Pci e x16: Новинки IT-индустрии, обзоры и тесты компьютеров и комплектующих

PCIe бывают разных физических конфигураций: x1, x4, x8, x16, x32. Число после x говорит вам, сколько полос (как данные передаются на карту PCIe и от нее) имеет слот PCIe. Слот PCIe x1 имеет одну полосу и может перемещать данные с одним битом за цикл. Слот PCIe x2 имеет две полосы и может перемещать данные со скоростью два бита за цикл (и так далее).

Вы можете вставить карту PCIe x1 в слот PCIe x16, но эта карта получит меньшую пропускную способность. Точно так же вы можете вставить карту PCIe x8 в слот PCIe x4, но она будет работать только с половиной полосы пропускания по сравнению с тем, если бы она была в слоте PCIe x8. Большинству графических процессоров требуется слот PCIe x16 для полноценной работы.

Сравнение поколений PCIe

Текущие поколения PCIe

Стандарты PCIe в настоящее время бывают трех различных поколения: PCIe 1. 0, PCIe 2.0, PCIe 3.0 и PCIe 4.0. Пропускная способность удваивается с каждым поколением.

Как узнать, какую производительность вы получите от карты расширения PCIe? Ваша карта PCIe будет работать с самым младшим из существующих поколений. Поэтому, если вы вставите карту PCIe 2.0 в слот PCIe 3.0, вы получите производительность PCIe 2.0.

PCIe 4.0

Стандарт PCIe 4.0 дебютировал в 2017 году и обеспечивает пропускную способность 64 ГБ / с. Он доступен для серверов корпоративного уровня, но стал использоваться с твердотельными накопителями только в 2019 году. Процессоры AMD Ryzen серии 3000, дебютировавшие в июле 2019 года, стали первыми процессорами для настольных ПК, поддерживающими PCIe 4.0 x16 из коробки. Для полной поддержки пользователям потребуются новые материнские платы с чипсетом X570 .

Чтобы узнать больше о PCIe 4.0, ознакомьтесь с нашей статьей «Что мы знаем о PCIe 4.0 на данный момент».

Будущие поколения PCIe: PCIe 5.0 и PCIe 6.0

PCIe 5.0

Официальный стандарт PCIe 5.0 вышел в мае 2019 года. Он обеспечит пропускную способность 128 ГБ / с. Спецификация обратно совместима с предыдущими поколениями PCIe, а также включает новые функции, в том числе электрические изменения для улучшения целостности сигнала и обратно совместимые разъемы CEM для дополнительных карт.Ожидается, что первые устройства PCIe 5.0 появятся у корпоративных клиентов в 2022 году, а потребительские предложения появятся в будущем.

PCI-SIG, определяющий стандарты PCIe, предполагает, что PCIe 4.0 и PCIe 5.0 какое-то время будут сосуществовать, при этом PCIe 5.0 используется для высокопроизводительных нужд, требующих максимальной пропускной способности, таких как графические процессоры для рабочих нагрузок AI и сетевых приложений. Таким образом, PCIe 5.0 будет в основном использоваться в корпоративных средах центров обработки данных, сетей и высокопроизводительных вычислений (HPC), в то время как менее интенсивные приложения, такие как те, которые используются на настольных ПК, будут хорошо работать с PCIe 4. 0.

PCIe 6.0

В июне 2019 года PCI-SIG заявила, что выпустит стандарты для PCIe 6.0 в 2021 году (спецификация в настоящее время находится в версии 0.7) . Мы не ожидаем увидеть продукты, по крайней мере, до конца 2022 года, если не до 2023 года.

PCIe 6.0 удвоит пропускную способность PCIe 5.0 до 256 ГБ / с при том же максимальном количестве полос, 16. Скорость передачи данных увеличится. достигла 64 ГТ / с на контакт по сравнению с 32 ГТ / с для PCIe 5.0. Ожидается, что PCIe 6.0 будет обратно совместим с предыдущими поколениями PCIe.

Эта статья является частью Tom’s Hardware Glossary .

Дополнительная литература:

Разница между PCIe x1, x4, x8, x16- Промышленные компьютеры DuroPC

В предыдущем сообщении блога мы рассмотрели разницу между PCI и PCI-X. Ответ на пост был восторженным, и нас попросили написать дополнительный пост, объясняющий разницу между PCIe x1, x4, x8, x16. Мы всегда рады ответить на вопросы клиентов (по поводу промышленных компьютеров обращайтесь к нам).

Короткий ответ:

• Соединения PCIe x1 имеют одну полосу данных
• Соединения PCIe x4 имеют четыре линии передачи данных
• Соединения PCIe x8 имеют восемь линий передачи данных
• Соединения PCIe x16 имеют шестнадцать линий данных

Длинный ответ:

Чем больше линий данных в соединении, тем больше пропускная способность между картой и хостом. Однако, как правило, при увеличении количества полос увеличивается стоимость.

PCIe — это обновленная версия протокола PCI. Подобно интерфейсам PCI / PCI-X, PCIe был разработан для взаимодействия периферийных компонентов. PCIe отличается от PCI / PCI-X несколькими способами, но в этом блоге мы не будем рассматривать большинство из этих различий. Однако одно ключевое отличие позволит нам лучше понять различия между вариантами протокола PCIe (x1, x4, x8, x16 и x32). Это ключевое различие — «параллельная» и «последовательная» передача данных.

В архитектуре PCI и PCI-X все карты совместно используют параллельные линии передачи данных к хосту и от него. Различия между скоростями карт и типами слотов обычно приводят к снижению скорости передачи данных.

В архитектуре PCIe каждая карта имеет собственные выделенные соединения (дорожки) для последовательной передачи данных с хостом. Это позволяет каждому подключению карты достигать полосы пропускания независимо от других карт, которые могут быть активными в системе. Количество полос указывается суффиксом протокола PCIe (× 1, × 4, × 8, × 16, × 32).Каждая полоса поддерживает скорость от 250 до 1969 МБ / с, в зависимости от версии протокола PCIe (v1.x, v2.x, v3.0, v4.0).

PCIe всегда могут работать в слотах PCIe с теми же или несколькими полосами, что и карта. Например, карта x8 может работать в слоте с линиями x8, x16 или x32. Точно так же карта x1 может работать в любом слоте PCIe.

предостережение:

Иногда слот PCIe работает с меньшим количеством каналов данных, чем указывает механический тип слота. Например, иногда производитель материнской платы будет использовать механический слот x16, даже если соединение для передачи данных составляет только x8.В этих случаях карта с более высокой пропускной способностью все еще может работать (например, карта x16 в слоте x16 с подключением только x8), если карта не требует этой дополнительной полосы пропускания. На следующем изображении показаны PCI-соединения материнской платы, используемой в DuroPC RAC355. Обратите внимание, «SLOT 1/5» — это слоты PCIe x16, но они имеют только соединение x8. Точно так же обратите внимание на то, что «SLOT 7» использует слот x8, но имеет только соединение x4. (Щелкните изображение, чтобы увидеть его в увеличенном виде.)

Как узнать, есть ли у вашего компьютера PCIe 3.0 слот x16

Большинство современных ПК в стандартной комплектации поставляются с материнской платой, оснащенной слотом PCIe 3. 0 x16. Однако, если вашему компьютеру больше пяти лет, вам может быть интересно, действительно ли у вас есть компьютер, способный запускать устройства, для которых требуется слот PCIe 3.0 16x. Не волнуйтесь, потому что мы составили действительно быстрое и простое руководство, чтобы узнать, что упаковано в вашем компьютере и подходит ли его порт PCI Express для оплаты счета.

Через материнскую плату

Самый простой способ узнать характеристики вашей материнской платы — это поискать производителя и модель в Google.Результаты должны показать, есть ли у вас слот PCIe 3.0 x16, без необходимости открывать компьютер. Если он у вас есть, вы также можете откопать руководство, чтобы найти всю необходимую информацию.

Если вы не уверены в марке или модели, попробуйте снять корпус или боковую панель вашего ПК и посмотреть воочию, так как название производителя часто заметно напечатано на оборудовании.

Посмотрите на слот

Этот метод не может точно определить, оснащена ли ваша материнская плата PCI Express 3. 0 (например, это может быть PCIe 2.0, 3.1 или 4.0), но вы, по крайней мере, можете узнать, является ли ваш вариант x16.

Снимите корпус или боковую панель вашего ПК, чтобы найти материнскую плату. Вы увидите что-то похожее на то, что показано на изображении ниже. Если вы найдете порт, который совпадает с выделенным, то ваша материнская плата оснащена слотом PCIe x16.

Стоит отметить, что на многих материнских платах указывается, какой порт находится рядом с ним — если ваш, то вам не нужно искать дальше.Если его нет, скорее всего, это PCIe 3.0 или выше, если он был приобретен после 2010 года. Если вам нужно дополнительное подтверждение, лучшим вариантом будет программное обеспечение профилирования системы.

System Profiler

Если вы хотите действительно знать все о своем компьютере и о том, что у него под капотом, лучший способ — взломать инструмент для профилирования системы. Один, бесплатный инструмент, который можно использовать, — CPU-Z, хотя есть и другие доступные инструменты.

Загрузите и установите CPU-Z.После установки откройте его и перейдите на вкладку «Основная плата». На вкладке «Графический интерфейс» вы увидите, какой у вас тип подключения PCIe, а также его ширину. Найдите «x16» в «Link Width» и «PCI-Express 3.0» в «Version». Если хотите, вы можете экспортировать эту информацию в виде текстового файла, щелкнув стрелку вниз рядом с кнопкой «Инструменты» в нижней части окна и выбрав «Сохранить отчет как .TXT».

Слоты PCIe Gen 4 и Gen 3, скорости

Фото: в этом сообщении блога мы рассмотрим различия между PCIe Gen 4 и PCIe Gen 3.Мы также обсудим, пришло ли время для обновления.

Содержание

Не заблуждайтесь, PCIe 4.0 в два раза быстрее PCIe 3.0.

Но пришло ли время модернизировать ваше оборудование для поддержки PCIe Gen 4 — это совсем другой вопрос.

В этом сообщении блога мы обсудим разницу в скорости между двумя поколениями и обратимся к обратной и прямой совместимости.

Затем мы выясним, подходит ли вам обновление.

Вы можете узнать больше о PCI Express, о том, как он работает, и о предыдущих поколениях ниже, или вы можете сразу перейти к различиям в скорости между PCIe 4.0 и PCIe 3.0.

Фото: семь слотов PCIe на двойной материнской плате Xeon от Trenton Systems. Эта конкретная материнская плата включает в себя три слота PCIe 3.0 x16 и четыре слота PCIe 3.0 x8 для сверхбыстрой скорости и универсального расширения системы. В Trenton Systems мы разрабатываем собственные платы в соответствии с потребностями вашего конкретного приложения. Свяжитесь с нами сегодня.

Peripheral Component Interconnect Express (PCI Express или PCIe) — это стандарт высокоскоростного интерфейса для подключения дополнительных видеокарт (GPU), портов локальной сети (LAN), твердотельных накопителей NVME (SSD), универсальной последовательной шины (USB). ) порты и другое оборудование к материнской плате компьютера.

Это достигается с помощью карт расширения, также известных как дополнительные карты.

Проще говоря, интерфейс PCI Express позволяет расширить материнскую плату за пределы стандартных конфигураций графического процессора, сети и хранилища.

Специальная группа по взаимодействию периферийных компонентов (PCI-SIG), в состав которой входят такие известные технологические компании, как Intel, IBM, Dell, HP, AMD и NVIDIA, представила первое поколение PCI Express под названием PCIe 1.0 в 2003 году.

PCIe 2.0 и 3.0 были выпущены в 2007 и 2010 годах соответственно. PCIe 4.0 вышел в 2017 году, а последнее поколение PCI-SIG, PCIe 5.0, дебютировало в 2019 году.

Интерфейс PCI Express реализуется через слоты PCIe, которые различаются по типу в зависимости от набора микросхем материнской платы.

Слоты различаются по длине и скорости в зависимости от количества полос (минимум одна полоса и максимум 16 полос).

доступны в конфигурациях с одной, двумя, четырьмя, восемью и 16 полосами, которые обычно обозначаются как PCIe x1, x2, x4, x8 или x16.

Фото: материнская плата, демонстрирующая различные конфигурации разъемов PCIe, а также разъемы для подключения периферийных компонентов (PCI), которые в настоящее время устарели. Кредит: CCBoot

Например, PCIe 3.0 x4 относится к карте расширения или слоту 3-го поколения с четырехканальной конфигурацией.

Аналогичным образом, PCIe 4.0 x16 относится к карте расширения или слоту 4-го поколения с 16-полосной конфигурацией.

И так далее.

Каждое новое поколение PCI Express удваивает пропускную способность, которую может поддерживать каждая конфигурация слота.Вот почему конфигурации выражаются кратными двум.

PCI Express: однонаправленная полоса пропускания в конфигурациях x1 и x16
Поколение	Год выпуска	Скорость передачи данных	Пропускная способность x1	Пропускная способность x16
PCIe 1. 0	2003	2,5 ГТ / с	250 МБ / с	4.0 ГБ / с
PCIe 2.0	2007	5,0 ГТ / с	500 МБ / с	8,0 ГБ / с
PCIe 3.0	2010	8,0 ГТ / с	1 ГБ / с	16 ГБ / с
PCIe 4.0	2017	16 ГТ / с	2 ГБ / с	32 ГБ / с
PCIe 5.0	2019	32 ГТ / с	4 ГБ / с	64 ГБ / с
PCIe 6.0	2021	64 ГТ / с	8 ГБ / с	128 ГБ / с

Таблица: PCI-SIG представила первое поколение PCI Express в 2003 году. С каждым новым поколением происходит удвоение скорости передачи данных и общей полосы пропускания на конфигурацию полосы, последняя из которых выражается как в однонаправленных, так и в двунаправленных измерениях, в зависимости от источник. Чтобы найти общую однонаправленную полосу пропускания для каждой конфигурации полосы, просто умножьте пропускную способность x1, указанную в таблице выше, на два, четыре, восемь или 16.Умножьте число, полученное в результате этого вычисления, на два, чтобы вычислить общую двунаправленную пропускную способность. Источник: PCI-SIG

Например, PCIe 1.0 имеет пропускную способность 250 МБ / с в однополосной конфигурации, пропускную способность 0,500 ГБ / с в двухполосной конфигурации, 1 ГБ / с в четырехполосной конфигурации, полосу пропускания 2 ГБ / с. в восьми полосах и 4,0 ГБ / с в 16 полосах.

Также важно отметить, что эти полосы пропускания, зависящие от полосы движения, часто удваиваются, чтобы учесть двунаправленное перемещение или передачу данных на каждую полосу и обратно.

Кроме того, каждое новое поколение PCIe обычно удваивает скорость передачи данных и пропускную способность своего предшественника для каждой конфигурации.

Например, PCIe 1. 0 имеет скорость передачи данных 2,5 ГТ / с и пропускную способность 250 МБ / с в однополосной конфигурации, тогда как однополосная конфигурация для PCIe 2.0 поддерживает скорость передачи данных 5,0 ГТ / с и 500 МБ / с. пропускная способность и т. д.

Но PCIe 1.0 и PCIe 2.0 устарели.

Сегодня PCIe 3.0 является стандартом материнских плат, по крайней мере, до тех пор, пока промышленность повсеместно не примет PCIe 4.0 и, наконец, PCIe 5.0. К этому моменту PCI-SIG выпустит следующее поколение PCIe 6.0, которое ожидается в 2021 году.

Как и в случае с любой новой технологией, производителям компьютерного оборудования может потребоваться некоторое время, чтобы начать стандартизацию своих материнских плат с использованием последнего поколения PCI Express.

PCIe 4.0 вдвое быстрее PCIe 3.0.

PCIe 4.0 имеет скорость передачи данных 16 ГТ / с по сравнению с 8 ГТ / с у его предшественника. Кроме того, каждая конфигурация линий PCIe 4.0 поддерживает удвоенную пропускную способность по сравнению с PCIe 3.0, достигая максимальной скорости 32 ГБ / с в 16-полосном слоте или 64 ГБ / с с учетом двунаправленного перемещения.

Таблица: Разница в скорости между PCIe 4.0 и PCIe 3.0 в каждой конфигурации полосы.

Давайте воспользуемся конфигурацией 16-полосного слота, чтобы увидеть разницу в скорости между PCIe 4. 0 и 3.0 в перспективе и сделать весь этот компьютерный жаргон более понятным.

Для целей этой аналогии мы будем использовать однонаправленную полосу пропускания для обоих поколений.

Фото: Аэрофотоснимок движения в мегаполисе, сделанный с помощью дрона. Используется для иллюстрации полос PCIe.

Представьте себе 16 полос автомобилей (данных), движущихся по 16 смежным полосам (конфигурация) на основной магистрали PCIe 3.0 (поколение).

Автомобили движутся с объявленным ограничением скорости PCIe 3.0 в 15 миль в час (пропускная способность).

Несколько миль в обратном направлении, однако, штат (PCI-SIG) только что открыл шоссе PCIe 4.0 и удвоил ограничение скорости.

Автомобили на этой трассе движутся быстрее благодаря недавно опубликованному ограничению скорости PCIe 4.0 — 30 миль в час.

А через пару лет автомобили будут курсировать по шоссе PCIe 5.0, где им будет разрешено передвигаться с объявленным ограничением скорости 60 миль в час.

И так далее с каждым новым поколением PCI Express, которое вводит PCI-SIG.

Фото: Деревянные передние и задние указатели. Кредит: Hashnode

И PCIe 4.0, и PCIe 3.0 имеют обратную и прямую совместимость.

Помните те высокоскоростные компоненты (графические процессоры, твердотельные накопители NVME и т. Д.), Которые используют слоты PCIe для взаимодействия с материнской платой и обеспечения дополнительных функций?

Благодаря обратной и прямой совместимости, новое можно использовать со старым (обратная совместимость), а старое можно использовать с новым (прямая совместимость).

Например, PCIe 4.0 может быть вставлена ​​в слот PCIe 3.0 материнской платы; однако пропускная способность карты Gen 4 будет ограничена из-за ограничений пропускной способности слота Gen 3.

Точно так же видеокарта PCIe Gen 3 может быть вставлена ​​в слот PCIe Gen 4 материнской платы, но графическая карта Gen 3 не сможет полностью использовать возможности более высокой пропускной способности слота Gen 4 из-за внутренних ограничений пропускной способности карты.

Фото: Разъемы плат расширения PCIe разного размера.Предоставлено: How-To Geek

Также необязательно устанавливать карту расширения в слот с таким же количеством полос.

Например, твердотельный накопитель PCIe 4.0 с четырьмя полосами можно вставить в слот x16.

Но обратное не работает.

Итак, видеокарта PCIe 3.0 x16 не помещается в слот x1, x2, x4 или x8.

Короче говоря, слот, в который вставляется карта расширения, должен иметь такое же или большее количество дорожек.

В противном случае карта не может быть вставлена ​​в слот.

Фото. При выборе твердотельных накопителей PCIe 4.0 и графических процессоров PCIe 4.0 следует учитывать несколько моментов, в основном количество и поколение разъемов PCIe на вашей материнской плате.

Как упоминалось ранее, PCIe 4.0 имеет обратную и прямую совместимость. Таким образом, вы можете вставить графический процессор PCIe 4. 0 в слот PCIe 3.0, но у вас будет узкое место из-за ограничений пропускной способности Gen 3. Другими словами, вы не сможете в полной мере воспользоваться преимуществами увеличенных скоростей этого удивительного PCIe 4.0 GPU. То же самое и с твердотельными накопителями PCIe, так что имейте это в виду, когда будете делать покупки.

Фото: твердотельный накопитель NVMe M.2 512 ГБ на базе PCIe

Твердотельный накопитель PCIe 4.0

Если вы хотите приобрести высокоскоростной твердотельный накопитель PCIe 4.0, такой как твердотельный накопитель PCIe 4.0 NVMe, знайте, что у вас будет доступ к последнему и лучшему, что спецификация PCIe может предложить с Gen 4, включая повышенную скорость передачи данных, пропускную способность и уменьшение задержки на шине PCIe.Это, конечно, при условии, что ваша материнская плата оснащена слотами PCIe Gen 4, в которые вы можете вставлять эти твердотельные накопители PCIe 4.0.

Помните: поколение PCIe, используемое в слотах PCIe вашей материнской платы, определяет скорость передачи данных и пропускную способность любой карты расширения, которую вы вставляете в нее. Твердотельные накопители PCIe 4.0 могут соответствовать только скорости слота PCIe 4.0, а твердотельные накопители PCIe 3.0 не могут повысить скорость передачи данных и пропускную способность до PCIe 4.0. Таким образом, если вы вставите какие-либо твердотельные накопители PCIe 4.0 в слоты PCIe предыдущего поколения, вы не получите увеличения пропускной способности и скорости передачи данных, которых ожидаете от PCIe 4.0, только пропускная способность и скорость передачи данных конкретного поколения PCIe этого слота.

Также широко используются твердотельные накопители PCIe 4.0 NVMe, в частности, в основном потому, что NVMe стал отраслевым стандартом для твердотельных накопителей PCIe, а также потому, что твердотельные накопители NVMe снижают энергопотребление, дополнительно сокращают задержку и включают 1000000 операций ввода-вывода в секунду (IOPS). по сравнению с 200000 SSD у SATA SSD. Это предлагает очевидное увеличение производительности для пользователей, выбирающих твердотельные накопители PCIe 4. 0.

Фото: GPU

Графический процессор PCIe 4.0

Те же правила полосы пропускания и скорости передачи данных, которые применяются к твердотельным накопителям PCIe 4.0, применяются и к графическим процессорам PCIe 4.0. Если вы приобретаете для своей системы графический процессор PCIe 4.0 и стремитесь воспользоваться преимуществами повышения производительности и уменьшения задержки PCIe Gen 4, то ваша материнская плата должна быть оснащена слотом PCIe 4.0 соответствующего размера для поддержки вашего графического процессора PCIe 4.0.

В противном случае ваш графический процессор PCIe 4.0 застрянет на скоростях предыдущего поколения, и кто захочет приобрести новый, блестящий и дорогой PCIe 4.0 без GPU, понимаете, пожинаете ли вы преимущества PCIe 4.0?

Мы начинаем видеть, как на рынке появляется все больше и больше графических процессоров PCIe 4.0, и ясно, что они будут играть ключевую роль в оптимизации и повышении производительности искусственного интеллекта (AI) и машинного обучения (ML ) приложения будущего. Но последнее, что вам нужно сделать, это купить один для своей системы и обнаружить, что он бесполезен.

Фото: в зависимости от скорости передачи данных и требований к полосе пропускания вашей программы или приложения, возможно, пришло время перейти на PCIe 4.0.

PCIe 4.0 поддерживает вдвое большую пропускную способность, чем PCIe 3.0, поэтому, если вы хотите воспользоваться преимуществами пропускной способности только что купленной карты расширения PCIe 4.0, вам потребуются слоты PCIe 4.0 на материнской плате.

Это так просто.

Но если вас устраивает определенная степень ограничения пропускной способности и вы не хотите тратить деньги на обновление до материнской платы PCIe 4.0, то обновление до Gen 4, вероятно, не будет вам стоить.

Plus, если вы все равно работаете с картами расширения и слотами PCIe 3.0, и они обеспечивают скорость, необходимую вашему приложению, не беспокойтесь об обновлении до Gen 4.

Принимая решение об обновлении, задайте себе два ключевых вопроса:

1. Обеспечивают ли мои текущие карты и слоты PCI Express скорость, необходимую для моего приложения? Если да, не обновляйте. Если нет, подумайте об обновлении.
2. Потребуется ли моему приложению в ближайшее время увеличение пропускной способности, чтобы справляться с возрастающей рабочей нагрузкой ввода / вывода? Если да, подумайте об обновлении.Если нет, не обновляйте.

Свяжитесь с Trenton Systems сегодня или поговорите с членом нашей команды, чтобы обсудить, подходит ли вам обновление.

Обязательно подпишитесь на наш блог, чтобы быть в курсе последних обновлений.

Trenton Systems создает надежные компьютерные системы, чтобы помочь клиентам во всем мире удовлетворить их потребности в сложных вычислительных системах. Мы проводим максимальные стресс-тесты наших компьютерных систем, гарантируя, что клиенты могут выполнять отраслевые операции с комфортом, эффективно и даже в самых суровых условиях мира. Другими словами, мы делаем упор, поэтому вам не нужно.

Все, что вам нужно знать о PCI Express

[nextpage title = ”Введение”]

Со времени выпуска первого ПК, выпущенного в 1981 году, в компьютере были слоты расширения, в которые можно было установить дополнительные карты, чтобы добавить возможности, недоступные на материнской плате компьютера. В настоящее время наиболее распространенный тип доступных слотов расширения называется PCI Express. В этом руководстве вы узнаете все, что вам нужно знать об этом типе подключения: как оно работает, версии, слоты и многое другое.

Прежде чем говорить о PCI Express, мы должны немного поговорить об истории слотов расширения ПК и их основных проблемах, чтобы вы могли понять, чем отличается PCI Express.

• ISA (стандартная отраслевая архитектура)
• MCA (Микроканальная архитектура)
• EISA (Расширенная отраслевая стандартная архитектура)
• VLB (местный автобус VESA)
• PCI (соединение периферийных компонентов)
• PCI-X (расширенное соединение периферийных компонентов)
• AGP (порт ускоренной графики)
• PCI Express (Экспресс-соединение периферийных компонентов)

Новые типы слотов расширения выпускаются всякий раз, когда оказывается, что доступные типы слотов слишком медленные для определенных приложений. Например, исходный слот ISA, доступный на исходном IBM PC, IBM PC XT и их клонах, имел максимальную теоретическую скорость передачи (т. Е. Пропускную способность) всего 4,77 МБ / с (4,77 МГц, передача восьми битов за такт). . 16-разрядная версия ISA, запущенная с IBM PC AT в 1984 году, почти удвоила доступную полосу пропускания до 8 МБ / с (8 МГц, передавая 16 бит каждые два тактовых цикла; каждый цикл доступа на шине ISA занимает два тактовых импульса. будет завершено), но это число было чрезвычайно низким даже в то время для приложений с высокой пропускной способностью, таких как видео.

Затем IBM выпустила слот MCA для своей линейки компьютеров PS / 2, и, поскольку он был защищен авторским правом, другие производители могли использовать его только в том случае, если они вошли в схему лицензирования с IBM, и только пять компаний сделали это (Apricot, Dell, Tandy, Исследовательские машины и Оливетти). Таким образом, слоты MCA были ограничены несколькими моделями ПК этих брендов. Девять производителей ПК присоединились к созданию слота EISA, но это не увенчалось успехом по двум причинам. Во-первых, он поддерживал совместимость с исходным слотом ISA, поэтому его тактовая частота была такой же, как у 16-битного слота ISA.Во-вторых, в альянс не вошли производители материнских плат, поэтому пользователи, которые делали это самостоятельно, и другие производители не имели доступа к этому слоту, как это произошло со слотом MCA.

Первым выпущенным настоящим высокоскоростным слотом стал VLB. Более высокая скорость была достигнута за счет привязки слота к локальной шине ЦП, то есть к внешней шине ЦП. Таким образом, слот работал с той же скоростью, что и внешняя шина ЦП, которая является самой быстрой шиной, доступной на ПК. В таблице ниже мы указываем, что этот слот использует тактовую частоту 33 МГц, но фактическая тактовая частота будет зависеть от используемого процессора.(Большинство ЦП в то время использовали внешнюю тактовую частоту 33 МГц, но также были доступны ЦП с внешней тактовой частотой 25 МГц и 40 МГц. ) Проблема с этой шиной заключалась в том, что она была разработана специально для локальной шины процессоров класса 486. . Когда был выпущен процессор Pentium, он был несовместим с ним, поскольку использовал локальную шину с другими характеристиками (внешняя тактовая частота 66 МГц вместо 33 МГц и 64-битная передача данных вместо 32-битной).

Первое общеотраслевое решение появилось в 1992 году, когда Intel возглавила отрасль, создав «окончательный» слот расширения — PCI.Позже к альянсу присоединились и другие компании, который сегодня известен как PCI-SIG (PCI Special Interest Group). PCI-SIG отвечает за стандартизацию слотов PCI, PCI-X и PCI Express. Кстати, некоторым непрофессионалам трудно провести различие между PCI, PCI-X и PCI Express («PCIe»). Несмотря на то, что эти названия похожи, они относятся к совершенно разным технологиям.

PCI — это платформенно-независимая шина, которая подключается к системе с помощью микросхемы моста (которая является частью набора микросхем материнской платы). Всякий раз, когда выпускается новый ЦП, вы все равно можете использовать ту же шину PCI, перепроектировав микросхему моста вместо перепроектирования шины, что было нормой до создания шины PCI.

Шина — это путь данных, к которому вы можете подключить несколько устройств одновременно, разделяя этот путь данных. Наиболее очевидными устройствами, подключенными к шине PCI, были слоты расширения, но интегрированные компоненты, доступные на материнской плате, такие как встроенный сетевой чип, могли быть подключены к шине PCI.

Хотя теоретически возможны и другие конфигурации, наиболее распространенной реализацией шины PCI была тактовая частота 33 МГц с 32-битным каналом передачи данных, обеспечивающая пропускную способность 133 МБ / с.

Шина PCI-X — это версия шины PCI, работающая с более высокими тактовыми частотами и с более широкими путями передачи данных для серверных материнских плат, обеспечивающая более высокую пропускную способность для устройств, требующих большей скорости, таких как высокопроизводительные сетевые карты и контроллеры RAID.

Когда шина PCI оказалась слишком медленной для высокопроизводительных видеокарт, был разработан слот AGP. Этот слот использовался исключительно для видеокарт.

Затем, наконец, PCI-SIG разработал соединение под названием PCI Express (ранее известное как «3GIO» и официально сокращенное как «PCIe», хотя большинство людей неправильно сокращают его как «PCI-E»).Несмотря на свое название, PCI Express кардинально отличается от шины PCI.

1. 1. PCI — это шина, а PCI Express — соединение точка-точка, т.е. соединяет только два устройства; никакое другое устройство не может использовать это соединение. Чтобы уточнить, на материнской плате, использующей стандартные слоты PCI, все устройства PCI подключены к шине PCI и используют один и тот же путь данных, поэтому узкое место (т. Е. Снижение производительности, потому что более одного устройства хотят передавать данные одновременно) может возникнуть.На материнской плате со слотами PCI Express каждый слот PCI Express подключается к набору микросхем материнской платы с помощью выделенной полосы, не разделяя эту полосу (путь данных) с другими слотами PCI Express. Кроме того, устройства, интегрированные в материнскую плату, такие как сетевые контроллеры, контроллеры SATA и USB, обычно подключаются к набору микросхем материнской платы с помощью выделенных соединений PCI Express.
2. 2. PCI и все другие виды слотов расширения используют параллельную связь, в то время как PCI Express основан на высокоскоростной последовательной связи.
3. 3. PCI Express основан на отдельных линиях, которые можно сгруппировать для создания соединений с более высокой пропускной способностью. Символ «x», следующий за описанием соединения PCI Express, относится к количеству линий, используемых этим соединением.

Соединение PCI Express является предметом этого руководства. Мы более подробно рассмотрим, как это работает, на следующих страницах.

Ниже приведена таблица, в которой сравниваются основные характеристики слотов расширения, которые когда-либо существовали для ПК.

Паз	Часы	Количество бит	Данные за такт	Пропускная способность
ISA	4,77 МГц	8	1	4,77 МБ / с
ISA	8 МГц	16	0,5	8 МБ / с
MCA	5 МГц	16	1	10 МБ / с
MCA	5 МГц	32	1	20 МБ / с
EISA	8. 33 МГц	32	1	33,3 МБ / с (обычно 16,7 МБ / с)
VLB	33 МГц	32	1	133 МБ / с
PCI	33 МГц	32	1	133 МБ / с
PCI-X 66	66 МГц	64	1	533 МБ / с
PCI-X 133	133 МГц	64	1	1066 МБ / с
PCI-X 266	133 МГц	64	2	2132 МБ / с
PCI-X 533	133 МГц	64	4	4266 МБ / с
AGP x1	66 МГц	32	1	266 МБ / с
AGP x2	66 МГц	32	2	533 МБ / с
AGP x4	66 МГц	32	4	1066 МБ / с
AGP x8	66 МГц	32	8	2133 МБ / с
PCIe 1. 0 х1	2,5 ГГц	1	1	250 МБ / с
PCIe 1.0 x4	2,5 ГГц	4	1	1000 МБ / с
PCIe 1.0 x8	2,5 ГГц	8	1	2000 МБ / с
PCIe 1.0 x16	2,5 ГГц	16	1	4000 МБ / с
PCIe 2.0 x1	5 ГГц	1	1	500 МБ / с
PCIe 2.0 x4	5 ГГц	4	1	2000 МБ / с
PCIe 2.0 x8	5 ГГц	8	1	4000 МБ / с
PCIe 2.0 x16	5 ГГц	16	1	8000 МБ / с
PCIe 3.0 x1	8 ГГц	1	1	1000 МБ / с
PCIe 3.0 x4	8 ГГц	4	1	4000 МБ / с
PCIe 3. 0 x8	8 ГГц	8	1	8000 МБ / с
PCIe 3.0 x16	8 ГГц	16	1	16000 МБ / с

[nextpage title = «От параллельного к последовательному»]

Соединение PCI Express представляет собой выдающийся прогресс в способах связи периферийных устройств с компьютером. Она во многом отличается от шины PCI, но наиболее важным является способ передачи данных.Соединение PCI Express — еще один пример тенденции перехода передачи данных от параллельной связи к последовательной. Другие распространенные интерфейсы, использующие последовательную связь, включают USB, Ethernet (сеть), а также SATA и SAS (хранилище).

До появления PCI Express все шины ПК и слоты расширения использовали параллельную связь. При параллельной связи несколько битов передаются по каналу данных одновременно, параллельно. При последовательной связи только один бит передается по пути данных за такт. Во-первых, это делает параллельную связь быстрее, чем последовательную, поскольку чем больше количество битов, передаваемых за раз, тем быстрее будет связь.

Параллельная связь, однако, страдает некоторыми проблемами, которые не позволяют передаче достигать более высоких тактовых частот. Чем выше частота, тем больше будут проблемы с электромагнитными помехами (EMI) и задержкой распространения.

Когда электрический ток течет по проводу, вокруг него создается электромагнитное поле.Это поле может наводить электрический ток на соседний провод, искажая передаваемую по нему информацию. Как и при параллельной передаче, одновременно передается несколько битов, причем каждый бит участвует в передаче по одному проводу. Например, при 32-битной связи (такой как стандартный слот PCI) необходимо иметь 32 провода только для передачи данных, не считая дополнительных управляющих сигналов, которые также необходимы. Чем выше часы, тем больше проблема с электромагнитными помехами.

Рисунок 1: Биты поступают на приемник, который был поврежден из-за электромагнитных помех

Как мы уже отмечали ранее, каждый бит при параллельной передаче данных передается по отдельному проводу, но практически невозможно сделать эти 32 провода одинаковыми по длине на материнской плате. При более высоких тактовых частотах данные, передаваемые по более коротким проводам, поступают раньше, чем данные, передаваемые по более длинным проводам. То есть биты при параллельной передаче могут поступать с задержкой.Как следствие, принимающее устройство должно ждать прибытия всех битов, чтобы обработать полные данные, что представляет собой значительную потерю производительности. Эта проблема известна как задержка распространения и усугубляется с увеличением тактовой частоты.

Рисунок 2: Биты не по порядку поступают на приемник из-за задержки распространения

Проект коммуникационной шины с использованием последовательной связи проще реализовать, чем проект, использующий параллельную связь, поскольку для передачи данных требуется меньше проводов.Для типичной последовательной связи необходимы четыре провода — два для передачи данных и два для приема, обычно с техникой защиты от электромагнитных помех, называемой отменой или дифференциальной передачей. При отмене один и тот же сигнал передается по двум проводам, причем второй провод передает сигнал «зеркально» (инвертированная полярность) по сравнению с исходным сигналом, как вы можете видеть на рисунке 3. Когда приемник получает сигнал, он может сравните два сигнала, которые должны быть равны, но «отражены».«Разница между двумя сигналами — это шум, благодаря чему приемнику очень просто узнать, что такое шум, и отбросить его.

Рисунок 3: Метод аннулирования

Помимо обеспечения большей устойчивости к электромагнитным помехам, последовательная связь не страдает задержками распространения. Таким образом, они могут легче достичь более высоких тактовых частот, чем параллельная связь.

Еще одно очень важное различие между параллельной связью и последовательной связью заключается в том, что параллельная связь обычно полудуплексная (одни и те же провода используются для передачи и приема данных) из-за большого количества проводов, необходимых для ее реализации. Последовательная связь является полнодуплексной (есть отдельный набор проводов для передачи данных и другой набор проводов для приема данных), потому что для этого требуется всего два провода в каждую сторону. При полудуплексной связи два устройства не могут разговаривать друг с другом одновременно; либо один, либо другой передает данные. При полнодуплексной связи оба устройства могут передавать данные одновременно.

Это основные причины, по которым инженеры использовали последовательную связь вместо параллельной связи с PCI Express.

Теперь вы можете спросить себя: «Разве последовательная связь не медленнее?» Это зависит от того, что вы сравниваете. Если вы сравните параллельную связь 33 МГц, передающую 32 бита за такт, она будет в 32 раза быстрее, чем последовательная связь 33 МГц, передающая только один бит за раз. Однако, если вы сравните ту же параллельную связь с последовательной связью, работающей с гораздо более высокой тактовой частотой, последовательная связь может быть на самом деле намного быстрее. Просто сравните пропускную способность исходной шины PCI, которая составляет 133 МБ / с (33 МГц x 32 бита), с самой низкой пропускной способностью, которую вы можете получить при подключении PCI Express (250 МБ / с, 2.5 ГГц x 1 бит).

Представление о том, что последовательный порт «всегда» медленнее, чем параллельный, исходит от старых компьютеров, на которых были порты, называемые «последовательный порт» и «параллельный порт». В то время параллельный порт был намного быстрее последовательного порта. Это было из-за того, как были реализованы эти порты. Это не означает, что последовательная связь всегда медленнее, чем параллельная.

Давайте теперь поговорим о том, как работает связь PCI Express.

[nextpage title = «Режимы работы»]

Соединение PCI Express основано на концепции «полосы», то есть однобитной, полнодуплексной, высокоскоростной последовательной связи.Дорожки можно сгруппировать для увеличения пропускной способности. Например, когда два устройства используют четыре полосы для своего соединения, они считаются соединением «x4» и смогут обеспечить в четыре раза большую пропускную способность, чем одно соединение, то есть одна линия. На рисунке 4 мы проиллюстрировали два подключенных устройства, использующих две полосы, т. Е. Соединение «x2». Хотя теоретически можно сгруппировать любое количество дорожек от одной до 32, наиболее распространенными числами являются x4, x8 и x16.

Рисунок 4: Подключение PCI Express x2

PCI Express 1.0 и 2.0 используют систему кодирования 8b / 10b (которая является той же кодировкой, что и в Fast Ethernet, т. Е. В сетях 100 Мбит / с). Это означает, что каждые восемь бит данных кодируются и передаются как 10-битное число. Обычно, чтобы преобразовать число, указанное в битах в секунду (бит / с) в байты в секунду (Б / с), вам нужно разделить его на восемь, поскольку байт представляет собой группу из восьми бит. Однако из-за кодировки 8b / 10b нам нужно сделать это деление на 10, а не на восемь. Вот почему с часами 2.При 5 ГГц и 5 ГГц пропускная способность этих подключений x1 составляет 250 МБ / с и 500 МБ / с соответственно, а не 312,5 МБ / с и 625 МБ / с. Два добавленных дополнительных бита называются «служебными», и они «съедают» 20% полосы пропускания канала.

PCI Express 3.0 использует другую систему кодирования, называемую 128b / 130b. Как вы можете догадаться, эта система кодирования передает каждые 128 бит данных в виде 130-битного числа, что обеспечивает гораздо меньшие накладные расходы. Для передачи 128 бит данных PCI Express 3.0 требуется только два дополнительных бита, тогда как в предыдущих версиях требовалось 32 дополнительных бита (два на каждые восемь бит).Из-за этого требования к меньшим накладным расходам PCI Express 3.0 может обеспечить удвоенную пропускную способность PCI Express 2.0 с тактовой частотой 8 ГГц вместо 10 ГГц.

PCI Express 4.0, который будет выпущен через пару лет, будет поддерживать ту же кодировку, что и PCI Express 3.0, удваивая тактовую частоту и, следовательно, удваивая доступную пропускную способность.

Редакция	Кодировка	Часы	Пропускная способность (x1)
1. 0	8b / 10b	2,5 ГГц	250 МБ / с
2,0	8b / 10b	5 ГГц	500 МБ / с
3,0	128b / 130b	8 ГГц	1 ГБ / с
4,0	128b / 130b	16 ГГц	2 ГБ / с

Как объяснено, группировка полос позволяет умножить полосу пропускания на количество используемых полос. Итак, соединение x8 с PCI Express 2.0 будет иметь пропускную способность 4 ГБ / с (500 МБ / с x 8), а соединение x16 с PCI Express 2.0 будет иметь пропускную способность 8 ГБ / с (500 МБ / с x 16). Соединение x16 с PCI Express 3.0 будет иметь пропускную способность 16 ГБ / с (1 ГБ / с x 16).

[nextpage title = «Слоты и карты»]

Спецификация PCI Express позволяет слотам иметь разные физические размеры в зависимости от количества линий, подключенных к слоту. См. Рисунок 5. Это позволяет уменьшить размер пространства, необходимого на материнской плате. Например, если требуется слот с соединением x1, производитель материнской платы может использовать слот меньшего размера, что сэкономит место на материнской плате.

Однако в более крупных разъемах может быть меньше дорожек, чем показано на диаграмме на рисунке 5. Например, на многих материнских платах есть разъемы x16, которые подключены к дорожкам x8, x4 или даже x1. При использовании больших слотов важно знать, действительно ли их физические размеры соответствуют их скорости. Более того, некоторые слоты могут снижать свою скорость, когда их полосы являются общими.Самый распространенный сценарий — на материнских платах с двумя или более слотами x16. На нескольких материнских платах всего 16 линий, соединяющих первые два слота x16 с контроллером PCI Express. Это означает, что при установке одной видеокарты у нее будет доступная пропускная способность x16, но при установке двух видеокарт каждая видеокарта будет иметь пропускную способность x8 каждая.

Малоизвестным фактом является то, что вы можете установить любую карту расширения PCI Express в любой слот PCI Express. Например, вы можете установить карту расширения x1 в любой слот PCI Express; его не нужно устанавливать в слот x1. Итак, если у вас есть карта расширения x4, но на вашей материнской плате нет слота x4 PCI Express, нет проблем; просто установите его в слот x8 или x16.

То же самое и с картами «побольше».Например, вы можете установить видеокарту x16 в «меньший» слот. (Слот, однако, должен иметь открытую заднюю часть; в противном случае карта расширения большего размера не подойдет. Решение о том, предоставлять ли слоты с открытой задней стороной, зависит от производителя материнской платы.) Единственным недостатком является то, что она будет иметь только максимальную пропускную способность, предоставляемую слотом; то есть, если вы установите видеокарту x16 в слот x4, для нее будет доступна только пропускная способность x4. С другой стороны, такая установка может быть полезна в некоторых ситуациях, например, при сборке компьютера с несколькими видеокартами, чтобы было доступно несколько дисплеев, и вас не беспокоит производительность в играх.

Для достижения максимально возможной производительности и карта расширения, и контроллер PCI Express (доступный внутри ЦП или внутри набора микросхем материнской платы, в зависимости от вашей системы) должны быть одной и той же версии. Если у вас есть видеокарта PCI Express 2.0 и вы устанавливаете ее в систему с контроллером PCI Express 3.0, вы будете ограничены пропускной способностью PCI Express 2.0. Та же видеокарта, установленная в старой системе с контроллером PCI Express 1.0, будет ограничена PCI Express 1.0 пропускная способность.

Рисунок 5: Типы слотов PCI Express

Рисунок 6: Подробная информация о разъемах PCI и PCI Express на материнской плате

Рисунок 7: Различия в граничных контактах видеокарт PCI Express, AGP и PCI

Последнее обновление 2021-03-03 в 20:44 / Партнерские ссылки / Изображения из Amazon Product Advertising API

Что такое PCI Express? Имеют ли значение линии, слоты и версии PCIe?

PCI Express — популярная технология в наши дни, и многие спрашивают, что это такое, для чего она нужна и почему так много шума вокруг видеокарт, твердотельных накопителей и материнских плат, поддерживающих PCI Express 4. 0. В этой статье мы ответим на эти вопросы. Мы также попытаемся пролить свет на то, что такое линии PCIe, какие типы слотов PCIe существуют и что нового в PCI Express 4.0. Если вам интересно узнать больше, читайте дальше:

Что такое PCI Express и что он обозначает?

PCI Express означает Peripheral Component Interconnect Express и представляет собой стандартный интерфейс для подключения периферийного оборудования к материнской плате компьютера.Другими словами, PCI Express или сокращенно PCIe — это интерфейс, который соединяет внутренние карты расширения , такие как графические карты , звуковые карты, адаптеры Ethernet и Wi-Fi , к материнской плате. Кроме того, PCI Express также используется для подключения некоторых типов твердотельных накопителей , которые обычно очень быстрые.

Какие типы и размеры слотов PCI Express существуют и что означают линии PCIe?

Для подключения карт расширения к материнской плате PCI Express использует физические слоты. Обычные слоты PCI Express, которые мы видим на материнских платах, — это PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 и PCIe x16. Число после буквы «x» говорит нам о физических размерах слота PCI Express, который, в свою очередь, определяется количеством контактов на нем. Чем выше число, тем длиннее слот PCIe и больше контактов, которые соединяют карту расширения со слотом.

Кроме того, число «x» также указывает, сколько дорожек доступно в этом слоте расширения. Вот сравнение наиболее часто используемых слотов PCIe:

• PCIe x1: имеет 1 полосу , 18 контактов и длину 25 мм
• PCIe x4: имеет 4 полосы , 32 контакта и длину 39 мм
• PCIe x8: имеет 8 полос , 49 контактов и длину 56 мм
• PCIe x16: имеет 16 линий , 82 контакта и длину 89 мм

PCI Express — это пути между набором микросхем материнской платы и слотами PCIe или другими устройствами, которые являются частью материнской платы, например, разъемом процессора, M. 2 SSD, сетевые адаптеры, контроллеры SATA или USB-контроллеры.

В PCI Express каждая полоса индивидуальна, что означает, что ее нельзя использовать совместно между разными устройствами. Например, если ваша видеокарта подключена к слоту PCIe x16, это означает, что у нее есть 16 независимых линий, выделенных только для нее. Ни один другой компонент не может использовать эти полосы, кроме видеокарты.

Вот идея, которая может помочь вам понять, что такое полосы PCI Express: просто представьте, что PCI Express — это магистраль, а автомобили, которые едут по ней, — это передаваемые данные.Чем больше у вас полос на шоссе, тем больше автомобилей может по нему проехать; чем больше у вас линий PCIe, тем больше данных можно передать.

Карта PCI Express может устанавливаться и работать в любом слоте PCIe, доступном на материнской плате, если этот слот не меньше размера карты расширения. Например, вы можете установить карту PCIe x1 в слот PCIe x16. Однако вы не можете сделать обратное. Вы можете установить, например, звуковую карту PCIe x1 в слот PCIe x16, но вы не можете установить графическую карту PCIe x16 в слот PCIe x1.

Какие существуют версии PCI Express и какую скорость передачи данных (пропускную способность) они поддерживают?

Сегодня используются четыре версии PCI Express: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0 и PCI Express 4.0. Каждая версия PCIe поддерживает примерно вдвое большую пропускную способность по сравнению с предыдущей версией PCIe . Вот что предлагает каждый из них:

• PCI Express 1.0: имеет пропускную способность 250 МБ / с на линию
• PCI Express 2.0: имеет пропускную способность 500 МБ / с на полосу
• PCI Express 3.0: имеет пропускную способность 984,6 МБ / с на линию
• PCI Express 4. 0: имеет пропускную способность 1969 МБ / с на полосу

Помните, что слоты PCIe могут иметь не одну, а несколько линий? Общие значения пропускной способности умножаются на количество линий, доступных в слоте PCIe. Если вы хотите рассчитать, какая полоса пропускания доступна для определенной карты расширения, вы должны умножить ее пропускную способность PCIe для каждой полосы на количество линий, доступных для нее.

Например, видеокарта, поддерживающая PCI Express 4.0 и подключенная к слоту PCIe x16, имеет доступ к общей пропускной способности около 31,51 ГБ / с. Это результат умножения 1969 МБ / с на 16 (пропускная способность PCIe на полосу * 16 полос). Впечатляет, правда?

Вот как версии PCI Express масштабируются с учетом линий PCI Express:

В будущем появятся новые версии PCI Express, такие как PCI Express 5.0 и PCI Express 6.0. Спецификация PCIe 5.0 была завершена летом 2019 года, предлагая пропускную способность до 3938 МБ / с на полосу и до 63 ГБ / с в конфигурации x16. Однако мы вряд ли скоро увидим это на компьютерном оборудовании потребительского уровня.

Широко ли доступна последняя версия PCI Express 4.0?

На данный момент PCI Express 4.0 является самой быстрой спецификацией, доступной для домашних компьютеров. Однако PCI Express 4.0 поддерживается только AMD на своих последних материнских платах, основанных на чипсете X570 в паре с процессорами AMD Ryzen третьего поколения. Если у вас их нет, нет смысла покупать видеокарты или твердотельные накопители, поддерживающие PCIe 4.0.

Кстати, хотя уже существует множество твердотельных накопителей, поддерживающих PCIe 4.0, единственные видеокарты, которые действительно работают с PCIe 4.0, — это AMD Radeon RX 5000, например Radeon RX 5700 XT и Radeon RX 5700. Intel еще не предложила поддержку для PCI Express 4.0 на любом своем оборудовании.

Как PCI Express 4.0 влияет на скорость вашей видеокарты?

Некоторые люди задают интересный вопрос: оказывает ли более быстрая и новая спецификация PCI Express 4.0 положительное влияние на скорость видеокарты? Быстрый ответ: нет, , нет, и вы не получаете больше кадров в секунду! Вот почему:

Когда вы играете в игру, видеокарта использует свою выделенную RAM (GDDR) для хранения текстур, используемых для рендеринга кадров на экране.Помимо тактовой частоты графического процессора, эта графическая память является самым важным фактором, определяющим количество кадров, которые вы получаете каждую секунду.

Графическая карта должна использовать интерфейс PCI Express, который соединяет ее с материнской платой, только когда ей необходимо взаимодействовать с процессором или загружать текстуры из системной памяти (RAM компьютера). Это не должно происходить часто, поскольку современные видеокарты имеют много собственной выделенной оперативной памяти. И даже если / когда это произойдет, после того, как текстуры были переданы через интерфейс PCI Express из системной RAM и были загружены в память видеокарты, они остаются там.Причина в том, что графическая память во много раз быстрее оперативной памяти системы.

Ни одна из доступных сегодня видеокарт не требует полной пропускной способности, обеспечиваемой слотами PCI Express 4.0 x16. Для получения дополнительной информации прочтите наш анализ влияния PCI Express 4.0 по сравнению с PCI Express 3.0 на современные настольные компьютеры: PCI Express 4 против PCIe 3: есть ли улучшение производительности?

А как насчет совместимости версий PCI Express?

Все версии PCI Express совместимы друг с другом.Например, видеокарта PCI Express 4.0 работает, даже если вы подключаете ее к материнской плате, которая поддерживает только PCI Express 3.0 или даже 2.0. Однако пропускная способность интерфейса PCI Express ограничена самым маленьким фактором. Например, если вы подключаете твердотельный накопитель PCI Express 4.0 к материнской плате, которая поддерживает только PCI Express 3.0, этот SSD работает на PCIe 3.0. Вместо доступа к полосе пропускания 7,88 ГБ / с он может использовать только 3,94 ГБ / с, поэтому его максимальная теоретическая скорость уменьшается вдвое.

У вас есть еще вопросы по PCI Express?

Теперь вы должны лучше понимать, что такое PCI Express, и больше разбираться в различных типах слотов, линий и версий PCIe.У вас есть еще вопросы, на которые мы могли бы ответить? Если да, или если у вас есть что добавить к этой статье, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже.

Что такое PCI Express? (Определение PCIe / PCI-E)

PCI Express, технически Peripheral Component Interconnect Express , но часто обозначаемый сокращенно как PCIe или PCI-E , представляет собой стандартный тип подключения для внутренних устройств в компьютере.

Как правило, PCI Express относится к фактическим разъемам расширения на материнской плате, которые принимают карты расширения на основе PCIe, а также к типам самих карт расширения.

PCI Express практически заменил AGP и PCI, оба из которых заменили самый старый широко используемый тип соединения, называемый ISA.

Хотя компьютеры могут содержать различные типы слотов расширения, PCI Express считается стандартным внутренним интерфейсом. Многие компьютерные материнские платы сегодня выпускаются , только со слотами PCIe.

Как работает PCI Express?

Подобно более старым стандартам, таким как PCI и AGP, устройство на основе PCI Express (подобное тому, что показано на фотографии на этой странице) физически вставляется в слот PCI Express на материнской плате.

Интерфейс PCI Express обеспечивает широкополосную связь между устройством и материнской платой, а также другим оборудованием.

Хотя это не очень распространено, существует также внешняя версия PCI Express, неудивительно, что она называется External PCI Express , но часто сокращается до ePCIe .

Устройства ePCIe, будучи внешними, требуют специального кабеля для подключения любого внешнего устройства ePCIe, которое используется к компьютеру, через порт ePCIe, обычно расположенный на задней панели компьютера, который поставляется либо материнской платой, либо специальной внутренней картой PCIe.

Какие типы карт PCI Express существуют?

Благодаря спросу на более быстрые и реалистичные видеоигры и инструменты для редактирования видео видеокарты были первым типом компьютерной периферии, в котором использовались улучшения, предлагаемые PCIe.

Хотя видеокарты по-прежнему являются наиболее распространенным типом карт PCIe, которые вы найдете, другие устройства, которые получают выгоду от значительно более быстрого подключения к материнской плате, процессору и оперативной памяти, также все чаще производятся с подключениями PCIe вместо разъемов PCI.

Например, многие высококачественные звуковые карты теперь используют PCI Express, как и все большее количество проводных и беспроводных сетевых интерфейсных карт.

Карты контроллеров жестких дисков могут быть больше всего выиграют от PCIe после видеокарт. Подключение высокоскоростного запоминающего устройства PCIe, такого как твердотельный накопитель, к этому интерфейсу с высокой пропускной способностью позволяет намного быстрее читать с диска и записывать на него. Некоторые контроллеры жестких дисков PCIe даже включают встроенный твердотельный накопитель, что кардинально меняет то, как устройства хранения данных традиционно подключались внутри компьютера.

Конечно, с тем, что PCIe полностью заменяет PCI и AGP в новых материнских платах, почти все типы внутренних карт расширения, которые полагались на эти старые интерфейсы, модернизируются для поддержки PCI Express. Сюда входят такие вещи, как карты расширения USB, карты Bluetooth и т. Д.

Какие существуют форматы PCI Express?

PCI Express x1 … PCI Express 3.0 … PCI Express x16 . Что означает «х»? Как узнать, что поддерживает ваш компьютер? Если у вас есть карта PCI Express x1 , но у вас есть только порт PCI Express x16 , это работает? Если нет, каковы ваши варианты?

Смущенный? Не волнуйтесь, вы не одиноки!

Когда вы покупаете карту расширения для своего компьютера, например новую видеокарту, часто не совсем понятно, какая из различных технологий PCIe работает с вашим компьютером, а какая лучше другой.

Однако, как бы сложно все это ни выглядело, на самом деле это довольно просто, если вы понимаете две важные части информации о PCIe: часть, описывающую физический размер, и часть, описывающую версию технологии, оба объяснены ниже.

PCIe: x16 vs x8 vs x4 vs x1

Как следует из заголовка, число после x указывает физический размер карты или слота PCIe, причем x16 — самый большой, а x1 — самый маленький.

Вот как складываются разные размеры:

Независимо от размера слота или карты PCIe, паз для ключа , это небольшое пространство в карте или слоте, всегда находится на контакте Pin 11 . Другими словами, длина контакта 11 становится все длиннее при переходе от PCIe x1 к PCIe x16. Это позволяет гибко использовать карты одного размера со слотами другого размера.

Карты PCIe подходят к любому слоту PCIe на материнской плате, по крайней мере, такого размера. Например, карта PCIe x1 поместится в любой слот PCIe x4, PCIe x8 или PCIe x16. Карта PCIe x8 помещается в любой слот PCIe x8 или PCIe x16.

Карты PCIe, которые больше, чем слот PCIe , могут вставляться в слот меньшего размера , но только в том случае, если этот слот PCIe является открытым (т.е.е., не имеет стопора на конце прорези).

Как правило, более крупная карта или слот PCI Express поддерживает более высокую производительность, если две карты или слоты, которые вы сравниваете, поддерживают одну и ту же версию PCIe.

Полную распиновку можно посмотреть на сайте pinouts.ru.

PCIe: 4.0 против 3.0 против 2.0 против 1.0

Любое число после PCIe, которое вы найдете на продукте или материнской плате, указывает номер последней версии поддерживаемой спецификации PCI Express.

Вот сравнение различных версий PCI Express:

Все версии PCI Express имеют обратную и прямую совместимость, а это означает, что независимо от того, какую версию поддерживает карта PCIe или ваша материнская плата, они должны работать вместе, по крайней мере, на минимальном уровне.

Как видите, основные обновления стандарта PCIe каждый раз резко увеличивали доступную полосу пропускания, значительно увеличивая возможности подключенного оборудования.

Улучшения версии также исправляли ошибки, добавляли функции и улучшали управление питанием, но увеличение пропускной способности является наиболее важным изменением, которое следует учитывать от версии к версии.

Повышение совместимости с PCIe

PCI Express, как вы читали в разделах размеров и версии выше, поддерживает практически любую конфигурацию, которую вы можете себе представить.Если он подходит физически, он, вероятно, работает … и это здорово.

Однако важно знать, что для увеличения пропускной способности (которая обычно соответствует максимальной производительности) вам нужно выбрать самую высокую версию PCIe, которую поддерживает ваша материнская плата, и выбрать самый большой размер PCIe, который подойдет.

Например, видеокарта PCIe 3. 0 x16 даст вам максимальную производительность, но только если ваша материнская плата также поддерживает PCIe 3.0 и имеет свободный слот PCIe x16.Если ваша материнская плата поддерживает только PCIe 2.0, карта будет работать только до этой поддерживаемой скорости (например, 64 Гбит / с в слоте x16).

Большинство материнских плат и компьютеров, выпущенных в 2013 году или позже, вероятно, поддерживают PCI Express v3.0. Если вы не уверены, проверьте материнскую плату или руководство к компьютеру.

Если вы не можете найти какую-либо исчерпывающую информацию о версии PCI, которую поддерживает ваша материнская плата, мы рекомендуем купить самую большую и последнюю версию карты PCIe, если, конечно, она подходит.

Что заменит PCIe?

Разработчики видеоигр всегда стремятся создавать игры, которые будут еще более реалистичными, но могут сделать это только в том случае, если смогут передавать больше данных из своих игровых программ в вашу гарнитуру виртуальной реальности или экран компьютера; Для этого требуются более быстрые интерфейсы.

Из-за этого PCI Express не будет продолжать безраздельно почивать на лаврах. PCI Express 3.0 невероятно быстр, но мир хочет быстрее.

PCI Express 5.0, ратифицированный и выпущенный в 2019 году, поддерживает пропускную способность 31,504 ГБ / с на полосу (3938 МБ / с), дважды то, что предлагает PCIe 4.0.

Технологическая отрасль рассматривает ряд других стандартов интерфейса, отличных от PCIe, но, поскольку они потребуют серьезных изменений оборудования, PCIe, похоже, останется лидером в течение некоторого времени.

Спасибо, что сообщили нам!

Расскажите, почему!