اتوبوس های PCI، PCI Express و موفقیت بی شک آنها. راهنمای خرید کارت گرافیک بازی

PCI Express در 22 ژوئیه 2002 "متولد" شد. شرکت اینتل خالق آن شد و در این روز بود که اسناد فنی آن در دسترس قرار گرفت. تا این مرحله، در مرحله توسعه، "اتوبوس" 3GIO (ورودی-خروجی نسل سوم) تعیین شد. این دو نام توسط PCI SIG (سازمانی که اکنون این استاندارد را تبلیغ می کند) نامگذاری شده اند.

PCIe یک اتصال نقطه به نقطه با کارایی بالا است که جایگزین گذرگاه PCI (خوانده شده به عنوان PiSiAi) می شود. از نظر فیزیکی متفاوت است مشترک استفاده نمی کندخطوط اختصاصی برای ارتباط با پردازنده، اما برای هر دستگاه متصل، خطوط اختصاصی خود را دارد. ولتاژ انتقال سیگنال 0.8 ولت است. هر کانال توسط دو هادی فیزیکی (چهار تماس) نشان داده می شود. هنگام پخش اطلاعات، هشت بیت با ده کدگذاری می شود که محافظت خوبی در برابر تداخل ایجاد می کند.

مدل برنامه نویسی رایج آن مشابه مدل قبلی خود است. برای انتقال داده ها، که در این مورد به صورت متوالی انجام می شود، از یک پروتکل فیزیکی با پهنای باند بالا استفاده می شود. برای اتصال دستگاه های جانبی با کارایی بالا استفاده می شود. شبه اتوبوس نقش یک کانال تبادل داده محلی را به خود اختصاص داد.

تفاوت PCI Express با PCI

PCI در درجه اول یک گذرگاه است، یعنی یک کانال مشترک که توسط همه دستگاه های متصل به آن به اشتراک گذاشته می شود. و PCI Express - برای هر دستگاه مسیرهای خاص خود را دارد که به صورت فیزیکی پیکربندی شده اند. تداوم ساختار دیجیتال انتقال اطلاعات سازگاری را ساده می کندمحصولات موجود که قبلاً برای کار با لاستیک قدیمی ساخته شده بودند. در تولید، به نظر می رسد که برای ایجاد تغییرات جزئی در طراحی کافی است و می توانید همان تنوع را تولید کنید، اما با یک رابط جدید.

اصل کار، سازگاری

دو طرفه بودن، ارتباط داده ها را به صورت متوالی انتقال می دهددر حالت دسته ای توان عملیاتی به اجرا در هر مورد خاص بستگی دارد. PCI Express می تواند یک (1x)، دو یا چند خط انتقال (2X، 4X، 6x، 8x، 12x، 16x، 32x) باشد که طول شکاف روی مادربرد را تعیین می کند. مشخصه این است که تجهیزات می توانند با هر یک از آنها کار کنند، اما کارت های توسعه که برای سرعت های جدی سازگار شده اند، نمی توانند از نظر فیزیکی در اسلات های کم کارآمد قرار بگیرند، به سادگی از نظر اندازه مطابقت ندارند. برعکس، کارت‌های توسعه کم‌مولد با گروه‌های تماس کوتاه به راحتی می‌توانند در کارت‌های بزرگ قرار بگیرند و به درستی کار کنند.

در جدول جدول خلاصه ای از نسبت را ارائه کرده ایم تعداد خطوط و پهنای باند:

در حال حاضر موجود است مشخصات متعددلاستیک ماشین:

• PCI Express 1.0 و 1.1.اولین و کم بازده ترین راه حل هایی که در حال حاضر عملاً مورد استفاده قرار نمی گیرند. آنها بر روی تخته های قدیمی که هنوز در حال استفاده هستند ذخیره می شوند.
• 2.0. همه کیفیت‌های تعیین‌کننده عملکرد تحت بازبینی و بهبود قرار گرفته‌اند، پروتکل‌های منطقی بهبود یافته‌اند، مدیریت ارتباطات به‌طور جامع بهینه‌سازی شده است، و تشخیص خودکار افزونه بهبود یافته است.
• مشخصات کابل خارجیPCIe... به شما امکان می دهد تجهیزات را با کابل تا 10 متر وصل کنید.
• 2.1. متوسط ​​2.0 با برخی از ویژگی های پیشرفته قبل از 3.0.
• 3.0. سرعت 8 گیگا تراکنش در ثانیه (GT/s) به لطف سیستم رمزگذاری جدید 128b / 130b در دسترس است. بنابراین، تفاوت بین pci 2.0 و 3.0 در رمزگذاری و نرخ انتقال داده است.
• 4.0. استاندارد اخیراً تأیید شده است - 10/05/2017. در مقایسه با قبلی، سرعت دو برابر شده است. برخی از شاخص های مربوط به مجازی سازی افزایش یافته است، انتقال بسته های داده بهینه شده است.
• 5.0. به طور آزمایشی، انتشار برای زمستان و بهار 2019 برنامه ریزی شده است. پشتیبانی گسترده از برنامه هایی که واقعیت مجازی را تجسم می کنند اعلام شده است.

کانکتورهای موجود و انواع پورت ها

پورت های اتصال زیادی برای رابط وجود دارد. بیایید برخی از رایج ترین آنها را در نظر بگیریم:

• MiniPCI-E (M.2). یک گذرگاه مشترک برای برخی از رایج ترین پروتکل ها و دستگاه های کامپیوتری با رابط های x1 و x4 PCIe.
• ExpressCard. یک کانکتور مشابه، اما با یک پین اتوبوس فقط برای x1 PCIe.
• AdvancedTCA، MicroTCA - پورت های تجهیزات ارتباطی.
• MobilePCIExpressModule (MXM) یک توسعه NVIDIA برای اتصال کارت‌های ویدئویی است.
• StackPC - برای ایجاد ابر رایانه ها، به شما امکان می دهد دستگاه های محاسباتی را مقیاس بندی کنید.

نحوه پیدا کردن نسخه PCI Express در مادربرد

معمولاً در نزدیکی خود اسلات روی مادربرد نوشته می شود، اما می توان آن را در جای دیگری اعمال کرد. هنوز هم اغلب روی بسته بنویسیدمادربرد و در دفترچه راهنما مشخص کنید. می توانید به سایت رسمی بروید و شماره سریال مادربرد را وارد جستجو کنید، یا سعی کنید مشخصات را با نام و ویرایش (نوع) جستجو کنید.

رایج ترین لوازم جانبی برای پربازده ترین اسلات های x16 کارت های ویدئویی و دیسک های ssd هستند. کنترلرهایی مانند USB اضافی، SATA و پورت های پرسرعت مشابه یا آداپتورهای مختلف مانند صدا، کارت های موسیقی، ماژول های Wi-Fi غیر معمول نیستند.

کارت گرافیک

HDD

آداپتور بی سیم

پین اوت PCI Express

نشان دادن مکان خروجی های خطوط ارتباطی با استفاده از خطوط بزرگترین و سریع ترین پورت به عنوان مثال ساده تر است.

دستگاه گروه تماس اسلات PCI-Express 16x:

اتصال PCIe ارزش خود را ثابت کرده است. تمام الزامات مدرن برای سرعت انتقال اطلاعات و ثبات کار را برآورده می کند. داشتن پتانسیل عظیممدرن سازی امکان حفظ سازگاری دستگاه های متعدد از نسل های مختلف را فراهم می کند: کنترل کننده ها، آداپتورها. علاوه بر این، به عنوان یک کانال گسترده برای افزایش قدرت محاسباتی عمل می کند. حوزه مخابرات به محل ویژه و غیرمنتظره ای برای کاربرد این فناوری تبدیل شده است.

این در سال 2002 معرفی شد نوع حمل و نقلداده ها هنوز مرتبط ترین، گسترده ترین، به طور مداوم در حال تکامل و هنوز امیدوار کننده هستند.

PCI Express گذرگاهی است که برای اتصال قطعات مختلف به رایانه رومیزی استفاده می شود. برای اتصال کارت های ویدئویی، کارت های شبکه، کارت های صدا، ماژول های WiFi و سایر دستگاه های مشابه استفاده می شود. توسعه این اتوبوس توسط اینتل در سال 2002 آغاز شد. PCI Special Interest Group، یک سازمان غیرانتفاعی، در حال حاضر در حال توسعه نسخه های جدید این اتوبوس است.

در حال حاضر، اتوبوس PCI Express به طور کامل جایگزین اتوبوس های قدیمی مانند AGP، PCI و PCI-X شده است. گذرگاه PCI Express در پایین مادربرد در حالت افقی قرار دارد.

تفاوت بین PCI Express و PCI چیست؟

PCI Express اتوبوسی است که حول گذرگاه PCI طراحی شده است. تفاوت اصلی بین PCI Express و PCI در سطح فیزیکی نهفته است. در حالی که PCI از یک گذرگاه معمولی استفاده می کند، PCI Express از توپولوژی ستاره استفاده می کند. هر دستگاه PCI Express با یک اتصال جداگانه به یک سوئیچ مشترک متصل می شود.

مدل نرم افزار PCI Express از بسیاری جهات از مدل PCI پیروی می کند. بنابراین، اکثر کنترل کننده های CI موجود را می توان به راحتی برای استفاده از گذرگاه PCI Express تغییر داد.

علاوه بر این، باس PCI Express از ویژگی‌های جدیدی مانند:

• دستگاه های اتصال داغ؛
• سرعت تضمین شده تبادل اطلاعات؛
• مدیریت مصرف انرژی؛
• کنترل یکپارچگی اطلاعات ارسالی؛

نحوه عملکرد اتوبوس PCI Express

اتوبوس PCI Express از یک اتصال سریال دو جهته برای اتصال دستگاه ها استفاده می کند. علاوه بر این، چنین اتصالی می تواند یک (x1) یا چندین (x2، x4، x8، x12، x16 و x32) خط جداگانه داشته باشد. هرچه از این خطوط بیشتر استفاده شود، سرعت انتقال داده توسط باس PCI Express بیشتر می شود. بسته به تعداد خطوط پشتیبانی شده، اندازه روی مادربرد متفاوت خواهد بود. شکاف هایی با یک خط (x1)، چهار (x4) و شانزده (x16) وجود دارد.

نمایش بصری اندازه اسلات PCI Express و PCI

علاوه بر این، هر دستگاه PCI Express می تواند در هر شکافی کار کند، اگر اسلات دارای خطوط یکسان یا بیشتر باشد. این به شما امکان می دهد یک کارت PCI Express با یک اسلات x1 در یک اسلات x16 روی مادربرد خود نصب کنید.

پهنای باند PCI Express به تعداد خطوط و نسخه اتوبوس بستگی دارد.

اگر نیاز به انتخاب کارت گرافیک دارید یا با ما تماس بگیرید و ما کمک خواهیم کرد!

در چارچوب این مقاله، رایج‌ترین دستگاه‌های PCI امروزی را بررسی می‌کنیم. چیست، و چه زمانی نمی توانید بدون آن انجام دهید، سوالات کلیدی این مطالب هستند. اگرچه این استاندارد به تدریج در حال تبدیل شدن به گذشته است، اما همچنان برای مدت طولانی مرتبط خواهد بود. در واقع می توان آن را مولد مدرن ترین رابط های YUSB و PCI-Express دانست که جایگزین آن شد.

مشخصات تایر

قبل از اینکه به این سوال پاسخ دهیم: "دستگاه های PCI: چه هستند و کجا استفاده می شوند؟"، بیایید ویژگی های این اتوبوس را در نظر بگیریم. این استاندارد راهپیمایی پیروزمندانه خود را در سال 1991 آغاز کرد. اولین پردازنده ای که می توانست به طور کامل با آن کار کند 80486 بود. کمی بعد، اولین پنتیوم ظاهر شد که پتانسیل آن را بیشتر آشکار کرد. از نظر فیزیکی، این مخفف گروهی از کانکتورهای لحیم شده روی مادربرد را پنهان می کند. یکی از میکرو مدارهای نصب شده بر روی آن وظیفه سازماندهی کار آنها را بر عهده دارد. مشخصات PCI به شرح زیر است:

• عمق بیت - 32/64 بیت.
• فرکانس کاری 33 یا 66 مگاهرتز است.
• حداکثر - 500 مگابایت بر ثانیه (برای نسخه 64 بیتی PCI 2.0).
• ولتاژ تغذیه 3.3 ولت (برای 32 بیت) یا 5 ولت (برای 64 بیت) است.

نکته مهم دیگری که آینده این استاندارد را از پیش تعیین کرد. اینتل آن را "باز" ​​کرد. یعنی هر توسعه‌دهنده‌ای می‌تواند در صورت تمایل، هر برد توسعه‌ای را که بدون هیچ مشکلی با این استاندارد کار کند، توسعه دهد.

چه دستگاه هایی را می توان نصب کرد

دستگاه های مختلفی را می توان در اسلات توسعه PCI نصب کرد. از جمله آنها عبارتند از:

• آداپتور گرافیک.
• کارت صدا.
• تیونر.
• تخته توسعه.
• کارت شبکه.

لیست بی پایان است. در اصل، این یک آنالوگ کامل از اتوبوس مدرن YUSB است، اما فقط با سرعت انتقال داده کمتر. حتی درایور دستگاه PCI نیز به همین روش نصب می شود. بسیاری از ایده‌هایی که در این اتوبوس قدیمی پیاده‌سازی شده‌اند، به استانداردهای مدرن‌تری تبدیل شده‌اند. تأثیر بسیار زیادی در توسعه بیشتر فناوری رایانه داشت.

آداپتورهای گرافیکی

برای نمایش تصویر گرافیکی از یک کارت گرافیک PCI استفاده شده است. در یک زمان، این اجازه داد تا عملکرد سیستم های کامپیوتری به طور قابل توجهی افزایش یابد و پتانسیل پردازنده های 80486 و اولین پنتیوم ها کاملاً آزاد شود.

اما زمان ثابت نمی ماند. آنچه در آن زمان تبدیل به یک تصمیم انقلابی شد، اکنون هم از نظر اخلاقی و هم از نظر فیزیکی منسوخ شده است. تا سال 1997، این شتاب دهنده های گرافیکی مشابهی نداشتند. بنابراین، آنها را می توان در هر رایانه شخصی یافت. و تنها با ظاهر شدن روی مادربرد، چنین آداپتورهایی کف دست عملکرد خود را نسبت به راه حل های گرافیکی جدید از دست دادند.

امروزه کارت های گرافیک PCI نادر هستند. فقط در رایانه های شخصی بسیار قدیمی یافت می شود. می توانیم بگوییم که این قبلاً یک نابهنگاری است. عملکرد آنها فقط برای حل ساده ترین کارها - تایپ کردن، کار با و مشاهده تصاویر کافی است. اما با برنامه های پیچیده تر، مطمئناً مشکلاتی پیش خواهد آمد و در این صورت بهتر است آنها را راه اندازی نکنید.

کارت صدا

کارت صدا نیز نوعی دستگاه PCI است. چیست؟ پاسخ به این سوال کاملا ساده است. تا سال 1997 هیچ آداپتور صدای یکپارچه ای روی مادربردها وجود نداشت. بنابراین، فقط از چنین دستگاه هایی برای سازماندهی سیستم صوتی استفاده شد. از یک طرف، چنین تخته ای برای نصب در یک شکاف توسعه مجهز به یک رابط "کلاسیک" بود. پنل رابط آن در پشت واحد سیستم نمایش داده شد.

از یک پیچ برای محکم کردن داخل کامپیوتر استفاده شد. کیفیت صدای آنها بسیار مورد نظر باقی مانده است. اما باز هم پیشرفتی بود که نباید دست کم گرفت. نصب چنین دستگاه هایی بود که قبلاً اجازه می داد هر رایانه ای را به یک مرکز چند رسانه ای واقعی تبدیل کند. می توان با چنین کامپیوتری به موسیقی گوش داد، فیلم تماشا کرد و بازی کرد.

تیونرها

یکی دیگر از دستگاه های مهم برای این اتوبوس تیونر است. چنین کنترل کننده PCI به شما امکان می دهد برنامه های تلویزیونی را تماشا کنید و به رادیو گوش دهید. برای اطمینان از عملکرد چنین بردی، اتصال آنتن خارجی به آن ضروری است. در غیر این صورت، کیفیت سیگنال دریافتی دور از ایده آل خواهد بود.

علاوه بر این، یک کنترل از راه دور همراه با تیونر قرار داده شده است. این امکان تبدیل کامپیوتر به یک تلویزیون واقعی را فراهم کرد. این عمل گسترده نشد، اما همچنان مواردی وجود داشت که انجام آن بدون چنین دانش غیرممکن بود. به عنوان مثال، چنین تصمیمی این امکان را برای یک فرد پرمشغله فراهم می کند که در جریان رویدادها باشد.

مودم

یکی از ویژگی های مهم کامپیوترهای قدیمی مودم است. با کمک آن، امکان اتصال زودتر به اینترنت وجود داشت. اکثر این دستگاه ها داخلی بودند، یعنی در یک اسلات PCI نصب می شدند. اکنون آنها با موفقیت از این بخش بیرون رانده شده اند، اگرچه هنوز مناطقی وجود دارد که آنها هیچ جایگزینی ندارند. یکی از آنها سیستم مشتری-بانک است که اغلب در حسابداری یافت می شود. حسابدار با کمک آن می تواند وضعیت حساب های شرکت را رصد کرده و در صورت لزوم پرداخت ها را انجام دهد.

تخته توسعه

اغلب می توانید دستگاه زیر را پیدا کنید: "کنترل کننده ارتباطات ساده PCI". یک تابلوی توسعه پشت این عبارت پنهان شده است. این امکان را به شما می دهد تا تعداد پورت های اتصال یا هارد دیسک را افزایش دهید. یعنی چنین دستگاهی در شکاف توسعه مادربرد نصب شده است و از بیرون مجهز به کانکتورهای YUSB، KOM یا LPT است. حدود 5 سال پیش، این امکان را فراهم کرد تا تعداد دستگاه های جانبی متصل به طور قابل توجهی افزایش یابد. اکنون تعداد پورت های مادربرد به میزان قابل توجهی افزایش یافته است و نیاز به نصب چنین کنترلرهایی به سادگی از بین رفته است.

عواقب

در این مطالب به این سوال پاسخ داده شد: "دستگاه های PCI - چه هستند و کجا استفاده می شوند؟"

همانطور که می بینید، این طیف نسبتاً گسترده ای از دستگاه ها است که به شما امکان می دهد رایانه خود را به یک مرکز سرگرمی واقعی تبدیل کنید. حداقل این گفته تا همین اواخر درست بود. اکنون وضعیت کمی تغییر کرده است. اجزای بیشتر و بیشتری مستقیماً در خود پردازنده یا روی مادربرد ادغام می شوند. بنابراین، نیاز به آنها از بین می رود. همچنین می توانید سایر دستگاه های پل PCI را پیدا کنید، به عنوان مثال، یک کارت شبکه که به رایانه ها اجازه می دهد به یک شبکه محلی متصل شوند. تنها وسیله ای که هنوز جایگزین شایسته ای ندارد، تیونر برای دریافت برنامه های تلویزیونی و گوش دادن به رادیو است. اما در حال حاضر در این بخش آنالوگ های فشرده YUSB شروع به ظاهر شدن کردند. به طور کلی، استاندارد PCI به تدریج در حال تبدیل شدن به یک چیز گذشته است، اما همچنان برای مدت طولانی در بازار وجود خواهد داشت.

HighPoint RocketRAID 2320: دومین کنترلر SATA II RAID در آزمایشگاه ما با رابط PCIe.

رابط PCI Express (PCIe) حدود یک سال و نیم است که در بازار وجود دارد، اما هنوز در بیشتر موارد به عنوان یک رابط کارت گرافیک جدید شناخته می شود. مادربردهای رومیزی با پشتیبانی از PCI Express اسلات های اضافی را با این رابط ارائه می دهند، اما امروزه به ندرت از آنها استفاده می شود. در واقع، مانند نسخه هایی با پهنای باند بالاتر روی مادربردها برای سرورها و ایستگاه های کاری.

در حالی که PCI Express x16 از نظر تئوری می‌تواند پهنای باند بیشتری نسبت به PCI-X 533 ارائه دهد (8 گیگابایت در ثانیه در مقابل 4.26 گیگابایت در ثانیه)، مهم است که تأکید کنیم که PCIe جایگزین PCI-X نبود، بلکه برای رابط‌های اتوبوس قدیمی‌تر طراحی شده بود. هدف PCIe جایگزینی رابط گرافیکی AGP به دلایل بازاریابی و همچنین هموار کردن راه برای استفاده از دو کارت گرافیک بود. و گذرگاه PCI موازی 32 بیتی قدیمی نیز نیاز به تعویض داشت. PCI از نظر مدرن به سختی گذرگاه خوبی است: پهنای باند نسبتاً کمی را ارائه می دهد، که علاوه بر این، در بین تمام دستگاه های PCI مشترک است. فناوری‌های مدرن - مانند اترنت گیگابیتی، تجهیزات جانبی با کیفیت بالا و کنترل‌کننده‌های ذخیره‌سازی - به پهنای باند بالاتری نیاز دارند.

بیایید به انتهای PCI Express برسیم: این رابط لزوما سریعتر از PCI-X نیست، اما ساده تر است و پهنای باند را به طور جداگانه برای هر دستگاه ارائه می دهد. به همین دلیل است که امروزه چیپست های سرور/ایستگاه کاری بیشتری با پشتیبانی PCI Express در حال ظهور هستند: اختصاص پهنای باند به هر دستگاه بسیار وسوسه انگیز است.

یکی از برنامه های ممکن را می توان بلافاصله کنترل کننده های شبکه و ذخیره سازی نامید، زیرا مدت طولانی است که از "تنگی" رابط رنج می برند. قابل درک است که ساخت یک محیط آزمایشی اترنت 10 گیگابیت در ثانیه دشوارتر از استفاده از کنترلرهای ذخیره سازی است. بنابراین، ما RAID را برای آزمایش انتخاب کردیم.

ما دو آخرین کنترلر HighPoint Serial ATA II RAID RocketRAID، مدل‌های 2220 و 2320 را انتخاب کردیم، زیرا آنها بر اساس یک فناوری هستند و فقط از نظر رابط متفاوت هستند. 2220 یک مدل PCI-X است و 2320 از رابط x4 PCI Express استفاده می کند.

PCI-X نسخه اصلاح شده قابل توجهی از گذرگاه موازی اتصال اجزای محیطی (PCI) است. این بر اساس یک توپولوژی اتوبوس کلاسیک است و نیاز به تعداد زیادی خط / پین برای اتصال دارد. همانطور که در بالا ذکر کردیم، پهنای باند موجود بین همه دستگاه ها مشترک است.

برخلاف PCI معمولی در رایانه شما که 32 بیت عرض دارد، PCI-X یک گذرگاه 64 بیتی است. در نتیجه، پهنای باند به طور خودکار دو برابر می شود، مانند تعداد آهنگ ها / پین ها و اندازه شکاف. اما هر چیز دیگری، از جمله پروتکل‌های انتقال، سیگنال‌ها و انواع رابط‌ها، سازگار با عقب هستند. یعنی می توان یک کارت PCI 32 بیتی (3.3 ولت) در اسلات PCI-X نصب کرد. علاوه بر این، بسیاری از کارت‌های 64 بیتی PCI-X می‌توانند در اسلات‌های PCI 32 بیتی اجرا شوند، اما البته با پهنای باند به‌طور قابل توجهی کاهش یافته است.

اما حتی این گسترش گذرگاه هنوز پهنای باند کافی را برای کنترلرهای حرفه ای SCSI، iSCSI، کانال فیبر، اترنت 10 گیگابیت بر ثانیه، InfiniBand و دیگران فراهم نمی کند. بنابراین، PCI-SIG (گروه علاقه خاص) چندین درجه بندی سرعت را به مشخصات اضافه کرد، از PCI-X 66 (Rev. 1.0b) تا PCI-X 533 (Rev. 2.0). برای جزئیات به جدول زیر مراجعه کنید.

همانطور که می بینید، پس از رسیدن به 133 مگاهرتز با PCI-X 133، سرعت کلاک دیگر افزایش پیدا نکرد. برای ارائه پهنای باند بالاتر، از دو فناوری استفاده شده است که احتمالاً از قبل با گذرگاه های حافظه و FSB آشنا هستید. PCI-X 266 به فناوری Double Data Rate متکی است، که در آن داده ها در یک ساعت در حال سقوط و افزایش ارسال می شوند. PCI-X 533 حتی فراتر رفته و از Quad Data Rate استفاده می کند. اینتل مدت زیادی است که از این فناوری برای FSB برای پردازنده های Pentium 4 و Xeon استفاده می کند.

اسلات های عریض سمت چپ گذرگاه 64 بیتی PCI-X هستند.

منبع: ارائه PCI-SIG PCI-X 2.0.

همانطور که در بالا ذکر کردیم، کل پهنای باند با حداکثر 4.26 گیگابایت بر ثانیه در بین تمام دستگاه های متصل به گذرگاه مشترک است. علاوه بر این، اگر دستگاهی قادر به کار با سرعت کلاک بالا نباشد، سیستم سرعت اتوبوس را به کمترین مقدار کلی کاهش می دهد، تا 33 مگاهرتز. با این حال، این بهایی است که باید برای سازگاری پرداخت. اما مشکل را می توان با پیاده سازی بیش از یک پل PCI-X بر روی مادربرد حل کرد. محصولات با این قابلیت توسط تمامی سازندگان حرفه ای از جمله شرکت هایی مانند ایسوس، سوپرمیکرو و تایان ارائه می شود.

سازگاری به عقب یک مزیت بزرگ برای PCI-X است. مدیران می خواهند کاملاً مطمئن باشند که سخت افزار جدید به درستی کار می کند. به همین دلیل است که معرفی فناوری های جدید در بازار سرورها و ایستگاه های کاری چندان سریع نیست. چرا باید با فناوری خداحافظی کرد در حالی که این فناوری سازگار با عقب است، عملکرد کافی را ارائه می دهد و پایه سخت افزاری بزرگی دارد؟ بعید به نظر می رسد که این وضعیت در آینده تغییر کند، زیرا گروه PCI-SIG در حال حاضر روی استاندارد PCI-X 1066 کار می کند. این یک بار دیگر پهنای باند را دو برابر می کند و علاوه بر این، ویژگی های جدیدی مانند فشرده سازی داده ها را دریافت می کند. fly"، مسیرهای بازگشتی خودکار و محافظت در برابر شکست. علاوه بر این، پشتیبانی از انتقال هم زمان ممکن است ظاهر شود، اما پس از آن باید سازگاری با PCI معمولی را کنار بگذارید.

استاندارد PCI Express یکی از پایه های کامپیوترهای مدرن است. اسلات‌های PCI Express مدت‌هاست که جای ثابتی را در هر مادربرد در رایانه رومیزی اشغال کرده‌اند و جایگزین استانداردهای دیگری مانند PCI شده‌اند. اما حتی استاندارد PCI Express نیز انواع و الگوهای اتصال متفاوت خود را دارد. در مادربردهای جدید، از حدود سال 2010، می‌توانید پراکندگی کاملی از پورت‌ها را روی یک مادربرد مشاهده کنید. PCIEیا PCI-E، که می تواند در تعداد خطوط متفاوت باشد: یک x1 یا چندین x2، x4، x8، x12، x16 و x32.

بنابراین بیایید دریابیم که چرا چنین سردرگمی در درگاه به ظاهر ساده PCI Express محیطی وجود دارد. و هدف از هر استاندارد PCI Express x2، x4، x8، x12، x16 و x32 چیست؟

اتوبوس PCI Express چیست؟

در دهه 2000 دور، زمانی که استاندارد قدیمی PCI (گسترش - اتصال قطعات جانبی) به PCI Express اتفاق افتاد، دومی یک مزیت بزرگ داشت: به جای یک گذرگاه سریال که PCI بود، یک گذرگاه دسترسی نقطه به نقطه بود. استفاده شده. این بدان معناست که هر پورت PCI جداگانه و کارت های نصب شده در آن می توانند از حداکثر پهنای باند بدون تداخل با یکدیگر استفاده کنند، همانطور که در هنگام اتصال به PCI این کار را انجام داد. در آن روزها، تعداد دستگاه‌های جانبی وارد شده در کارت‌های توسعه فراوان بود. کارت‌های شبکه، کارت‌های صوتی، تیونرهای تلویزیون و غیره - همه به مقدار مناسبی از منابع رایانه شخصی نیاز دارند. اما برخلاف استاندارد PCI که از یک گذرگاه مشترک برای انتقال داده با چندین دستگاه متصل به صورت موازی استفاده می‌کرد، PCI Express، وقتی به طور کلی مشاهده می‌شود، یک شبکه بسته با توپولوژی ستاره است.

PCI Express x16، PCI Express x1 و PCI روی یک کارت

به زبان ساده، کامپیوتر رومیزی خود را به عنوان یک فروشگاه کوچک با یک یا دو فروشنده تصور کنید. استاندارد قدیمی PCI مانند یک فروشگاه مواد غذایی بود: همه در یک صف منتظر می ماندند تا به آنها خدمات داده شود و با یک فروشنده محدود در پیشخوان مشکلات سرعت را تجربه می کردند. PCI-E بیشتر شبیه یک هایپرمارکت است: هر مشتری مسیر شخصی خود را برای خرید مواد غذایی دنبال می کند و چندین صندوقدار سفارش را در صندوق تحویل می گیرند.

بدیهی است که یک هایپر مارکت از نظر سرعت خدمات چندین برابر یک فروشگاه معمولی سریعتر است، زیرا فروشگاه قادر به پرداخت پهنای باند بیش از یک فروشنده با یک بار فروش نیست.

همچنین با خطوط داده اختصاصی برای هر کارت توسعه یا اجزای داخلی مادربرد.

تأثیر تعداد خطوط بر توان عملیاتی

اکنون، برای گسترش استعاره فروشگاه به هایپرمارکت خود، تصور کنید که هر بخش از هایپر مارکت صندوق‌داران خاص خود را دارد که فقط برای آنها رزرو شده است. اینجاست که ایده خطوط انتقال داده های متعدد مطرح می شود.

PCI-E از زمان آغاز به کار تغییرات زیادی را پشت سر گذاشته است. در حال حاضر، مادربردهای جدید معمولاً از نسخه 3 استاندارد استفاده می کنند، با نسخه سریعتر 4 رایج تر شده است و نسخه 5 در سال 2019 پیش بینی می شود. اما نسخه های مختلف از اتصالات فیزیکی یکسانی استفاده می کنند و این اتصالات را می توان در چهار اندازه اصلی x1، x4، x8 و x16 ایجاد کرد. (پورت های x32 وجود دارند، اما در مادربردهای رایانه های معمولی بسیار نادر هستند).

اندازه‌های فیزیکی مختلف پورت‌های PCI-Express به آنها اجازه می‌دهد که به وضوح بر اساس تعداد اتصالات همزمان به مادربرد تقسیم شوند: هر چه پورت از نظر فیزیکی بزرگ‌تر باشد، حداکثر اتصالات بیشتری را می‌تواند به کارت منتقل کند یا برعکس. این ترکیبات نیز نامیده می شوند خطوط... یک خط را می توان به عنوان یک مسیر متشکل از دو جفت سیگنال در نظر گرفت: یکی برای ارسال داده و دیگری برای دریافت.

نسخه‌های مختلف استاندارد PCI-E سرعت‌های متفاوتی را در هر مسیر ممکن می‌سازد. اما به طور کلی، هرچه خطوط بیشتری روی یک پورت PCI-E وجود داشته باشد، داده‌های سریع‌تری می‌توانند بین دستگاه جانبی و بقیه کامپیوتر جریان داشته باشند.

بازگشت به استعاره ما: اگر در مورد یک فروشنده در یک فروشگاه صحبت می کنیم، نوار x1 تنها فروشنده ای خواهد بود که به یک مشتری خدمات ارائه می دهد. فروشگاه با 4 صندوقدار قبلاً 4 خط دارد x4... و به همین ترتیب، می توانید صندوقداران را با تعداد خطوط، ضرب در 2 توصیف کنید.

کارت های مختلف PCI Express

انواع دستگاه با استفاده از PCI Express x2، x4، x8، x12، x16 و x32

برای نسخه PCI Express 3.0، حداکثر سرعت کل انتقال داده 8 GT / s است. در واقعیت، سرعت نسخه PCI-E 3 کمی کمتر از یک گیگابایت در ثانیه در هر خط است.

بنابراین، دستگاهی که از پورت PCI-E x1 مانند کارت صدای کم مصرف یا آنتن Wi-Fi استفاده می کند، قادر خواهد بود داده ها را با حداکثر سرعت ۱ گیگابیت بر ثانیه انتقال دهد.

کارتی که از نظر فیزیکی در یک شکاف بزرگتر قرار می گیرد - x4یا x8به عنوان مثال، یک کارت توسعه USB 3.0 می تواند داده ها را به ترتیب چهار یا هشت برابر سریعتر منتقل کند.

سرعت انتقال پورت های PCI-E x16 از نظر تئوری با حداکثر پهنای باند حدود 15 گیگابیت بر ثانیه محدود شده است. این در سال 2017 برای تمام کارت های گرافیک مدرن توسعه یافته توسط NVIDIA و AMD بیش از اندازه کافی است.

اکثر کارت های گرافیک مجزا از اسلات PCI-E x16 استفاده می کنند

PCI Express 4.0 به شما امکان استفاده از 16 GT / s را می دهد و PCI Express 5.0 از 32 GT / s استفاده می کند.

اما در حال حاضر هیچ مؤلفه ای وجود ندارد که بتواند از این تعداد خطوط با حداکثر پهنای باند استفاده کند. کارت های گرافیک پیشرفته مدرن معمولا از استاندارد x16 PCI Express 3.0 استفاده می کنند. استفاده از خطوط مشابه برای کارت شبکه ای که فقط از یک خط در پورت x16 استفاده می کند، منطقی نیست، زیرا پورت اترنت فقط می تواند داده ها را تا حداکثر یک گیگابیت در ثانیه (که حدود یک هشتم پهنای باند است) منتقل کند. از یک خط PCI-E - به یاد داشته باشید: هشت بیت در یک بایت).

شما می‌توانید SSD‌های PCI-E را در بازار پیدا کنید که از پورت x4 پشتیبانی می‌کنند، اما به نظر می‌رسد که به زودی جایگزین استاندارد جدید M.2 می‌شوند. برای درایوهای حالت جامد که می توانند از گذرگاه PCI-E نیز استفاده کنند. NIC های پیشرفته و سخت افزارهای علاقه مند مانند کنترلرهای RAID از ترکیبی از فرمت های x4 و x8 استفاده می کنند.

اندازه پورت و خط PCI-E ممکن است متفاوت باشد

این یکی از گیج‌کننده‌ترین وظایف PCI-E است: یک پورت را می‌توان در فرم فاکتور x16 ساخت، اما پهنای باند کافی برای انتقال داده‌ها را ندارد، به عنوان مثال، فقط x4. این به این دلیل است که اگرچه PCI-E می تواند تعداد نامحدودی از اتصالات فردی را حمل کند، هنوز محدودیت عملی در پهنای باند چیپست وجود دارد. مادربردهای ارزان‌تر با چیپ‌ست‌های مقرون‌به‌صرفه‌تر ممکن است فقط یک اسلات x8 داشته باشند، حتی اگر این اسلات از نظر فیزیکی یک کارت x16 را در خود جای دهد.

علاوه بر این، مادربردهایی که گیمرها را هدف قرار می دهند دارای حداکثر چهار اسلات کامل PCI-E با x16 و همان تعداد خطوط برای حداکثر پهنای باند هستند.

بدیهی است که این می تواند مشکلاتی ایجاد کند. اگر مادربرد دارای دو اسلات x16 باشد، اما یکی از آنها فقط نوار x4 داشته باشد، اتصال یک کارت گرافیک جدید عملکرد اولی را تا 75 درصد کاهش می دهد. البته این فقط یک نتیجه نظری است. معماری مادربردها به گونه ای است که شاهد افت عملکرد چشمگیری نخواهید بود.

پیکربندی صحیح دو کارت گرافیک باید دقیقاً از دو اسلات x16 استفاده کند اگر حداکثر راحتی را از پشت سر هم دو کارت گرافیک می‌خواهید. برای اینکه بفهمید یک اسلات خاص چند خط روی مادربرد شما دارد، دفترچه راهنمای دفتر کمک خواهد کرد. وب سایت سازنده

گاهی اوقات سازندگان حتی تعداد خطوط روی PCB مادربرد را در کنار شکاف علامت گذاری می کنند

توجه داشته باشید که یک کارت x1 یا x4 کوتاه‌تر می‌تواند از نظر فیزیکی در یک اسلات x8 یا x16 طولانی‌تر قرار بگیرد. پیکربندی تماس کنتاکت های الکتریکی این امکان را فراهم می کند. طبیعتاً اگر کارت از نظر فیزیکی بزرگتر از اسلات باشد، درج کردن آن کار نخواهد کرد.

بنابراین، به یاد داشته باشید، هنگام خرید کارت های توسعه یا ارتقاء کارت های فعلی، همیشه باید اندازه اسلات PCI Express و تعداد خطوط مورد نیاز را به خاطر بسپارید.