Pci линии: Что такое PCI Express? Имеют ли значение линии, слоты и версии PCIe? — Сеть без проблем

Что такое PCI Express? Имеют ли значение линии, слоты и версии PCIe? — Сеть без проблем

PCI Express является популярной технологией в наши дни, и многие спрашивают, что это такое, для чего он нужен и почему так много суеты по поводу видеокарт, твердотельных накопителей и материнских плат, поддерживающих PCI Express 4.0. В этой статье мы собираемся ответить на эти вопросы. Мы также попытаемся пролить свет на то, что такое линии PCIe, какие типы слотов PCIe есть, 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 на компьютере. Другими словами, PCI Express или сокращенно PCIe — это интерфейс, который подключает к материнской плате внутренние карты расширения, такие как видеокарты, звуковые карты, адаптеры Ethernet и Wi-Fi . Кроме того, PCI Express также используется для подключения некоторых типов твердотельных накопителей, которые обычно очень быстрые.

Какие типы слотов и размеров PCI Express существуют, и что означают линии PCIe?
Для подключения плат расширения к материнской плате PCI Express использует физические слоты. Обычными слотами PCI Express, которые мы видим на материнских платах, являются PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 и PCIe x16. Число, которое следует за буквой «х», говорит нам о физических размерах слота PCI Express, который, в свою очередь, определяется количеством контактов на нем. Чем больше число, тем длиннее слот PCIe и тем больше контактов, которые соединяют плату расширения с гнездом.

Кроме того, число «х» также указывает, сколько полос доступно в этом слоте расширения. Вот как сравниваются часто используемые слоты PCIe:

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

Линии PCI Express — это пути между набором микросхем материнской платы и слотами PCIe или другими устройствами, являющимися частью материнской платы, такими как разъем процессора, слоты M. 2 SSD, сетевые адаптеры, контроллеры SATA или контроллеры USB.

В PCI Express каждая полоса индивидуальна, что означает, что она не может быть разделена между различными устройствами. Например, если ваша видеокарта подключена к слоту PCIe x16, это означает, что она имеет 16 независимых линий, выделенных только для нее. Никакой другой компонент не может использовать эти полосы, кроме графической карты.

Вот идея, которая может упростить вам понимание того, что такое линии PCI Express: просто представьте, что PCI Express — это магистраль, а автомобили, которые едут по ней, — это данные, которые передаются. Чем больше полос движения доступно на шоссе, тем больше автомобилей можно проехать по нему; чем больше у вас PCIe-линий, 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 платы расширения. Например, вы можете установить карту PCIe x1 в слот PCIe x16. Тем не менее, вы не можете сделать обратное. Например, вы можете установить звуковую карту PCIe x1 в слот PCIe x16, но вы не можете установить графическую карту PCIe x16 в слот PCIe x1.

Какие версии PCI Express существуют, 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 удвоенную пропускную способность предыдущего 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 линию
• PCI Express 3.0: имеет пропускную способность 984,6 МБ / с на линию
• PCI Express 4.0: имеет пропускную способность 1969 МБ / с на линию

Помните, что слоты PCIe могут предложить не одну, а несколько дорожек? Значения полосы пропускания, которые мы разделили, умножаются на количество линий, доступных в слоте PCIe. Если вы хотите рассчитать, сколько пропускной способности доступно для определенной платы расширения, вам нужно умножить пропускную способность PCIe на линию на количество доступных для нее линий.

Например, графическая карта, которая поддерживает PCI Express 4.0 и подключена 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 линию * 16 линий). Впечатляет, правда?

Вот как масштабируются версии PCI Express, если принять во внимание линии 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 доработана летом 2019 года, предлагая пропускную способность до 3938 МБ / с на линию и до 63 ГБ / с в конфигурации x16. Однако, скорее всего, мы не увидим его в ближайшее время 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 сочетании с процессорами AMD Ryzen третьего поколения. Если у вас их нет, нет смысла покупать видеокарты или твердотельные накопители, поддерживающие PCIe 4.0.

Говоря об этом, хотя уже есть много SSD, поддерживающих PCIe 4.0, единственными видеокартами, которые работают на PCIe 4.0, являются Radeon RX 5000 от AMD, такие как Radeon RX 5700 XT и Radeon RX 5700 . Intel пока не предлагает поддержку PCI Express 4.0 на любом своем оборудовании.

Как PCI Express 4.0 влияет на скорость вашей видеокарты?

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

Когда вы играете в игру, видеокарта использует выделенную память (GDDR) для хранения текстур, используемых для рендеринга кадров на экране. Помимо тактовой частоты графического процессора, эта графическая память является наиболее важной для того, сколько кадров вы получаете каждую секунду.

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

Ни одна из видеокарт, доступных сегодня, не нуждается в полной полосе пропускания, предлагаемой слотами PCI Express 4.0 x16. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим анализом влияния PCI Express 4.0 по сравнению с PCI Express 3. 0 на современные настольные компьютеры: PCI Express 4 по сравнению с PCIe 3: есть ли улучшение производительности?

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 наименьшим фактором. Например, если вы подключаете SSD PCI Express 4.0 к материнской плате, которая поддерживает только PCI Express 3.0, этот SSD работает на PCIe 3.0. Вместо доступа к пропускной способности 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 понять, что такое PCI Express, и больше узнать о различных типах слотов PCIe, дорожках и версиях. У вас есть другие вопросы, на которые мы могли бы ответить? Если у вас есть, или если у вас есть, что добавить в эту статью, не стесняйтесь оставить комментарий ниже.

Количество каналов PCI Express AMD Ryzen

PCI Express (далее PCIe) – часто использующийся термин в мире ИТ. Вместе с появлением 4-ой версии этой технологии интерес к некоторым аспектам её начал возрастать. Сколько каналов доступно на материнских платах с сокетами AM4 и ниже? Какие чипсеты материнских плат поддерживают новый PCIe 4.0?

В этой статье речь пойдёт о том, что такое линии PCIe, о том как узнать кол-во каналов PCI Express AMD Ryzen, о конфликте компонентов системы на почве недостаточной пропускной способности линий PCIe.

Содержание статьи:

Что такое линии PCIe?

Аббревиатура PCI расшифровывается как Peripheral Component Interconnect (периферийное соединение компонентов). Сейчас к этой аббревиатуре добавляется слово Express, так как обычный PCI устарел ещё 15 лет назад. PCIe – интерфейс для соединения внешних устройств с материнской платой. Ими могут быть видеокарта, аудиокарта, высокоскоростные твердотельные накопители, модули Bluetooth, Wi-Fi, Ethernet.

Для каждого устройства выделяется определённое количество линий PCIe. Само же их количество ограничено, определяется чипсетом материнской платы и установленным в её сокет процессором. Из-за ограниченного количества линий PCIe могут возникать конфликты в работе оборудования. Так, на некоторых материнских платах приходится выбирать между 5-м, 6-м разъёмом SATA и накопителем NVMe M.2, так как для одновременной работы всех этих устройств не хватает пропускной способности доступных линий PCIe.

Практически все процессоры AMD Ryzen (за исключением Threadripper) могут предоставлять чипсету до 24 линии PCI AMD Ryzen. 16 из них отдаются видеокарте, подключаемой к слоту PCIe X16 (что означает использование 16 линий этой шины).

Если установить вторую видеокарту, то они обе будут иметь по 8 линий PCIe в своём распоряжении. Это может стать узким местом, ограничивающим производительность графических чипов.

Современным видеокартам уже с трудом хватает пропускной способности 8-ми линий PCIe 3.0. В тоже время, пропускная способность PCIe 4.0 почти вдвое выше, чем у PCIe 3.0. Это означает, что видеокарты, поддерживающие PCIe 4.0, можно устанавливать в слоты PCIe x8 – узким местом они уже не будут. А теперь давайте рассмотрим какое количество каналов PCI AMD Ryzen в зависимости от его чипсета.

Количество каналов PCIe у AMD Ryzen

В таблице приведены данные о количестве линий PCIe Ryzen, предоставляемых разными чипсетами материнских плат и процессором:

Чипсет	Линии PCIe за счёт процессора	Линии PCIe за счёт материнской платы	Версия PCIe
TRX40	64	24	4. 0
X399	64	10	3.0
X570	24	16	4.0
X470	24	8	4.0
X370	24	8	3.0
B450	24	6	4.0
B350	24	6	3.0
A320	24	4	3.0
X300	24	4	3.0
A300	24	4	3.0

В этой таблице мы наблюдаем тенденцию увеличения количества линий PCIe с ростом класса материнской платы. Стоит учитывать, что не все линии PCI AMD Ryzen будут доступны пользователю. Часть из них резервируется для связи процессора и чипсета материнской платы. Также на материнских платах для использования с процессором AMD Ryzen линии, для которых не нужна высокая скорость передачи, используют версию PCIe 2.

0. Это никак не сказывается на общей скорости работы компонентов системы.

Выводы

Количество каналов PCI Express AMD Ryzen определяет количество устройств, которые можно одновременно подключить к компьютеру с сохранением приемлемого уровня работоспособности. Чем выше класс материнской платы и процессора, тем больше линий PCIe будет доступно для использования. Избежать конфликта компонентов системы из-за низкой пропускной способности полностью практически всегда нельзя. Придётся из чего-то выбирать.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Что такое PCI-Express Lane?

Линия PCIe — это пара высокоскоростных дифференциальных последовательных соединений, по одному в каждом месте. Связь между устройствами может быть и часто состоит из нескольких линий для более высоких скоростей передачи данных. Скорости передачи данных отдельных полос также варьируются в зависимости от поколения, грубо говоря, одна полоса Gen x обеспечивает примерно ту же скорость передачи данных, что и две полосы Gen x-1.

В современных системах Intel некоторые линии PCIe предоставляются непосредственно процессором, а другие — PCH в чипсете. Связь между процессором и чипсетом аналогична PCIe, но в деталях есть различия.

Поставщики материнских плат должны решить, как распределить полосы, предоставляемые процессором и PCH, на встроенные устройства и слоты. Они могут и часто включают переключатели сигналов, чтобы предоставить пользователю некоторые опции, но есть предел того, насколько переключение сигналов может быть осуществлено по доступным ценам.

Платформы Intel для настольных ПК в настоящее время имеют 16 линий от ЦП и до 24 (в зависимости от того, какой чипсет выбран) от чипсета. Однако полосы от чипсета ограничены общей пропускной способностью, доступной от ЦП к чипсету (примерно эквивалентно PCIe 3.0 x4 IIRC).

16 линий от ЦП и 24 от чипсета более чем достаточно для обычного настольного компьютера или небольшого сервера, вы можете поставить свою видеокарту на 16 линий от ЦП, а затем линии от чипсета плюс встроенные контроллеры в чипсете, как правило, достаточно для хранения данных, работы в сети и т.

д. Даже с двумя графическими процессорами в большинстве случаев достаточно 8 линий на каждый графический процессор.

Однако при создании высокопроизводительной системы с графическими процессорами 3+ (или, возможно, с двумя графическими процессорами с двумя верхними линиями), большое количество быстродействующих систем хранения и / или очень быстрых сетевых интерфейсов желательно. Если вы хотите дать каждому устройству максимально возможную емкость, вы смотрите на 16 линий на графический процессор,

Так что для тех, у кого более высокие потребности, у Intel есть высококачественный настольный разъем, в настоящее время LGA2066. Этот сокет также охватывает системы рабочих станций и серверов с одним сокетом, хотя официально кажется, что по крайней мере вы не можете использовать процессоры рабочих станций / серверов в большинстве системных плат для настольных ПК.

К сожалению, в то время как в предыдущих поколениях высокопроизводительных настольных ПК количество линий PCIe и оперативных каналов было фиксированным, в LGA2066 это число зависит от выбранного вами процессора. Настольный процессор LGA2066 может иметь 16, 28 или 44 линий PCIe.

Это ставит производителей материнских плат в сложное положение, они должны решить, как они будут справляться, предоставляя истинным высококлассным клиентам полную функциональность своего ЦП, решая, что следует отключать или регулировать для тех, у кого более низкие ЦП. Сборщики систем, в свою очередь, должны внимательно прочитать инструкции к материнским платам, чтобы узнать, каковы ограничения перед покупкой.

Извлечение руководства для одной из более дешевых плат X299 https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/TUF_X299_MARK2/E12906_TUF_X299_MARK2_UM_WEB.pdf показывает, что основным ограничением является количество процессоров x16 на всех трех процессорах x16, на 44 л. Слоты можно использовать с двумя, работающими в режиме x16, и одним, работающим в режиме x8. С другой стороны, на 28-полосном процессоре вы получаете один x16, один x8 и один непригодный для использования, а на 16-полосном процессоре вы получаете только один x16 или два x8.

Захватив руководство для высококлассной платы X299, https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA/E15119_ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA_UM_V2_WEB.pdf решили, что все они, по-видимому, считают, что все они не поддерживают 16, но, похоже, все они поддерживают. Эта плата позволяет вам использовать три графических процессора на 28-полосном процессоре, но второй слот m.2 и разъем u.2 доступны только с 44-полосными процессорами

pci-express — PCIe «дорожки» и расщепление их для видеокарт

Да, вы правильно понимаете доступное количество устройств PCIe. Однако это не обязательно означает, что у вас может быть столько же графических процессоров NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti.

Количество линий PCIe связано с процессором или чипсетом в материнской плате?

И то и другое. В современных компьютерах и CPU, и материнская плата (South Bridge, SB) могут иметь подключение PCIe.

Как вы представили Z370 МБ, я беру Intel Core i7-8700K в качестве примера. По данным Intel ARK, в него встроено 16 линий PCIe, которые, скорее всего, подключены к двум слотам PCIe 3.0 x 16 SafeSlots. Это означает, что вы можете иметь не более двух устройств PCIe, которые могут напрямую взаимодействовать с процессором. Другие 8 линий PCIe (1×4 + 4×1) принадлежат SB и предназначены для периферийных устройств, таких как твердотельные накопители NVMe или сетевые карты.

Однако это не означает, что вы не можете подключить графические процессоры RTX 2080 Ti к SB. Продолжайте читать эти ответы на другие вопросы.

Сколько линий PCIe нужно для видеокарты Nvidia 2080 Ti?

Это зависит Если вы используете эти карты для машинного обучения или майнинга криптовалюты, может быть достаточно одной линии PCIe. Но я не слышал, чтобы кто-то использовал новые флагманские карты для этих задач, поэтому я предполагаю, что вы используете их для игр.

Для игр лучше всего, если бы карта RTX 2080 Ti работала на полной скорости PCIe 3. 0 x16, поскольку она максимально использует ее выдающуюся производительность. Использование такой карты с 8 линиями, вероятно, ограничивает ее возможности, поскольку скорость передачи данных станет узким местом при обработке высококачественных текстур или других задачах с интенсивным вводом / выводом. Если вы снизите некоторые ожидания, вы можете потерять его производительность только на скорости PCIe 3.0 x8.

Как эти полосы можно разделить? Как в приведенном выше примере платы

Если у вас нет дополнительных аппаратных компонентов, у вас есть только два варианта: 1×16 и 2×8 для линий ЦП и 1×4 для линий SB. Это связано с тем, что к ЦП подключены только два самых больших слота, поэтому вы можете разделить линии ЦП максимум на 2 устройства. Последний большой слот также может быть использован для третьей карты, если хотите.

Без дополнительного оборудования на этой плате может быть не более 3 карт, поскольку на плате всего 3 «больших слота» (также следует учитывать, что нет графического процессора RTX 2080 Ti с толщиной одного слота). Но с некоторыми сплиттерами вы сможете получить больше. Смотрите эту тему для получения дополнительной информации.

AMD пояснила, когда переход на PCI Express 4.0 обеспечит ошеломляющий прирост производительности

Представив в конце зимы видеокарту Radeon VII, основанную на 7-нм графическом процессоре с архитектурой Vega, компания AMD не стала наделять её поддержкой PCI Express 4.0, хотя родственные ускорители вычислений Radeon Instinct на том же графическом процессоре ранее поддержку нового интерфейса уже реализовали. В случае с июльскими новинками, которые руководство AMD уже перечислило сегодня утром, поддержку PCI Express 4.0 получили все: от 7-нм процессоров Ryzen и EPYC до графических плат Radeon RX 5700 и набора логики AMD X570. К слову, в чуть задержавшемся с публикацией пресс-релизе на собственном сайте компания уточнила, что все пять представляемых седьмого июля процессоров семейства Matisse будут поддерживать по 24 линии PCI Express 4.0, вне зависимости от ценовой категории.

Из этого количества 20 линий может использоваться для подключения видеокарт, накопителей или других устройств, а четыре линии PCI Express 4.0 используются для сообщения с набором логики AMD X570. Последний, в свою очередь, поддерживает 16 линий PCI Express 4.0. Соответственно, вся платформа в совокупности обеспечивает поддержку 40 линий PCI Express 4.0, что и указано в таблице из пресс-релиза AMD.

Компания не стесняется пояснять, в каких случаях переход на использование PCI Express 4.0 оправдан уже в наши дни. На первом месте по актуальности располагаются твердотельные накопители с интерфейсом PCI Express 4.0, которые в скором времени будут предложены марками Galaxy (GALAX), Gigabyte (AORUS) и Phison. Последняя и предоставила AMD для тестирования прототип накопителя Phison PS5016-E16 объёмом два терабайта с протоколом NVMe и интерфейсом PCI Express 4.0.

Как гласит сноска к пресс-релизу, прирост быстродействия на 42 % по сравнению с накопителем с интерфейсом PCI Express 3. 0 такой накопитель демонстрирует в тестовом приложении Crystal DiskMark 6.0.2.

Были на сцене Computex 2019 продемонстрированы и преимущества PCI Express 4.0 при работе с графикой. Стенд на базе процессора Ryzen 7 3800X и одной из видеокарт семейства Radeon RX 5700 сравнивался с конфигурацией на базе Intel Core i9-9900K и видеокарты NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti. В специальном тестовом приложении 3DMark, которое оценивает скорость обмена данными с видеокартой по интерфейсу PCI Express, конфигурация AMD с поддержкой версии 4.0 этого интерфейса оказалась на 69 % быстрее соперника.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Видеокарта PCI-Express использует ширину шины меньшую, чем x16 — МИР NVIDIA

1. Проверьте, что видеокарта прочно закреплена в слоте шины и что разъем полностью зашел в слот. Проверьте разъем видеокарты и слот шины материнской платы на отсутствие механических повреждений.
2. Следует обратить внимание на число поддерживаемых чипсетом материнской платы линий PCI-Express и на конфигурацию слотов PCIE х16 на конкретном экземпляре материнской платы. Прежде всего, большинство чипсетов не поддерживает достаточного числа каналов для реализации двух, и тем более трех-четырех полноценных слотов х16. 16 линий (каналов) шины выделяются обычно лишь первому слоту, остальным достается меньшее число (х8 или х4). Поэтому следует устанавливать видеокарту в ближайший к центральному процессору слот х16 шины. Либо же при установке второй видеокарты происходит перераспределение линий от первого слота шины ко второму, и оба начинают работать в режиме х8 (данный режим характерен для конфигураций SLI). Ряд чипсетов начального уровня, таких как Intel 910/915GL, 945/946GZ и NVIDIA nForce 405/400 в принципе не поддерживает достаточного числа линий для слота PCI-Express x16, однако производители материнских плат на этих чипсетах иногда такой слот реализуют, физически же он имеет небольшое число линий.
3. Другой причиной снижения ширины шины может быть ошибочное включение в BIOS Setup материнской платы опций, управляющих числом линий (каналов) в слотах шины. Такие опции обычно имеют вид «PEG Force X1» или «PCI-E Lanes». Обратитесь к документации материнской платы за информацией о значении и отключении подобных опций.
4. В ноутбуках технология PowerMizer в качестве меры по снижению энергопотребления видеокарты может изменять число активных линий шины PCI-Express. За информацией о PowerMizer обратитесь к специальному вопросу FAQ. 
5. Одной из возможных причин снижения ширины шины может стать появившаяся в Windows Vista и Windows 7 система управления энергопотреблением шины PCI-Express. В панели управления Windows зайдите в управление электропитанием и отредактируйте дополнительные настройки выбранного плана электропитания, настроив опцию «Управление питанием состояния связи» (Link State Power Management) на «отключено» (off).

В целом, снижение числа линий до х8 оказывает незначительное влияние на производительность видеокарт, исключая двухпроцессорные решения, но при ширине шины х2 или х1 даже карты низшего ценового диапазона работают очень медленно.

Влияние шин PCI-e и внутренней шины видеокарты на производительность — PC-01

На сайте есть статья, где я создавал в видеопамяти дисковый раздел и устанавливал в него игры, так же я показал как такой раздел вообще можно сделать, и так же мы с вами сравнили и производительность получившегося из видеокарты накопителя, кроме того установили на него игру и запустили игру на видеокарте в видеопамяти которой эта самая игра и была установлена.

И ещё я попереключал версии PCI-e до первой и запустил видеокарту, в том числе и на одной линии разных версий PCI-e.

И закончилось всё тем, что оказывается на одной линии PCI-e первой версии производительность игр не такая как при нормальном подключении видеокарты и я пообещал, что расскажу, а главное покажу как это происходит. И для этого мне как раз нужна возможность создавать на видеокарте дисковый раздел и отбирая возможности шин видеокарты, задавая нагрузку на них через накопитель мы в реальном времени сможем увидеть как менялась бы производительность видеокарты, если бы у неё была другая битность шины или более узкая шина PCI-e.

И этим мы с вами сможем лучше узнать как ведёт себя карта, когда есть проблемы с шириной PCI-e или проблемы с внутренними шинами между видеопамятью и графическим чипом. Допустим нужен ли видеокарте PCI-e четвёртой версии и как в тестах может выглядеть эта нужда. Или я, например, хочу узнать как выглядит в тестах когда возникает голод по данным у графического чипа из-за узкой шины памяти. 

Что за шины, и что они делают?

Чтобы объяснить что я могу изменить и то почему изменились результаты для начала я представлю вам схему связки процессора и видеокарты.

У меня тут i9 9900k у него есть внутренняя кольцевая шина и в стоке процессора где-то на 350 ГБайт/с по данным скорости кеша L3 у процессора на все 8 ядер.

Процессор связан с оперативной памятью северным мостом встроенным в процессор. Память у меня в разгоне и выдаёт где-то 60 ГБайт/с на пару встроенных контроллеров.

Кроме того процессор связан с видеокартой.

Шина соединяющая одно с другим  в реальности около 12 ГБайт/с если говорить про 16 линий PCI-e третьей версии.

В самой же видеокарте есть своя память, собственно эту память мы и будем мучить. Она с графическим чипом соединена шиной на 448 ГБайт/с (для моей RTX 2070). Это теоретически. Практически мне сандра от сисофтвер говорит, что удалось ей измерить ширину около 350 ГБайт/с.

Естественно у графического процессора есть и внутренняя шина, точно так же как и центрального процессора. И она ограничивает работу уже в том числе и с кеш памятью.

Данных по ней у меня нет, но она в несколько раз быстрее, чем шина между графической памятью и графическим процессором. Допустим не так давно эту цифру рассказали в AMD, говоря про инфинити кеш в новых картах.

Не знаю как там память по иерархии, эксклюзивная или инклюзивная, не факт, что можно складывать ширину памятей как это сделали AMD, но суть в том, что теоретическая пропускная способность видеопамяти у карты 512 ГБайт в секунду, а внутренняя шина получается около 1150 ГБайт в секунду.

Но в целом — в этой схеме конкретные цифры особо не важны.

Важны соотношения.

Нажмите для увеличения

То есть есть шины шире, есть шины уже. И когда информация мечется по этой схеме в разные стороны могут возникать ситуации, когда этой информации столько, что в более узких местах образуются заторы, которые вызывают повышение задержек на выполнение тех или иных операций. То есть центральный процессор или графический процессор имеют задачи для выполнения, но не в состоянии их выполнить из-за голода памяти и простаивают. Но простаивают не так что это по мониторингу видно как простой видеокарты или процессора. По мониторингу они заняты, потому что задачи стоят. Иными словами — нет никакой возможности узнать по мониторингу, что какая-то из шин уменьшает производительность системы.

Как оценить что происходит, если шины слишком узкие?

И тут возвращаемся к основной теме. Возможность работы с видеопамятью как с накопителем позволяет задать на эти

(выделены красным)

части высокую мусорную нагрузку, забирающую производительность этих шин, что позволит мне показать вам недостаточности ширины шин максимально наглядно, то есть задаю мусорную нагрузку на шины и производительность падает. Снимаю нагрузку — производительность возвращается в норму.

Ограничение внутренней шины видеокарты

Начнём с PCI-e X16 третьей версии.

Напомню, что вот обычная производительность.

Эта программа начинает спамить на накопитель и с него вначале мелкие файлы, потом файлы становятся крупнее, крупнее и т.д. То есть в самом начале давая максимальную нагрузку на контроллер накопителя (он же контроллер памяти видеокарты) и тестируя гибкость внутренней иерархии памяти. И уже ближе к концу — нагрузка идёт не на контроллер, а на сами возможности памяти и на ширину пропускания канала памяти.

То есть включение этого бенчмарка диска отбирает часть прыткости и PCI-e и внтурненней шины между памятю и графическим процессором, а так же грузит излишне контроллер памяти, так как работа с памятью идёт через встроенные в графический процессор контроллеры.

И так — в качестве эталонной нагрузки я выбрал комбустер с минимальным разрешением и без сглаживания у крутящегося бублика. Он сам по себе требователен к контроллеру памяти, несмотря на то что сам стресс тест не занимает много памяти в видеокарте. Ну и тут чем больше FPS тем выше удельная нагрузка на контроллер памяти и память, поэтому низкое разрешение и без сглаживания.

PCI-e x16 v3 без нагрузки

И RTX 2070 выдаёт 600 FPS, но стоит включить нагрузку на контроллер памяти как FPS падает до 400.

Естественно падает скорость и у самого накопителя. На мелких файлах падение более чем десятикратное. На крупных файлах видно, что неустранимые задержки или отеденные части пропускной способности шин так же снижают скорость работы.

Собственно сейчас мы с вами наблюдаем виртуально RTX 2070 с уменьшенной пропускной способностью внутренней шины между чипами памяти и графическим процессором. Карта по мониторингу загружена одинаково, а производительность разная. В данном случае отличить нагрузку можно только по FPS и по температурам карты. Естественно, что из-за голода данных начинаются в карте простои, так как задачи есть — загрузка показывается высокой, но на деле нагрузка падает.

Кроме того я сделал замеры и в 3D Mark TS.

Без нагрузки но уже с выделенной под диск областью я получил около 9 тысяч баллов. С лишней нагрузкой на контроллер памяти и память — около 8 тысяч баллов.

В имитации реальной нагрузки разница уже не такая большая, как в комбустере на низком разрешении, ну на то я его и выбрал, чтобы показать какая разница может быть.

И с увеличением объёмов данных важность ширины шины между графическим процессором и видеопамятью увеличивается. Этот эффект многие из вас видели в сравнительных тестах разных видеокарт в разных разрешениях.

Допустим есть две карты имеющие схожие производительности и предположим, одинаковой памятью. Но одна — это топовое решение прошлого поколения с большой битностью шины между видеопамятью и графическим чипом, а другая карта — это среднее решение нового поколения с меньшей шириной шины.

И карты имея схожую производительность, допустим, в FullHD показывают равную производительность, но в 4К топ прошлого поколения уже становится быстрее новинки.

Причина как раз в том, что я и показал — в 4К нагрузка на контроллер памяти и память вырастает и несмотря на равную теоретическую производительность, у карты с меньшей шириной шины реальная производительность падает.

Чаще, конечно, это видно в видеокартах разных уровней производительности. В FullHD у них может быть разница 20-30%, но в 4К разница увеличивается уже до 50%.

Это тот же эффект, что я и показал — карта не вывозит нагрузку по памяти и из-за простоев от голода памяти производительность не та, которая должна быть.

Но в данном случае, на PCI-e x16 третьей версии, тут вносит в уменьшение производительности только внутренняя шина видеокарты, а не сам PCI-e просто в силу того, что накопитель работает в скорости x4 и ширину канала существенно он не забивает, а нагрузка просто мешает работе контроллера памяти видеокарты, который перестаёт вывозить от мусорной нагрузки.

Смешанное влияние и на PCI-e и на внутреннюю шину

И запас по шине PCI-e x16 третей версии для обычных задач игровой видеокарты на самом деле довольно приличный.

Путем использования рейзера я уменьшил эту шину по ширине в 16 раз. И такие уменьшения не так чтобы трагично сказываются на производительности. В 3D Mark в тесте с рендерингом в 1440р естественно уже производительность начала падать на RTX 2070. И вместо 9 тысяч баллов я уже получаю 7,7 тысяч баллов.

PCi-e x1 v3

То есть уменьшение шины в 16 раз, не учитывая, естественно, вопросов подгрузок крупных локаций при недостатке видеопамяти и кешировании их в оперативной только начинает сказываться на недостаточности канала самого PCI-e на приличной по производительности видеокарте.

Для игрового процесса объёмы перемещающихся через PCI-e данных кроме текстур в целом не очень большие. Видеокарта с процессором, естественно, постоянно обмениваются данными по вызовам на отрисовку, данные перемещаются о подготовленных для начала отрисовки кадрам и в целом во многом нагрузка зависит от сложности геометрии и количества объектов в игре и количеству FPS, так как нагрузка получается пропорциональная FPS. И только уменьшив шину PCi-e в 16 раз, то есть с 16 линий до одной, уже эта постоянная текущая, удельная на каждый кадр, нагрузка на PCI-e начала хоть как-то влиять на само ограничение FPS.

Естественно в данном случае — включив ещё и нагрузку на видеопамять как на накопитель — мы начинаем мешать и контроллеру памяти, то есть снижаем эффективность шины между видеокпамятью и графическим чипом, но вдобавок ещё и отбираем часть ширины канала PCI-e, которая и так уже начала вызывать проблемы с производительностью.

То есть тут мы видим промежуточный вариант, когда нагрузка оказывает влияние на обе шины в схеме. И в 3D Mark количество баллов упало уже до 6700.

То есть случай сильного влияния только на внутренюю шину мы рассмотрели.

Случай влияния через обе шины тоже.

И остаётся теперь случай, когда основное влияние будет оказывать только PCI-e.

Влияние PCI-e на производительность

Переходим на одну линию PCI-e первой версии.

Без нагрузки 3D Mark уже показывает только 5 тысяч баллов.

Опять же напомню, что теоретическая производительность карты одна и та же. То есть графический процессор не становится медленнее. Просто он из-за ожидания данных или ожидания завершения отправки данных которые стоят в пробке из-за PCI-e стоит в простое.

Если же ещё добавить лишнюю нагрузку на PCI-e используя vRAM диск, то количество баллов падает ниже трёх тысяч.

То есть одна и так же карта, имея одну и ту же производительность показывает производительность различающуюся в три раза просто из-за простоев от голода данных, но по мониторингу во всех случаях имея загрузку в 100%.

Вот такие дела.

Ещё немного издевательств над видеокартой

На одной линии PCI-e первой версии на самом деле видеокарте становиться уже очень сильно плохо.

И это видно даже не в нагрузке на диск специальной программой, а просто при копировании данных.

Производительность карты резко снижается. А при работе бенчмарка диска больше всего падает производительность когда этот бенчмарк создаёт выделенную область в памяти, то есть передаёт целый гигабайт мусорных данных грубо говоря одним файлом, то есть с минимальной нагрузкой на контроллер памяти видеокарты, который уже в начале работы бенчмарка позволяет из-за задержек самой памяти уменьшать объёмы данных через PCI-e.

29 FPS против 600 для карты подключенной обычным способом и без нагрузки на контроллер памяти

Более того бенчмарк для дисков попеременно даёт нагрузки на чтение и запись. И тут уже видно, что у комбустера, то есть программы с лохматым бубликом — не симметричное задействование PCI-e. от чего и отличаются FPS на бублике при чтении и записи дискового бенчмарка.

Ещё сильнее эту асимметрию использования PCI-e было видно в 3D Makr, в котором вообще без труда можно различить моменты когда бенчмарк диска переходит с тестов чтения на тесты записи и обратно. Стабильность фреймрейта меняется крайне сильно в разных этапах работы.

И для этого понадобилось всего лишь уменьшить ширину шины данных в 64 раза и параллельно пользоваться видеопамятью как накопителем.

Ну и, к сожалению, нельзя просто так в тестах понять — влияет ли одна или другая шина на производительность видеокарты и в какой степени из за шин мы недополучаем производительность.

Естественно можно косвенно судить об этом, но в наборах тестов. То есть если сравнить одну и ту же карту на PCI-e 3 версии и 4-ой версии, то будет понятно, что PCI-e третьей версии либо достаточно, либо недостаточна. Так же и с шиной между видеопамятью и графическим чипом. Если взять две видеокарты и в FullHD у них одно соотношение производительностей, а в 4К — другое соотношение при нормальных тестах видеокарты в FullHD, то есть без упора в процессор, то по изменению разрыва можно судить о недостатке шины видеопамяти.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Видео на YouTube канале «Этот компьютер»

Только 8,4% людей смогли отличить графику от реальных видео!

InfoCAST #041 | Карт нет, но вы держитесь

Тест. Сможешь отличить компьютерную графику от реальных видео?

GTX 1050 Ti в 2021 году (карта, которую пока не скупают майнеры)

Управление модулями пельтье. Дальнейшие планы развития системы охлаждения.

Железные новости Января | InfoCAST #040

Обзор Windows 10X (будущая ОС от Microsoft)

Железные новинки Intel, AMD, Nvidia на CES 2021

Защита материнской платы от конденсата

Какое «железо» выйдет в 2021 году?

Всё железо 2020 года. InfoCAST #039

Различия между разными Samsung B-Die комплектами ОЗУ.

Объяснение

линий PCIe — сколько вам нужно на материнской плате?

Введение

PCI Express, PCIe или Peripheral Component Interconnect Express могут быть довольно сложной компьютерной спецификацией. Когда ваш компьютер загружается в первый раз, PCIe определяет устройства, которые подключены к материнской плате или подключены к ней. Он определяет связи между каждым устройством, создает карту трафика и согласовывает ширину каждой ссылки. Эта идентификация устройств и соединений использует тот же протокол, что и PCI, поэтому никаких изменений при переходе с PCI на PCIe в программном обеспечении или операционных системах не требовалось.

Соединение PCIe состоит из одной или нескольких (на данный момент до шестнадцати) линий передачи данных, соединенных последовательно. Каждая полоса состоит из двух пар проводов, одна для передачи, другая для приема. В одном слоте PCIe имеется 1, 4, 8 или 16 линий, обозначаемых как x1, x4, x8 или x16. В этом разница между соединениями PCI, которые являются параллельными (32-битная или 64-битная двунаправленная параллельная шина), и PCIe, который в основном является последовательной версией PCI.

Если вам нужен портативный компьютер со слотами расширения — см. «Портативные компьютеры со слотами расширения».

`

Как работают линии PCIe?

PCIe — это многоуровневый протокол, уровни которого являются уровнем транзакции, уровнем канала данных и физическим уровнем. Уровень канала передачи данных подразделяется на уровень управления доступом к среде передачи (MAC). Каждая полоса состоит из двух однонаправленных дифференциальных пар, работающих на скорости 2,5, 5, 8 или 16 Гбит / с, в зависимости от согласованных возможностей. С другой стороны, передача и прием являются отдельными дифференциальными парами, что в сумме дает до четырех проводов данных на полосу.

Каждая полоса представляет собой независимое соединение между контроллером PCI чипсета процессора (южный мост) или самим процессором (который почти всегда является слотом для видеокарты) и картой расширения. Пропускная способность линейно масштабируется, поэтому четырехполосное соединение будет иметь в два раза большую пропускную способность, чем двухполосное соединение. В зависимости от требований карты расширения к полосе пропускания может потребоваться соответствующий размер слота.

From How Stuff Works

Физический слот PCIe x16 может вмещать карту x1, x4, x8 или x16 и может работать с картой x16 при x16, x8, x4 или x1.В слот PCIe x8 можно установить карту x1, x4 или x8, но нельзя установить карту x16. Чтобы еще больше запутать дело, существуют разные версии интерфейса PCIe. Также возможно, что материнская плата может иметь несколько размеров слотов и , а также различных версий PCIe: 1.0a, 1.1, 2.0, 2.1, 3.0, 3.1, 4.0 и скоро появится 5.0. (Ссылка на https://en.wikipedia.org/wiki/PCI_Express#PCI_Express_5.0)

Шина и теоретическая пропускная способность доступны

АВТОБУС	Пропускная способность
PCI	1056 Мбит / с
AGP 8x	2. 1 Гбит / с
PCIe 1.0 / x4	1 Гбит / с
PCIe 1.0 / x8	2 Гбит / с
PCIe 1.0 / x16	4 Гбит / с
PCIe 2.0 / x4	2 Гбит / с
PCIe 2.0 / x8	4 Гбит / с
PCIe 2.0 / x16	8 Гбит / с
PCIe 3.0 / x1	1,97 Гбит / с
PCIe 3.0 / x4	3.94 Гбит / с
PCIe 3.0 / x8	7,88 Гбит / с
PCIe 3.0 / x16	15,75 Гбит / с
PCIe 4.0 / x1	3,94 Гбит / с
PCIe 4.0 / x4	7,88 Гбит / с
PCIe 4.0 / x8	15,75 Гбит / с
PCIe 4.0 / x16	31,5 Гбит / с
PCIe 5.0 / x16 Firewire 400/800	63 Гбит / с 400/800 Мбит / с
USB 1. 0	12 Мбит / с
USB 2.0	480 Мбит / с
USB 3.0	4,8 Гбит / с
USB 3.1	10 Гбит / с
Гигабитный Ethernet	1 Гбит / с
IDE (ATA 100)	800 Мбит / с
IDE (ATA 133)	1064 Мбит / с
SATA	1,5 Гбит / с
SATA III	3 Гбит / с
SATA 6	6 Гбит / с

Почему каналы PCIe имеют значение?

Функционирует на линиях PCIe вашего ЦП

Control :

• Бортовое видео
• PCIe 3.0 слот x16 (обычно для видеокарты)
• 2 / U.2 (на некоторых досках энтузиастов)
• LAN (на некоторых досках энтузиастов)

Другие функции используют линии шины PCIe вашего CHIPSET. Функции, которые может контролировать элемент управления PCIe Lanes от CHIPSET:

• жесткие диски SATA
• Встроенный звук
• Встроенный RAID-массив
• Встроенный сетевой контроллер / LAN
• Все разъемы PCIe, кроме первого
• Thunderbolt
• 2 / U. 2

Заявленное количество полосы пропускания PCIe, требуемой для отдельных компонентов:

• 8-16 линий — видеокарты x16 PCIe (каждая)
• 8–16 дорожек — другие специализированные карты PCIe
• 4-х полосная — м.2 Привод
• 4 полосы — Thunderbolt (использует 4 полосы PCIe 3.0)
• 4 полосы — Аппаратные RAID-контроллеры
• 2 полосы (каждая) — SSD-накопители
• 2 полосы — USB 3.1 (поколение 2)
• 1 линия — USB 3.0 (USB 3.1 Gen.1)
• 1-й переулок звуковой
• 1 линия — Сетевые контроллеры

Какие микросхемы имеют больше всего линий PCIe?

Различные микросхемы поддерживают разное количество линий PCIe. Например: Intel Core i5 или i7-8700K или i9-8950HK имеют до 1 × 16, 2 × 8, 1 × 8 + 2 × 4 с максимум 16 линиями PCIe.Кроме того, модели i7 от 6850K и выше имеют 40 полос. Intel Xeon E5-4669 v4 имеет максимум 40 линий PCIe на PCIe 3.0, тогда как E7-8894 v4 имеет «только» 32 линии (на процессор). AMD повысила ставку со своими процессорами EPYC — у них 128 линий PCIe 3.0.

В современной технологической индустрии это действительно усложняется тем, что производители материнских плат должны заставлять свои материнские платы поддерживать ряд процессоров, которые могут иметь разное количество поддерживаемых линий PCIe. Таким образом, материнская плата, использующая микросхему i7-6850K, может иметь возможность адресовать несколько слотов на уровне x16, тогда как с «меньшим» чипом, т.е.У i7-8700K может быть меньше линий, только один слот — x16. Чтобы еще больше усложнить ситуацию, NVME и другие типы расширений требуют линий PCIe. Поскольку NVME является обязательной функцией для современной материнской платы, теперь для слотов расширения доступно еще меньше линий.

Выяснить, как получить максимальную отдачу от материнской платы с точки зрения производительности приложений, становится еще труднее, когда вам нужно выбрать способ подключения к реальному миру. Выделение полосы PCIe может повлиять на производительность высокоскоростных плат, таких как RAID-контроллеры, когда они работают с почти максимальной емкостью (что теперь возможно благодаря быстрому хранилищу SSD).

Хотя производители компьютеров изучают некоторые варианты интерфейса, отличные от PCIe, они также потребуют серьезных изменений в оборудовании. В целом, PCIe, похоже, еще какое-то время будет иметь решающее значение, даже несмотря на то, что форм-фактор соединения продолжает развиваться.

Ссылки:

Сайт Tested.com Адама Сэвиджа дал хорошее объяснение скорости PCIe и сравнение с Thunderbolt.

Anandtech хорошо описала набор микросхем Z170 и компромиссы, которые производители плат должны сделать при выборе способа настройки PCH

.

И вот хороший пост, объясняющий, как преобразовать GT / s в Gbps

fpga4fun.com — PCI 1 — Как работает PCI

Здесь мы сконцентрируемся на 32-битной PCI 2.2, которая используется в сегодняшних ПК.
Более новые версии PCI включают PCI 2.3 и PCI 3.0.

Спецификация PCI

PCI разрабатывается и поддерживается группой под названием PCI Special Interest Group (сокращенно PCI-SIG).
В отличие от спецификации Ethernet, спецификацию PCI нельзя загрузить бесплатно. Вы должны быть членом PCI-SIG, чтобы получить доступ к спецификации. Поскольку стать участником стоит дорого, вы можете проверить группу оборудования вашей компании (при условии, что вы работаете в полупроводниковой промышленности), чтобы узнать, можете ли вы получить доступ к спецификации.

В противном случае вот краткое введение, за которым следуют несколько ссылок для получения дополнительной информации.

Характеристики PCI

Шина PCI имеет 4 основные характеристики:

• синхронный
• Ориентированные на транзакции / пакеты
• Освоение шины
• Подключи и работай

PCI синхронный

Шина PCI использует один тактовый сигнал. По умолчанию часы работают на частоте 33 МГц, но могут работать ниже (вплоть до холостого хода = 0 МГц) для экономии энергии или выше (66 МГц), если ваше оборудование поддерживает это.

PCI ориентирован на транзакцию / пакетную передачу

PCI ориентирован на транзакции.

1. Вы запускаете транзакцию
2. Вы указываете начальный адрес (один такт)
3. Вы отправляете столько данных, сколько хотите (много следующих тактов)
4. Вы завершаете транзакцию

PCI — это 32-битная шина, поэтому она имеет 32 линии для передачи данных. В начале транзакции шина используется для указания 32-битного адреса. После того, как адрес указан, может пройти много циклов данных.Адрес не передается повторно, но автоматически увеличивается в каждом цикле данных. Чтобы указать другой адрес, транзакция останавливается и запускается новая. Таким образом, полосу пропускания PCI лучше всего использовать в пакетном режиме.

PCI позволяет управлять шиной

Транзакции PCI работают по принципу «ведущий-ведомый». Мастер — это агент, который инициирует транзакцию (может быть чтением или записью).
Хотя главный процессор часто является мастером шины, все платы PCI потенциально могут претендовать на шину и стать мастером шины.

PCI — это plug-and-play

Платы PCI работают по принципу plug-and-play. Это означает, что хост-ЦП / хост-ОС может:

• Определите идентичность каждой платы PCI в шине PCI (производитель и функция (видео, сеть …))
• Определите возможности / требования каждой платы (сколько места в памяти она требует, сколько прерываний . ..)
• Переместить пространство памяти каждой платы

Последняя функция — важная часть plug-and-play. Каждая плата отвечает на некоторые адреса, но адреса, на которые она отвечает, можно запрограммировать (т.е.е. каждая плата генерирует собственные сигналы выбора платы / микросхемы). Это позволяет ОС «отображать» адресное пространство каждой платы там, где она хочет.

PCI «пробелы»

PCI определяет 3 «пробела», где вы можете читать и писать.
Когда транзакция начинается, мастер указывает начальный адрес транзакции, если это чтение или запись, И с каким пространством он хочет поговорить.

1. Объем памяти
2. Пространство ввода-вывода
3. Пространство конфигурации

Они работают следующим образом:

• Пространства памяти и ввода-вывода — это рабочие места.Они «перемещаемые» (т.е. адреса, на которые отвечает каждая плата, могут быть перемещены).
• Пространство конфигурации используется для plug-and-play. Это пространство, в котором каждая плата должна реализовывать очень специфические регистры по очень специфическим адресам, чтобы центральный ЦП / ОС мог определить идентичность / возможности / требования каждой платы. Оттуда центральный процессор / ОС включает и настраивает два других пространства.
  Это пространство фиксировано и всегда начинается с адреса 0 для всех плат PCI; поэтому одна линия разъема PCI используется как выбор платы (только для этого места).

Чтобы соответствовать требованиям, плата PCI должна иметь пространство для конфигурации. Пространства памяти и ввода-вывода являются необязательными, но на практике всегда используются одно или оба.

Мост PCI

Устройства PCI не подключаются напрямую к центральному процессору, а проходят через «мостовой» чип.
Это связано с тем, что процессоры обычно не «говорят» о PCI изначально, поэтому мост должен транслировать транзакции с шины процессора на шину PCI. Кроме того, у ЦП никогда не бывает трех пространств памяти, как у устройств PCI. Большинство процессоров имеют 1 пространство (пространство памяти), в то время как другие процессоры имеют 2 места (память и ввод-вывод).Мосту приходится использовать некоторые хитрости, чтобы ЦП мог получить доступ ко всем трем разъемам PCI.

Напряжение PCI

Платы PCI могут использовать сигнализацию 3,3 В или 5 В. Интересно, что все современные ПК используют сигнализацию 5 В.
Разъемы платы PCI имеют один или два слота, которые определяют, совместима ли плата с напряжением 3,3 В или 5 В. Это сделано для того, чтобы, например, плата с напряжением только 3,3 В не могла быть подключена к шине PCI только с напряжением 5 В.

Вот пример платы только на 5 В:

, в то время как эта плата и на 5 В, и на 3.Совместимость с 3 В:

Синхронизация PCI

PCI определяет синхронизацию, связанную с его часами.
С тактовой частотой 33 МГц мы имеем:

• Ограничение Tsu / Th (установка / удержание) 7 нс / 0 нс на входах
• Tco 11 нс (тактовая частота) на выходах

Ссылки

Проект документации Linux

Информация о LDP – FAQ – Манифест / лицензия – История – Волонтеры / сотрудники – Должностные инструкции – Списки рассылки – IRC – Обратная связь Автор / внесение вклада – Руководство для авторов LDP – Содействие / помощь – Ресурсы – Как отправить — Репозиторий GIT – Загрузок – Контакты Спонсор сайта LDP

Мастерская LDP Wiki : LDP Wiki — это отправная точка для любой незавершенной работы Члены | Авторы | Посетители Документы HOWTO : тематическая справка последние обновления | основной индекс | просматривать по категориям Руководства : более длинные, подробные книги последние обновления / основной указатель Часто задаваемые вопросы : Часто задаваемые вопросы последние обновления / основной индекс страницы руководства : справка по отдельным командам (20060810) Бюллетень Linux : Интернет-журнал Поиск / Ресурсы – Ссылки – Поиск OMF Объявления / Разное Обновления документов Ссылка на HOWTO, которые были недавно обновлены.

PCIcrawler: инструмент для отладки проблем PCI в масштабе

Что это:

Инструмент интерфейса командной строки на основе Python, который можно использовать для отображения, фильтрации и экспорта информации о шинах и устройствах Peripheral Component Interconnect (PCI) или PCI Express (PCIe), а также о топологии PCI. Мы создали программу pcicrawler для масштабной диагностики и устранения проблем PCIe и помощи в автоматизации.

Что он делает:

Pcicrawler предоставляет важную информацию о любом компьютерном оборудовании, которое подключается непосредственно к разъему PCI на материнской плате сервера, например о сетевых или графических картах, жестких дисках и твердотельных накопителях.Эта информация включает в себя адрес PCIe, путь, идентификатор поставщика, идентификатор устройства, идентификатор класса, идентификатор поставщика подсистемы, VPD, идентификатор устройства подсистемы, тип конечной точки, допустимую или текущую ширину PCI, а также допустимую, текущую или целевую скорость PCI. Он также указывает, является ли оборудование PCI или PCIe.

В качестве инструмента отладки pcicrawler может использоваться для отображения топологии PCI в визуально приятной древовидной структуре, которая упрощает визуализацию и отладку проблем, связанных с аппаратными компонентами сервера, по сравнению с устаревшими инструментами интерфейса командной строки, такими как lspci.Он обеспечивает машинный анализ вывода в широко популярном формате обмена данными JSON, что упрощает мониторинг состояния оборудования и сборку сценариев и автоматизации в любом масштабе. Достаточно легкий, чтобы не мешать производственным службам, работающим на серверах, pcicrawler является эффективным, надежным, надежным и безопасным для масштабного использования.

Почему это важно:

Наличие общего инструмента упрощает понимание проблем и обмен данными. Наш инструмент можно использовать для мониторинга, диагностики, отладки и устранения проблем с оборудованием, таких как несоответствие ширины канала PCIe и несоответствие скорости канала PCIe в любом масштабе. Его также можно использовать для сравнения ожидаемого и существующего оборудования на серверах, чтобы выявить любые расхождения.

Полностью построенный на Python 3, pcicrawler стремится соответствовать последним стандартам PCI и работает практически на всех платформах OCP / Linux. Его могут совместно использовать и использовать разные поставщики, ODM, OEM-производители, небольшие компании, поставщики облачных услуг и гипермасштабируемые компании.

Получить на GitHub:

Pcicrawler

Мы хотели бы поблагодарить всех инженеров по качеству производства и интеграции платформ, которые внесли свой вклад в pcicrawler.

Что такое слоты PC Ie и как их использовать в моем ПК

Слоты

PCIe позволяют материнской плате подключаться к наиболее важным компонентам компьютера и обеспечивать ключевые функции. Они также предоставляют вам множество вариантов настройки и обновления, когда вы готовы выйти за рамки предварительно загруженных функций, таких как графика и хранилище.

Если вы хотите собрать или обновить свой компьютер или просто хотите узнать больше об основах аппаратного обеспечения ПК, разумно начать с PCIe.В этой статье мы объясним основы этой технологии и предложим краткое описание популярных вариантов обновления и компонентов, которые вы можете добавить в свою установку.

Что такое PCIe или PCI Express?

PCIe — это сокращение от «экспресс-соединение периферийных компонентов» и в основном используется как стандартизованный интерфейс для компонентов материнской платы, включая графику, память и хранилище.

PCIe получил в своем названии часть «соединение периферийных компонентов», потому что он разработан для обработки двухточечных соединений для неосновных компонентов.Производители добавили «экспресс», чтобы отличить новый стандарт от старых стандартов PCI, подчеркнув существенное улучшение производительности по сравнению с предыдущими версиями.

Слоты и карты PCIe

Слот PCIe или PCI Express — это точка соединения между «периферийными компонентами» вашего ПК и материнской платой. Термины «карта PCIe» и «карта расширения» просто относятся к оборудованию, такому как видеокарты, процессоры, твердотельные накопители (SSD) или жесткие диски, которые вы можете добавить к своему устройству через слоты PCIe, что делает оба термина универсальными для множество компонентов.

Какие стандартные размеры PCIe?

Хотя существуют разные размеры и конфигурации, большинство пользователей столкнутся только с четырьмя основными характеристиками размера. Размер представляет собой количество прямых подключений, обеспечиваемых слотом PCIe или картой.

• PCIe x1
• PCIe x4
• PCIe x8
• PCIe x16

Эти соединения обычно называются линиями, и в большинстве случаев, чем их больше, тем лучше работает ваше оборудование. Для максимальной эффективности высокопроизводительные устройства, как правило, почти полностью полагаются на PCIe x16.Это делает их особенно полезными для соревнующихся игроков или тех, кто работает с визуальными эффектами.

Эти компоненты обычно не имеют большого количества скрытого багажа, хотя всегда важно проверять спецификации, если вы в чем-то не уверены. Не все порты PCIe имеют одинаковое количество доступных оценок, даже если они кажутся физически совпадающими.

Как поколение PCIe влияет на скорость

Исторически сложилось так, что обновления PCIe удваивали скорость передачи данных и использовали кратные 8, начиная с поколения 3.0. Новые поколения также предлагают вдвое большую пропускную способность по сравнению с предыдущими версиями, резко увеличивая объем данных, которые могут быть переданы в секунду. Ваша выгода максимальна при использовании портов и карт одного поколения.

При использовании PCIe 4.0 пропускная способность составляет 64 гигабайта в секунду при скорости передачи 16 гигабайт в секунду (GT / s). Для пользователей устаревших устройств — тех, которые были произведены за несколько лет до последней версии — существует большой потенциал для улучшения с помощью более новых технологий.

PCIe за прошедшие годы претерпел существенные изменения, в том числе значительное повышение эффективности и добавление дополнительных функций. В 2020 году оборот новых обновлений выглядит быстрее, чем когда-либо. Для потребителя все это должно привести к повышению производительности оборудования по мере появления новых поколений.

Популярные варианты использования дополнительных слотов PCIe

Хотя варианты обновлений и надстроек зависят от материнской платы вашего ПК, большинство потребительских настольных устройств поставляются с дополнительными слотами PCIe.Они предоставляют множество различных возможностей для обновлений, некоторые из которых являются исключительно нишевыми, а другие применимы практически к каждому пользователю. Вот несколько популярных вариантов.

1. Добавьте или обновите выделенные графические и звуковые карты

Обновление графического потенциала вашего ПК — отличный проект PCIe по многим причинам. Если ваш компьютер имеет встроенную графику, добавление дискретной видеокарты может значительно улучшить визуальный результат. Просто выберите предпочитаемую видеокарту от NVIDIA или AMD и установите ее в лучший доступный порт PCIe.

Обновление неисправной звуковой карты или звуковой карты более низкого качества — еще один простой способ улучшить качество мультимедиа с помощью PCIe. Если вы заменяете неисправный компонент, вы сразу заметите разницу. В большинстве случаев установка включает отключение существующего звука и добавление новой звуковой карты.

Стоит отметить, что установка новой звуковой карты не всегда так необходима, как новая видеокарта. На самом деле, вам могут понадобиться только подходящие аудио аксессуары, например новые динамики или наушники, чтобы получить высококачественный звук.Ознакомьтесь со своими существующими характеристиками оборудования и проведите небольшое исследование, прежде чем выбрать обновление.

2. Платы ТВ-тюнера и карты видеозахвата

Платы ТВ-тюнера и карты видеозахвата — еще одно приложение, связанное с мультимедиа, хотя в наши дни большинство карт объединяют обе функции. Вы можете использовать карты тюнера, чтобы ваш компьютер мог принимать обычные телевизионные сигналы, хотя некоторые карты имеют приложения, выходящие за рамки видео, включая доступ к FM-радио.

Что касается карт видеозахвата, они обеспечивают более динамичную форму функциональности записи.В наши дни они становятся все более популярными, поскольку среди них преобладают стримеры и соревнующиеся игроки. С помощью функции захвата видео или специальной карты легко создавать высококачественное видео игрового процесса или любого другого развлечения, которое вы доставляете своей аудитории.

Все эти приложения часто объединяются для удобства в различные комбинации. Если вы хотите отметить сразу несколько полей, убедитесь, что вы покупаете карту, которая поддерживает все три функции; Телевидение, радио и видеосъемка.

3. Добавление функций Wi-Fi и факса

Многие ПК и ноутбуки уже поддерживают беспроводное подключение к Интернету, но отдельная карта Wi-Fi может быть особенно полезна в нескольких сценариях. Например, это отличный способ дополнить более слабый сигнал, когда у вас возникают проблемы с маршрутизатором или подключением. Вы даже можете использовать его, чтобы полностью обойти неисправную или несовместимую встроенную систему, если хотите. Вы также можете добавить модемную карту в свою установку. Конечно, большинство из нас не хочет добавлять новую телефонную линию или коммутируемое подключение к Интернету, поэтому вы можете задаться вопросом: когда мне когда-нибудь понадобится модемная карта? Существует множество потенциальных приложений, особенно если вы хотите использовать функции факса для бизнеса или личного пользования.

4. Карты памяти и контроллера RAID

Слоты PCIe часто используются для обновления или добавления нового локального хранилища. Установка твердотельного накопителя на материнскую плату через соединение PCIe обеспечивает более высокую эффективность и идеально подходит для тех, у кого есть большие файлы данных, которым нужна емкость и скорость.

Вы также можете использовать дополнительные соединения PCIe для установки RAID-контроллера, который может управлять всем массивом хранения. RAID-массивы — отличный способ обновить ваше хранилище по всем направлениям. Некоторые из этих функций встроены во многие современные материнские платы, поэтому они могут не всегда понадобиться в вашей ситуации.Подробнее о RAID-массивах читайте в статье HP Tech Take здесь.

Чего ожидать от соединений PCIe следующего поколения

Самым крупным и последним стандартом PCIe является PCIe 4.0, но он не будет получать максимальную оплату слишком долго. Версия 5.0 была представлена ​​в 2019 году и должна быть реализована в 2020 году, что делает ее технически самым современным стандартом PCIe. В то время как 4.0 обеспечивает пропускную способность 64 ГБ / с при 16 ГТ / с, 5.0 может выдавать 128 ГБ / с при 32 ГТ / с.

Не стоит ожидать появления PCIe 6.0 выпущен до 2021 года или позже с точки зрения полноценной реализации, но уже находится в разработке. Ожидается, что он будет соответствовать типичным изменениям поколений, предлагая удвоенную пропускную способность со скоростью 256 ГБ / с при скорости 64 ГТ / с. Это означает, что производительность растет и развивается быстрее, чем когда-либо, когда дело доходит до технологии PCIe.

Могу ли я комбинировать карты и слоты?

Одна из самых важных вещей, которые следует помнить о PCIe, — это обеспечение совместимости. С помощью соединений PCIe вы можете подключать более мелкие соединения к большим портам.Вы также можете подключить более крупные соединения к меньшим портам. Но использование двух конфигураций разного размера для полного контакта может иметь некоторые негативные последствия.

В частности, эти соединения страдают от значительного уменьшения пропускной способности. Установка карты большего размера в порт меньшего размера имеет более сильное негативное влияние на качество вашего опыта, но вы все равно можете увидеть менее оптимальную производительность и в обратном направлении.

В заключение

Форматы PCIe меняются быстрее, чем когда-либо, и прирост производительности с каждым обновлением является значительным. В результате никогда не было так просто выполнить точную настройку и улучшить работу с помощью относительно простых обновлений оборудования или дополнений.

Хотите узнать больше о PCIe? Стандарт разработан и поддерживается организацией под названием PCI-SIG, которая предлагает множество информации о совместимости и поддержке сообщества. И если вы пытаетесь освоить все возможности PCIe, не помешает узнать больше о материнских платах. Обязательно ознакомьтесь с нашей статьей «Что делает материнская плата?» для исчерпывающего руководства по этой технологии.Затем вы можете прочитать наше руководство по выбору материнской платы, чтобы получить советы по покупкам.

Об авторе

Дуайт Павлович — автор статей в HP® Tech Takes. Дуайт — писатель, пишущий о музыке и технологиях из Западной Вирджинии.

Как работает PCI Express | HowStuffWorks

Разъемы Peripheral Component Interconnect (PCI) являются такой неотъемлемой частью архитектуры компьютера, что большинство людей воспринимает их как должное. В течение многих лет PCI был универсальным и функциональным способом подключения звуковых, видео и сетевых карт к материнской плате.

Но у PCI есть недостатки. Поскольку процессоры, видеокарты, звуковые карты и сети стали быстрее и мощнее, PCI остался прежним. Он имеет фиксированную ширину 32 бита и может одновременно обрабатывать только 5 устройств. Более новая 64-битная шина PCI-X обеспечивает большую пропускную способность, но ее большая ширина усугубляет некоторые другие проблемы PCI.

Новый протокол под названием PCI Express (PCIe) устраняет многие из этих недостатков, обеспечивает большую пропускную способность и совместим с существующими операционными системами.В этой статье мы рассмотрим, чем PCIe отличается от PCI. Мы также рассмотрим, как PCI Express ускоряет работу компьютера, потенциально может повысить производительность графики и заменить слот AGP.

Высокоскоростное последовательное соединение

На заре компьютерных технологий огромное количество данных передавалось по последовательным соединениям. Компьютеры разделяли данные на пакеты, а затем перемещали пакеты из одного места в другое по очереди. Последовательные соединения были надежными, но медленными, поэтому производители начали использовать параллельные соединения для одновременной отправки нескольких фрагментов данных.

Оказывается, у параллельных подключений есть свои проблемы по мере того, как скорости становятся все выше и выше — например, провода могут электромагнитно мешать друг другу — так что теперь маятник возвращается в сторону высокооптимизированных последовательных подключений. Усовершенствования оборудования и процесса разделения, маркировки и повторной сборки пакетов привели к гораздо более быстрым последовательным соединениям, таким как USB 2.0 и FireWire.

PCI Express — это последовательное соединение, которое работает больше как сеть, чем шина.Вместо одной шины, которая обрабатывает данные из нескольких источников, PCIe имеет коммутатор, который управляет несколькими последовательными соединениями точка-точка. (Подробнее см. В разделе «Как работают коммутаторы LAN».) Эти соединения расходятся от коммутатора, ведущие непосредственно к устройствам, на которые должны передаваться данные. Каждое устройство имеет собственное выделенное соединение, поэтому устройства больше не разделяют полосу пропускания, как на обычной шине. Мы посмотрим, как это происходит, в следующем разделе.

XIMEA — Камеры PCI Express

Сенсорная техника	CMOS, глобальный затвор
Режимы сбора данных	Непрерывный, программный триггер, аппаратный триггер
Считывание частичного изображения	ROI (область интереса) / AOI (область интереса), пропуск / объединение (только для определенных моделей)
Форматы данных изображения	8, 10, 12-битные пиксельные данные RAW (в зависимости от модели)
SDK / API	программируется на C ++ и C #, Python
Обработка цветного изображения *	Де-Байеринг на основе хоста, повышение резкости, гамма, цветовая матрица, истинный цвет CMS (система управления цветом)
Коррекция горячих / дефектных пикселей *	На камере с координатами до 5000 пикселей, коррекция с помощью хоста
Автоматические настройки *	Автоматический баланс белого, автоматическое усиление, автоматическая экспозиция, HDR (расширенный динамический диапазон)
Коррекция плоского поля *	Затенение на уровне пикселей и коррекция объектива с помощью хоста.
Коррекция ФПН	Исправлена ​​коррекция шаблонного шума на боковой стороне камеры
Интерфейс	Стандартный кабельный разъем PCI Express, соответствующий спецификации внешних кабелей PCI Express
Ввод / вывод общего назначения	2 оптоизолированных входа, 2 оптоизолированных выхода, 4 неизолированных входа-выхода, 4 программируемых светодиода
Обработка сигнала *	Программируемое время устранения дребезга
Синхронизация	Вход аппаратного триггера, программный триггер, выход строба экспозиции, выход занятости
Байонет объектива	Стандартное крепление EF с активным контролем объектива — фокусировка, диафрагма, стабилизация изображения
Требования к питанию	6 Вт, питание по кабелю питания (в зависимости от модели)
Размеры	60 x 60 x 38 мм
Вес	170 грамм
Окружающая среда	При эксплуатации от 0 ° C до 50 ° C на корпусе, относительная влажность 80% без конденсации, от -30 ° C до 60 ° C при хранении
Соответствие	Соответствие требованиям стандартов CE, FCC, RoHS, PCI Express
Операционные системы	Windows 7 SP1 (x86 и x64) и 10, Linux Ubuntu, macOS, ARM, модули NVIDIA Jetson
Минимальное количество хост-оборудования	Intel i5 3. ← Предыдущая запись Следующая запись → Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт