешними контроллерами.
Для Wi-Fi 6 требуется внешний сопутствующий RF-модуль в дополнение к управляющей электронике набора микросхем.
Рекомендация для требовательных пользователей
Наборы микросхем Intel Z390 и Z490 используются в различных типах ПК. Если вы выберете более новую модель, вы получите улучшенные функции разгона и, следовательно, будете работать намного быстрее.
Кроме того, Z490 поддерживает не только процессоры текущего десятого поколения, но и грядущее одиннадцатое поколение. Кроме того, пропускная способность и поддержка PCI остаются прежними, как и поддержка портов SATA 3, совместимость с видеокартами и поддержка хранилищ Optane и SATA RAID.Хотя для Z390 была объявлена поддержка беспроводного Интернета 802.11AC, в Z490 уже реализована поддержка Wi-Fi 6.
В области обработки видео и графики конечные результаты сильно зависят от соответствующего приложения. Хотя некоторые приложения могут лучше использовать процессоры с большим количеством ядер, чем другие, скорость во время рендеринга или вычислительных процессов также колеблется соответственно. Как преемник набора микросхем Z390, модель Z490 поставляется с поддержкой разгона, например, для разгона K-CPU через открытый множитель.Кроме того, графический блок ЦП также может использоваться для декодирования видео.
Таким образом можно значительно ускорить программы, которые могут использовать эту функцию. Фактор, который также должен заинтересовать пользователей высокопроизводительных игровых ПК с разрешением 4K.
Рекомендация для среды B2B
В этой области рекомендуются наборы микросхем Intel B360 и B460. Здесь также есть самые большие различия между поколениями: B460 предлагает в общей сложности 16 линий PCIe 3.0 — на треть больше, чем у предыдущей модели.Однако в версии B460 отсутствует поддержка USB 3.2 Gen 2 — более старая модель допускает здесь четыре порта.
По сравнению с более дорогими платами с Z390 или Z490, которые обладают преимуществами, в частности, при разгоне, наборы микросхем B360 и B460 имеют хорошее соотношение цены и качества и являются особенными в среде B2B, где потенциал разгона обычно не важен для рекомендации. .
ОбъяснениеPCIe и NVMe | Tech Talk
Технология хранения данных значительно продвинулась за последние пять лет, и технология SSD находится в авангарде этих достижений.Новейшие смартфоны, планшеты и компьютеры теперь требуют больше флэш-хранилищ большей емкости для удовлетворения спроса, а центры обработки данных сохраняют больше информации, чем многие из них, обращаясь к службам резервного копирования в облачную среду.
Бурный рост технологии твердотельных накопителей в последние годы вынудил производителей активизировать свою деятельность и предложить нечто иное, чем ценовая категория. Скорости чтения / записи одинаковы, особенно при использовании интерфейса SATA. Но что, если вам нужно что-то быстрее? Спрос на производительность также, несомненно, растет, поскольку центры обработки данных подпитывают потребность в доступе к данным и их обработке с гораздо большей скоростью.
Так как же получить скорость выше 500 Мбит / с? Ответ кроется в интерфейсе. SATA 3 уже давно является оплотом технологии интерфейсов SSD и еще какое-то время будет им. Однако все больше производителей обращают внимание на интерфейсные технологии следующего поколения, а именно на PCIe. Прочтите в нашем блоге о различных интерфейсах и их сравнении.
Существуют также различные характеристики производительности в зависимости от того, какой модуль и где он используется, например, для личного, корпоративного, серверного или промышленного использования.Между потребительскими и промышленными хранилищами огромная разница, и вы можете прочитать о различиях здесь.
Что такое PCIe?
Peripheral Component Interconnect Express , часто обозначаемый сокращенно как PCIe или PCI-E , представляет собой стандартный тип подключения для внутренних устройств в компьютере. PCIe существует уже несколько лет, но из-за его скорости все большее распространение получает.
Из-за SATA 3.0 Максимум 600 МБ / с, PCIe начинает вытеснять SATA в качестве новейшего интерфейса с высокой пропускной способностью. Соединение PCIe состоит из одной или нескольких последовательно соединенных линий передачи данных. Каждая полоса состоит из двух пар проводов, одна для приема, а другая для передачи. У вас может быть одна, четыре, восемь или шестнадцать линий в одном слоте PCIe, обозначенном как x1, x4, x8 или x16.
ТехнологияPCIe обеспечивает скорость интерфейса до 1 ГБ / с на канал клиента (PCIe 3.0) по сравнению с сегодняшней скоростью технологии SATA до 0.6 ГБ / с (SATA 3.0). Для большего количества линий от SATA требуется больше устройств SATA, но пропускная способность PCIe может быть увеличена до 16 линий на одном устройстве.
Хотя компьютеры могут содержать несколько слотов расширения различных типов, PCIe считается стандартным внутренним интерфейсом. Многие материнские платы для компьютеров сегодня производятся только и со слотами PCIe, поэтому переход на PCIe неизбежен.
NVMe — для чего нужен стенд?
Энергонезависимая память(Express) или NVMe — это протокол (или язык) передачи данных, разработанный специально для твердотельных накопителей консорциумом поставщиков, включая Samsung, SanDisk, Dell и Seagate.Всего 90 партнеров из ИТ-индустрии собрались вместе, чтобы создать стандартный драйвер, который они все могли бы принять и поддержать. Как и SATA, NVMe предназначен для использования преимуществ уникальных свойств конвейерного хранилища на основе произвольной памяти. Он также отражает улучшения в методах уменьшения задержки данных с момента появления SATA. Таким образом, не поддерживая устаревшие протоколы, поставщики могут сосредоточиться на использовании всех преимуществ хранилища на базе NVMe. NVMe может также получить доступ к большему количеству данных за один цикл ЦП (по сравнению с циклом для каждого доступа, например, SATA), поэтому его мгновенно более привлекательно использовать.
NVMedede не только повышает производительность, но и обладает высокой совместимостью. Сейчас производители должны придерживаться только одного стандарта интерфейса программного обеспечения, поэтому им не нужно писать свой собственный. Поставщикам и ИТ-специалистам, отвечающим за внедрение, больше не нужно проверять поставщиков на предмет их совместимости с конкретной операционной системой, но вместо этого они могут посмотреть на конкретные возможности и стоимость карты, чтобы определить, какая из них лучше всего подходит для их среды, так что беспроигрышный вариант для конечных пользователей.Идеальные варианты использования NVMe — это реляционные базы данных, искусственный интеллект и высокопроизводительные вычисления.
Объединение запоминающего устройства NVMe и PCIe кажется совершенно разумным, и многие производители твердотельных накопителей идут по этому пути. Но насколько это может быть хорошо?
Факты, цифры и особенности
Жесткие дискиили вращающиеся диски по-прежнему широко используются в центрах обработки данных, поскольку они считаются надежными, дешевыми в замене и не изнашиваются. Однако их производительность ограничена (этой технологии 40 лет!).Жесткие диски и твердотельные накопители имеют только одну очередь команд и могут отправлять 32 команды в каждой очереди. NVMe имеет 64 000 очередей команд и может отправлять 64 000 команд в каждой очереди. Итак, очевидно, что совместное использование NVMe и PCIe имело бы смысл для центра обработки данных, где каждую секунду обрабатывается так много информации. PCIe взаимодействует напрямую с системным процессором, а не с контроллером SATA, поэтому, по сути, он избавляет от среднего человека для более быстрого доступа к информации.
Итак, какие решения доступны? Объединение NVMe и PCIe сейчас находится на подъеме, и лидер технологий Kingston может предложить DCP1000, получивший название самого быстрого твердотельного накопителя в мире с колоссальной скоростью чтения / записи 6800/6000 МБ / с — более чем в десять раз быстрее, чем твердотельные накопители SATA.Дополнительные функции, общие для твердотельных накопителей, включают защиту от сбоев питания, позволяющую устройству безопасно выключаться в случае отключения электроэнергии без потери данных и снижения риска повреждения данных, 256-битное шифрование AES и обширные гарантии — обязательное условие для центров обработки данных. . Подробнее о различных уровнях шифрования читайте здесь
ИнструментыSMART будут поддерживать ИТ-инструменты для мониторинга состояния твердотельных накопителей PCIe; Надежность, использование, оставшийся срок службы, уровень износа и температура — все это можно контролировать, чтобы любые ранние проблемы можно было выявить и принять меры с минимальным временем простоя.
Будущее, безусловно, выглядит светлым для технологии NVMePCIe, особенно когда 3D NAND проникает в коммерческие и промышленные хранилища. Зная быстрые темпы развития нашей отрасли, мы почти наверняка можем предсказать, что возможности и скорость будут только расти.
PCI Express * Архитектура
АрхитектураPCI Express * (PCIe *) снова выходит за рамки границ производительности ввода-вывода с PCI Express * 3.0. PCIe * 3.0 вдвое увеличивает максимальную скорость передачи данных по сравнению с предшественником PCIe * 2.0, со скоростью передачи до 8 ГТ / с. Тем не менее, он поддерживает обратную совместимость с предыдущими поколениями. Такой скачок в скорости передачи данных позволяет разработчикам межкомпонентных соединений ПК, графических адаптеров и коммуникаций на уровне микросхем, а также других приложений, использующих эту повсеместную технологию, повысить производительность.
Что такое PCI Express *?
PCI Express * (PCIe *) — это основанное на стандартах последовательное соединение точка-точка, используемое во всех отраслях вычислительной техники и встраиваемых устройств.Представленный в 2004 году интерфейс PCIe * управляется PCI-SIG. PCIe * поддерживает следующие функции:
- Масштабируемая одновременная двунаправленная передача с использованием от одной до 32 полос межсоединений дифференциальных пар
- Группирование полос для достижения высокой скорости передачи, например, с помощью графических адаптеров
- До 32 ГБ / с двунаправленной пропускной способности на разъеме x16 с PCI Express * 3.0
- Передача данных с малыми накладными расходами и малой задержкой
- Как хост-передача, так и одноранговая передача
- Эмуляция сетевых сред путем отправки данных между двумя точками без маршрутизации хост-чип
Почему последовательное межсоединение?
PCI Express * (PCIe *) — предпочтительное межсоединение из-за его низкой стоимости, высокой производительности и гибкости.Поддерживая программную совместимость с предыдущим межсоединением PCI *, PCIe * обеспечивает множество преимуществ, недоступных с PCI, в том числе:
- Масштабирование производительности за счет объединения полос (от одной до 32)
- Более низкая стоимость, более простая реализация с малым количеством выводов
- Улучшенные возможности управления питанием
- Универсальность и гибкость — широко используется в широком диапазоне приложений
Как работает PCI Express *
«Канал» PCI Express * (PCIe *) включает от одной до 32 полос.Ссылки выражаются как x1, x2, x4, x8, x16 и т. Д. Связь согласовывается и настраивается при включении питания. Чем больше полос, тем выше скорость передачи; большинство графических адаптеров в современных ПК используют не менее 16 полос. Часы встроены в поток данных, что обеспечивает отличное масштабирование частоты для масштабируемой производительности.
PCI Express ‘* Удерживающая мощность
PCIe * 3.0 продолжает масштабироваться в соответствии с требованиями вычислительных приложений и поставки процессоров с более высокой производительностью. Он остается центральным как в системах, так и в устройствах, включая серверы, настольные компьютеры, ноутбуки, встроенные решения, дополнительные карты и наборы микросхем.Низкая задержка делает его идеальным в качестве межсоединения для кластерных систем, составляющих интернет-облако.
Проектирование с помощью PCI Express *
Корпорация Intel вместе с лидерами отрасли работают вместе, чтобы гарантировать, что стандарт PCI * основан на надежной спецификации, чтобы обеспечить совместимость с множеством продуктов на долгие годы.