มาตรฐาน PCI Express เป็นหนึ่งในวัตถุดิบหลักของการประมวลผลสมัยใหม่โดยมีสล็อตบนคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปทุกเครื่องที่ผลิตในทศวรรษที่ผ่านมาไม่มากก็น้อย แต่ลักษณะของการเชื่อมต่อนั้นค่อนข้างคลุมเครือ: ในพีซีเครื่องใหม่คุณอาจเห็นพอร์ตครึ่งโหลในขนาดที่แตกต่างกันสามหรือสี่ขนาดโดยมีป้ายกำกับว่า "PCIE" หรือ PCI-E " เหตุใดจึงเกิดความสับสนและสิ่งที่คุณสามารถใช้ได้จริง?
การทำความเข้าใจ PCI Express Bus
ในการอัพเกรดเป็นระบบ PCI (Peripheral Component Interconnect) ดั้งเดิม PCI Express มีข้อได้เปรียบอย่างมากอย่างหนึ่งเมื่อได้รับการพัฒนาครั้งแรกในช่วงต้นทศวรรษ 2000 นั่นคือใช้บัสแบบจุดต่อจุดแทนบัสอนุกรม นั่นหมายความว่าพอร์ต PCI แต่ละพอร์ตและการ์ดที่ติดตั้งสามารถใช้ประโยชน์จากความเร็วสูงสุดได้อย่างเต็มที่โดยที่การ์ดหลายตัวหรือส่วนขยายจะอุดตันในบัสเดียว
ในแง่ของคนธรรมดาลองนึกภาพพีซีเดสก์ท็อปของคุณเป็นร้านอาหาร มาตรฐาน PCI แบบเก่าเป็นเหมือนอาหารสำเร็จรูปทุกคนต้องรอในบรรทัดเดียวเพื่อรับบริการด้วยความเร็วในการให้บริการที่ จำกัด โดยบุคคลเพียงคนเดียวที่เคาน์เตอร์ PCI-E เปรียบเสมือนบาร์ผู้มีพระคุณทุกคนนั่งลงในที่นั่งที่ได้รับมอบหมายโดยมีบาร์เทนเดอร์หลายคนคอยสั่งทุกคนพร้อมกัน (โอเคดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้เลยที่จะหาบาร์เทนเดอร์ให้กับผู้มีพระคุณทุกคนในทันที แต่สมมติว่านี่เป็นแถบที่ยอดเยี่ยมจริงๆ) ด้วยช่องทางข้อมูลเฉพาะสำหรับการ์ดส่วนขยายหรืออุปกรณ์ต่อพ่วงแต่ละเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งเครื่องจึงสามารถเข้าถึงส่วนประกอบและอุปกรณ์เสริมได้เร็วขึ้น
ตอนนี้เพื่อขยายคำเปรียบเทียบเดลี่ / บาร์ของเราลองนึกดูว่าที่นั่งเหล่านั้นบางส่วนมีบาร์เทนเดอร์หลายคนที่สงวนไว้สำหรับพวกเขาเท่านั้น นั่นคือจุดเริ่มต้นของแนวคิดเรื่องหลายเลน
ชีวิตในช่องทางที่รวดเร็ว
PCI-E ได้ผ่านการแก้ไขหลายครั้งตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง ปัจจุบันมาเธอร์บอร์ดรุ่นใหม่โดยทั่วไปจะใช้เวอร์ชัน 3 ของมาตรฐานโดยเวอร์ชัน 4 ที่เร็วขึ้นจะกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นและเวอร์ชัน 5 คาดว่าจะได้รับความนิยมในปี 2019 แต่การแก้ไขที่แตกต่างกันทั้งหมดใช้การเชื่อมต่อทางกายภาพเดียวกันและการเชื่อมต่อเหล่านั้นมีสี่ขนาดหลัก : x1, x4, x8 และ x16 (มีพอร์ต x32 แต่หายากมากและโดยทั่วไปไม่เห็นบนฮาร์ดแวร์สำหรับผู้บริโภค)
ขนาดทางกายภาพที่แตกต่างกันช่วยให้สามารถเชื่อมต่อพินข้อมูลพร้อมกันกับเมนบอร์ดได้หลายหมายเลข: พอร์ตที่ใหญ่ขึ้นการเชื่อมต่อสูงสุดบนการ์ดและพอร์ต การเชื่อมต่อเหล่านี้เรียกว่า "เลน" โดยแต่ละเลน PCI-E ประกอบด้วยคู่สัญญาณสองคู่คู่หนึ่งสำหรับส่งข้อมูลและอีกคู่หนึ่งสำหรับรับข้อมูล การปรับปรุงมาตรฐาน PCI-E ที่แตกต่างกันทำให้มีความเร็วที่แตกต่างกันในแต่ละเลน แต่โดยทั่วไปแล้วยิ่งมีพอร์ต PCI-E พอร์ตเดียวและการ์ดเชื่อมต่อมากเท่าไหร่ข้อมูลก็จะไหลระหว่างอุปกรณ์ต่อพ่วงและส่วนที่เหลือของระบบคอมพิวเตอร์ได้เร็วขึ้น
ย้อนกลับไปที่การเปรียบเทียบบาร์ของเรา: ถ้าคุณจินตนาการว่าผู้มีพระคุณแต่ละคนนั่งอยู่ที่บาร์เป็นอุปกรณ์ PCI-E เลน x1 จะเป็นบาร์เทนเดอร์คนเดียวที่ให้บริการลูกค้ารายเดียว แต่ผู้มีพระคุณที่นั่งอยู่ในที่นั่ง "x4" ที่ได้รับมอบหมายจะมี สี่ บาร์เทนเดอร์ดึงเครื่องดื่มและอาหารมาให้เขาและที่นั่ง“ x8” จะมีบาร์เทนเดอร์แปดคนสำหรับเครื่องดื่มของเธอเท่านั้นและที่นั่งใน“ x16” จะมีบาร์เทนเดอร์สิบหกคน และตอนนี้เราจะเลิกพูดถึงบาร์และบาร์เทนเดอร์เพราะนักดื่มเชิงเปรียบเทียบที่ไม่ดีของเราตกอยู่ในอันตรายจากพิษของแอลกอฮอล์
อุปกรณ์ต่อพ่วงใดใช้พอร์ตใด
สำหรับ PCI Express เวอร์ชัน 3.0 รุ่นปรับปรุงทั่วไปอัตราข้อมูลสูงสุดต่อเลนคือการถ่ายโอนข้อมูลแปดกิกะบิตซึ่งเป็นคำที่หมายถึง "ข้อมูลทั้งหมดและค่าโสหุ้ยอิเล็กทรอนิกส์พร้อมกัน" ในโลกแห่งความเป็นจริงความเร็วของการแก้ไข PCI-E 3 นั้นน้อยกว่าหนึ่งกิกะไบต์ต่อวินาทีต่อเลนเล็กน้อย
ที่เกี่ยวข้อง: ตอนนี้เป็นเวลาที่ดีในการซื้อการ์ดแสดงผล NVIDIA หรือ AMD ใหม่หรือไม่?
ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้พอร์ต PCI-E x1 เช่นการ์ดเสียงพลังงานต่ำหรือเสาอากาศ Wi-Fi สามารถถ่ายโอนข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ที่เหลือได้ที่ประมาณ 1GBps การ์ดที่กระแทกกับสล็อต x4 หรือ x8 ที่ใหญ่กว่าทางกายภาพเช่นการ์ดเอ็กซ์แพนชัน USB 3.0 สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วขึ้นสี่หรือแปดเท่าและจำเป็นต้องใช้หากมีการใช้พอร์ต USB มากกว่าสองพอร์ตอย่างสูงสุด อัตราการถ่ายโอน. พอร์ต PCI-E x16 ซึ่งมีค่าสูงสุดตามทฤษฎีอยู่ที่ประมาณ 15GBps สำหรับการปรับปรุงแก้ไข 3.0 นั้นใช้สำหรับเกือบทั้งหมด กราฟิกการ์ดที่ทันสมัยออกแบบโดย NVIDIA และ AMD .
ที่เกี่ยวข้อง: สล็อตขยาย M.2 คืออะไรและฉันจะใช้มันได้อย่างไร?
ไม่มีแนวทางใด ๆ ที่กำหนดไว้ว่าการ์ดส่วนขยายจะใช้จำนวนช่องทางใด การ์ดแสดงผลมักจะใช้ x16 เพียงเพื่อประโยชน์ในการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุด แต่เห็นได้ชัดว่าคุณไม่จำเป็นต้องใช้การ์ดเครือข่ายเพื่อใช้พอร์ต x16 และเลนเต็มสิบหกเลนเมื่อพอร์ตอีเธอร์เน็ตสามารถถ่ายโอนข้อมูลได้เพียงหนึ่งกิกะบิตต่อวินาทีเท่านั้น ( ประมาณหนึ่งในแปดของปริมาณงานของ PCI-E หนึ่งเลน - จำไว้ว่าแปดบิตถึงหนึ่งไบต์) มีโซลิดสเตทไดรฟ์ที่ติดตั้ง PCI-E จำนวนเล็กน้อยที่ชอบพอร์ต x4 แต่ดูเหมือนว่าจะถูกแซงอย่างรวดเร็วโดย มาตรฐาน M.2 ใหม่ซึ่งสามารถใช้บัส PCI-E ได้ . การ์ดเครือข่ายระดับไฮเอนด์และอุปกรณ์สำหรับผู้ที่ชื่นชอบเช่นอะแดปเตอร์และคอนโทรลเลอร์ RAID ใช้รูปแบบ x4 และ x8 ผสมกัน
ข้อควรจำ: ขนาดพอร์ต PCI-E และเลนอาจไม่เหมือนกัน
ที่เกี่ยวข้อง: "ชิปเซ็ต" คืออะไรและทำไมฉันจึงควรใส่ใจ?
นี่คือหนึ่งในส่วนที่ทำให้เกิดความสับสนในการตั้งค่า PCI-E: พอร์ตอาจมีขนาดเท่ากับการ์ด x16 แต่มีช่องข้อมูลเพียงพอสำหรับบางสิ่งที่เร็วน้อยกว่ามากเช่น x4 เนื่องจากในขณะที่ PCI-E สามารถรองรับการเชื่อมต่อแต่ละรายการได้ไม่ จำกัด จำนวนโดยทั่วไป แต่ก็ยังมีข้อ จำกัด เกี่ยวกับปริมาณงานของชิปเซ็ตในทางปฏิบัติ เมนบอร์ดราคาถูกพร้อมชิปเซ็ตที่เน้นงบประมาณมากกว่าอาจเพิ่มได้ถึงสล็อต x8 เพียงช่องเดียวแม้ว่าสล็อตนั้นจะสามารถรองรับการ์ด x16 ได้ก็ตาม ในขณะเดียวกันมาเธอร์บอร์ด“ gamer” จะมีสล็อต PCI-E ขนาด x16 เต็มถึงสี่ช่องและสล็อต PCI-E แบบ x16 เลนเพื่อความเข้ากันได้สูงสุดของ GPU (เราจะพูดถึงเรื่องนี้โดยละเอียด ที่นี่ .)
เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้อาจทำให้เกิดปัญหาได้ หากเมนบอร์ดของคุณมีสล็อตขนาด x16 สองสล็อต แต่หนึ่งในนั้นมีเพียง x4 เลนการเสียบการ์ดกราฟิกใหม่ของคุณเข้ากับสล็อตที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้ประสิทธิภาพการทำงานคอขวดลดลงถึง 75% นั่นเป็นผลทางทฤษฎีแน่นอนสถาปัตยกรรมของเมนบอร์ดหมายความว่าคุณจะไม่เห็นการลดลงอย่างมาก ประเด็นคือการ์ดที่ถูกต้องต้องอยู่ในช่องด้านขวา
โชคดีที่ความจุช่องทางของสล็อต PCI เฉพาะโดยทั่วไปจะมีการสะกดไว้ในคู่มือคอมพิวเตอร์หรือเมนบอร์ดพร้อมภาพประกอบว่าสล็อตใดมีความจุเท่าใด หากคุณไม่มีคู่มือโดยทั่วไปจำนวนเลนจะเขียนไว้บน PCB ของเมนบอร์ดถัดจากพอร์ตดังนี้:
นอกจากนี้การ์ด x1 หรือ x4 ที่สั้นกว่าก็สามารถทำได้ พอดีกับช่อง x8 หรือ x16 ที่ยาวขึ้น : การกำหนดค่าพินเริ่มต้นของหน้าสัมผัสไฟฟ้าทำให้เข้ากันได้ การ์ดอาจหลวมเล็กน้อยทางกายภาพ แต่เมื่อขันเข้าที่ช่องเสียบส่วนขยายของเคสพีซีการ์ดจะมีความทนทานมากกว่า โดยปกติหากหน้าสัมผัสของการ์ดมีขนาดใหญ่กว่าช่องเสียบการ์ดนั้นจะไม่สามารถใส่เข้าไปได้
ดังนั้นอย่าลืมว่าเมื่อซื้อการ์ดส่วนขยายหรืออัพเกรดสำหรับสล็อต PCI Express คุณต้องคำนึงถึงขนาดและระดับช่องทางของพอร์ตที่คุณมี
