Standard PCI Express jest jednym z podstawowych elementów współczesnych komputerów, z gniazdem w mniej więcej każdym komputerze stacjonarnym wyprodukowanym w ciągu ostatniej dekady. Jednak natura połączenia jest nieco mglista: na nowym komputerze można zobaczyć pół tuzina portów w trzech lub czterech różnych rozmiarach, wszystkie oznaczone jako „PCIE” lub PCI-E ”. Skąd więc zamieszanie i których z nich możesz faktycznie użyć?
Zrozumienie magistrali PCI Express
Jako uaktualnienie do oryginalnego systemu PCI (Peripheral Component Interconnect), PCI Express miał jedną ogromną zaletę, kiedy został pierwotnie opracowany na początku 2000 roku: wykorzystywał magistralę dostępu punkt-punkt zamiast magistrali szeregowej. Oznaczało to, że każdy pojedynczy port PCI i zainstalowane w nim karty mogły w pełni wykorzystać swoją maksymalną prędkość, bez zapychania wielu kart lub rozszerzeń w jednej magistrali.
Mówiąc prościej, wyobraź sobie swój komputer stacjonarny jako restaurację. Stary standard PCI był jak delikatesy, wszyscy czekali w jednej kolejce na obsłużenie, a szybkość obsługi była ograniczona przez jedną osobę przy kasie. PCI-E bardziej przypomina bar, w którym każdy klient siedzi na wyznaczonym miejscu, a wielu barmanów przyjmuje zamówienia od wszystkich na raz. (OK, więc nigdy nie jest możliwe natychmiastowe pozyskanie barmana do każdego patrona, ale udawajmy, że to naprawdę świetny bar). Dzięki dedykowanym ścieżkom danych dla każdej karty rozszerzeń lub urządzenia peryferyjnego cały komputer ma szybszy dostęp do komponentów i akcesoriów.
Teraz, aby rozszerzyć naszą metaforę deli / bar, wyobraź sobie, że niektóre z tych miejsc mają wielu barmanów zarezerwowanych tylko dla nich. W tym miejscu pojawia się idea wielu pasów ruchu.
Życie na szybkich pasach
PCI-E przeszedł wiele zmian od samego początku; Obecnie nowe płyty główne zazwyczaj korzystają z wersji 3 standardu, przy czym szybsza wersja 4 staje się coraz bardziej popularna, a wersja 5 ma trafić w 2019 roku. Jednak wszystkie wersje używają tych samych połączeń fizycznych, a połączenia te mogą mieć cztery podstawowe rozmiary : x1, x4, x8 i x16. (Porty x32 istnieją, ale są niezwykle rzadkie i generalnie niewidoczne na sprzęcie konsumenckim).
Różne rozmiary fizyczne pozwalają na różną liczbę jednoczesnych połączeń pinów danych z płytą główną: im większy port, tym więcej maksymalnych połączeń na karcie i porcie. Połączenia te są potocznie nazywane „ścieżkami”, przy czym każda linia PCI-E składa się z dwóch par sygnalizacyjnych, jednej do wysyłania danych, a drugiej do odbierania danych. Różne wersje standardu PCI-E pozwalają na różne prędkości na każdym torze. Ale ogólnie rzecz biorąc, im więcej jest linii na jednym porcie PCI-E i podłączonej do niego karcie, tym szybciej dane mogą przepływać między urządzeniem peryferyjnym a resztą systemu komputerowego.
Wracając do naszej metafory barowej: jeśli wyobrazisz sobie każdego klienta siedzącego przy barze jako urządzenie PCI-E, to pas x1 byłby pojedynczym barmanem obsługującym jednego klienta. Ale klient siedzący na przypisanym miejscu „x4” musiałby to zrobić cztery barmani przynoszący mu napoje i jedzenie, a miejsce „x8” będzie miało ośmiu barmanów tylko do jej drinków, a ten na miejscu „x16” będzie miał szesnastu barmanów tylko dla niego. A teraz przestaniemy mówić o barach i barmanach, ponieważ naszym biednym, metaforycznym pijakom grozi zatrucie alkoholowe.
Jakie urządzenia peryferyjne używają których portów?
W przypadku standardowej wersji 3.0 PCI Express maksymalna szybkość transmisji danych na linię wynosi osiem gigatransferów, co oznacza „wszystkie dane i obciążenie elektroniczne naraz”. W prawdziwym świecie prędkość PCI-E w wersji 3 wynosi nieco mniej niż jeden gigabajt na sekundę na linię.
ZWIĄZANE Z: Czy teraz jest dobry moment na zakup nowej karty graficznej NVIDIA lub AMD?
Tak więc urządzenie korzystające z portu PCI-E x1, takie jak karta dźwiękowa o niskim poborze mocy lub antena Wi-Fi, może przesyłać dane do reszty komputera z szybkością około 1 GB / s. Karta, która wbija się do fizycznie większego gniazda x4 lub x8, jak karta rozszerzeń USB 3.0, może przesyłać dane cztery lub osiem razy szybciej - i musiałaby to zrobić, gdyby więcej niż dwa z tych portów USB były używane maksymalnie Szybkość transmisji. Porty PCI-E x16, z teoretycznym maksimum około 15 GB / sw wersji 3.0, są używane dla prawie wszystkich nowoczesne karty graficzne zaprojektowane przez NVIDIA i AMD .
ZWIĄZANE Z: Co to jest gniazdo rozszerzeń M.2 i jak z niego korzystać?
Nie ma żadnych ustalonych wytycznych, dla których karty rozszerzeń będą używać określonej liczby pasów. Karty graficzne zwykle używają x16 tylko ze względu na maksymalny transfer danych, ale oczywiście nie potrzebujesz karty sieciowej do korzystania z portu x16 i szesnastu pełnych pasów, gdy port Ethernet jest w stanie przesyłać dane tylko z prędkością jednego gigabita na sekundę ( około jednej ósmej przepustowości jednego toru PCI-E - pamiętaj, osiem bitów na bajt). Istnieje niewielka liczba dysków półprzewodnikowych montowanych na magistrali PCI-E, które preferują port x4, ale wydaje się, że zostały one szybko wyprzedzone przez nowy standard M.2, który może również wykorzystywać magistralę PCI-E . Wysokiej klasy karty sieciowe i sprzęt dla entuzjastów, taki jak adaptery i kontrolery RAID, używają kombinacji formatów x4 i x8.
Pamiętaj: rozmiar portu PCI-E i ścieżki mogą różnić się od siebie
ZWIĄZANE Z: Co to jest „chipset” i dlaczego powinno mnie to obchodzić?
Oto jedna z bardziej zagmatwanych części konfiguracji PCI-E: port może mieć rozmiar karty x16, ale ma wystarczającą ilość pasów danych tylko na coś znacznie mniej szybkiego, na przykład x4. Dzieje się tak, ponieważ chociaż PCI-E może pomieścić w zasadzie nieograniczoną liczbę indywidualnych połączeń, nadal istnieje praktyczne ograniczenie przepustowości pasma chipsetu. Tańsze płyty główne z bardziej budżetowymi chipsetami mogą mieć tylko jeden slot x8, nawet jeśli ten slot może fizycznie pomieścić kartę x16. W międzyczasie płyty główne dla graczy będą zawierać do czterech pełnowymiarowych gniazd PCI-E x16 i x16-pasmowych, aby zapewnić maksymalną kompatybilność z GPU. (Omówiliśmy to bardziej szczegółowo tutaj .)
Oczywiście może to powodować problemy. Jeśli twoja płyta główna ma dwa gniazda o rozmiarze x16, ale jeden z nich ma tylko linie x4, podłączenie nowej, fantazyjnej karty graficznej do niewłaściwego gniazda może obniżyć wydajność o 75%. To oczywiście wynik teoretyczny: architektura płyt głównych oznacza, że nie zobaczysz tak dramatycznego spadku. Chodzi o to, że właściwa karta musi trafić do odpowiedniego gniazda.
Na szczęście pojemność poszczególnych gniazd PCI jest ogólnie opisana w instrukcji komputera lub płyty głównej, z ilustracją, które gniazdo ma określoną pojemność. Jeśli nie masz instrukcji, liczba pasów jest ogólnie zapisana na PCB płyty głównej obok portu, na przykład:
Również krótsza karta x1 lub x4 może fizycznie zmieścić się w dłuższym gnieździe x8 lub x16 : początkowa konfiguracja pinów styków elektrycznych zapewnia zgodność. Karta może być trochę poluzowana fizycznie, ale po wkręceniu na miejsce w gniazdach rozszerzeń w obudowie komputera jest bardziej niż odpowiednio wytrzymała. Oczywiście, jeśli styki karty są fizycznie większe niż gniazdo, nie można jej włożyć.
Pamiętaj więc, że kupując karty rozszerzeń lub aktualizacji do gniazd PCI Express, musisz mieć na uwadze zarówno rozmiar, jak i przepustowość dostępnych portów.
