PCI - Ekspres (PCIePCI -E)– bas universal bersiri pertama kali diperkenalkan 22 Julai 2002 tahun ini.

Adakah umum, menyatukan bas untuk semua nod papan sistem, di mana semua peranti yang disambungkan kepadanya wujud bersama. Datang untuk menggantikan tayar yang usang PCI dan variasinya AGP, disebabkan oleh peningkatan keperluan untuk pemprosesan bas dan ketidakupayaan untuk meningkatkan prestasi kelajuan bas pada kos yang berpatutan.

Tayar bertindak sebagai suis, hanya menghantar isyarat dari satu titik ke satu titik yang lain tanpa mengubahnya. Ini membolehkan, tanpa kehilangan kelajuan yang jelas, dengan perubahan dan kesilapan yang minimum menghantar dan menerima isyarat.

Data pada bas pergi simplex(dupleks penuh), iaitu, serentak dalam kedua-dua arah pada kelajuan yang sama, dan isyarat sepanjang garis mengalir secara berterusan, walaupun semasa peranti dimatikan (sebagai arus terus, atau sedikit isyarat sifar).

Penyegerakan dibina menggunakan kaedah berlebihan. Iaitu, bukannya 8 bit maklumat dihantar 10 bit, dua daripadanya ialah rasmi (20% ) dan berkhidmat dalam urutan tertentu suar Untuk penyegerakan penjana jam atau mengenal pasti kesilapan. Oleh itu, kelajuan yang diisytiharkan untuk satu baris masuk 2.5 Gbps, sebenarnya sama dengan lebih kurang 2.0 Gbps sebenar.

Pemakanan setiap peranti di dalam bas, dipilih secara berasingan dan dikawal menggunakan teknologi ASPM (Pengurusan Kuasa Keadaan Aktif). Ia membenarkan apabila peranti melahu (tanpa menghantar isyarat) menurunkan penjana jamnya dan letakkan bas dalam mod penggunaan tenaga berkurangan. Jika tiada isyarat diterima dalam beberapa mikrosaat, peranti dianggap tidak aktif dan bertukar kepada mod jangkaan(masa bergantung pada jenis peranti).

Ciri-ciri kelajuan dalam dua arah PCI - Ekspres 1.0 :*

1 x PCI-E~ 500 Mbps

4x PCI-E~ 2 Gbps

8 x PCI-E~ 4 Gbps

16x PCI-E~ 8 Gbps

32x PCI-E~ 16 Gbps

*Kelajuan pemindahan data dalam satu arah adalah 2 kali lebih rendah daripada penunjuk ini

15 Januari 2007, PCI-SIG mengeluarkan spesifikasi terkini yang dipanggil PCI-Express 2.0

Peningkatan utama adalah dalam 2 kali ganda kelajuan meningkat penghantaran data ( 5.0 GHz, terhadap 2.5GHz dalam versi lama). Juga ditambah baik protokol komunikasi titik ke titik(titik-ke-titik), diubah suai komponen perisian dan sistem tambahan pemantauan perisian mengikut kelajuan tayar. Pada masa yang sama, ia dipelihara keserasian dengan versi protokol PCI-E 1.x

Dalam versi baharu standard ( PCI -Ekspres 3.0 ), inovasi utama adalah sistem pengekodan yang diubah suai Dan penyegerakan. Sebaliknya 10 bit sistem ( 8 bit maklumat, 2 bit rasmi), akan memohon 130 bit (128 bit maklumat, 2 bit rasmi). Ini akan mengurangkan kerugian dalam kelajuan daripada 20% kepada ~1.5%. Juga akan direka bentuk semula algoritma penyegerakan pemancar dan penerima, bertambah baik PLL(gelung berkunci fasa).Kelajuan penghantaran dijangka meningkat 2 kali(berbanding dengan PCI-E 2.0), di mana keserasian akan kekal dengan versi sebelumnya PCI-Express.

Hampir semua papan induk moden kini dilengkapi dengan slot pengembangan PCI-E x16. Ini tidak menghairankan: pemecut grafik diskret dipasang di dalamnya, tanpa itu mencipta komputer peribadi yang produktif secara amnya mustahil. Ia adalah sejarah latar belakangnya, spesifikasi teknikal dan kemungkinan mod operasi yang akan dibincangkan pada masa hadapan.

Latar belakang kepada kemunculan slot pengembangan

Pada awal 2000-an, dengan slot pengembangan AGP, yang pada masa itu digunakan untuk pemasangan, situasi timbul apabila tahap prestasi maksimum dicapai dan keupayaannya tidak lagi mencukupi. Akibatnya, konsortium PCI-SIG telah diwujudkan, yang mula membangunkan komponen perisian dan perkakasan slot masa depan untuk memasang pemecut grafik. Hasil kreativitinya ialah spesifikasi PCI Express 16x 1.0 yang pertama pada tahun 2002.

Untuk memastikan keserasian antara dua port pemasangan penyesuai grafik diskret yang wujud pada masa itu, beberapa syarikat membangunkan peranti khas yang memungkinkan untuk memasang penyelesaian grafik yang lapuk dalam slot pengembangan baharu. Dalam bahasa profesional, perkembangan ini mempunyai namanya sendiri - penyesuai PCI-E x16/AGP. Tujuan utamanya adalah untuk meminimumkan kos menaik taraf PC dengan menggunakan komponen daripada konfigurasi unit sistem sebelumnya. Tetapi amalan ini tidak menjadi meluas kerana fakta bahawa kad video peringkat permulaan pada antara muka baharu mempunyai kos yang hampir sama dengan harga penyesuai.

Selari dengan ini, pengubahsuaian yang lebih mudah bagi slot pengembangan ini dicipta untuk pengawal luaran, yang menggantikan port PCI yang biasa pada masa itu. Walaupun persamaan luaran mereka, peranti ini berbeza dengan ketara. Jika AGP dan PCI boleh berbangga dengan pemindahan maklumat selari, maka PCI Express ialah antara muka bersiri. Prestasinya yang lebih tinggi dipastikan oleh kadar pemindahan data yang meningkat dengan ketara dalam mod dupleks (maklumat dalam kes ini boleh dihantar dalam dua arah sekaligus).

Kadar pemindahan dan kaedah penyulitan

Dalam penetapan antara muka PCI-E x16, nombor menunjukkan bilangan lorong yang digunakan untuk pemindahan data. Dalam kes ini, terdapat 16 daripadanya. Setiap daripadanya pula terdiri daripada 2 pasang wayar untuk menghantar maklumat. Seperti yang dinyatakan, kelajuan yang lebih tinggi dipastikan oleh fakta bahawa pasangan ini beroperasi dalam mod dupleks penuh. Iaitu, pemindahan maklumat boleh pergi ke dua arah sekaligus.

Untuk melindungi daripada kemungkinan kehilangan atau herotan data yang dihantar, antara muka ini menggunakan sistem perlindungan maklumat khas yang dipanggil 8V/10V. Penamaan ini ditafsirkan seperti berikut: untuk penghantaran 8 bit data yang betul dan betul, ia mesti ditambah dengan 2 bit perkhidmatan untuk melakukan semakan ketepatan. Dalam kes ini, sistem terpaksa menghantar 20 peratus maklumat perkhidmatan, yang tidak membawa beban berguna untuk pengguna komputer. Tetapi ini adalah harga untuk operasi subsistem grafik komputer peribadi yang boleh dipercayai dan stabil, dan pastinya tiada cara untuk melakukannya tanpanya.

Versi PCI-E

Penyambung PCI-E x16 secara luaran adalah sama pada semua papan induk. Hanya kelajuan pemindahan maklumat dalam setiap kes mungkin berbeza dengan ketara. Akibatnya, prestasi peranti juga berbeza. Dan pengubahsuaian untuk antara muka grafik ini adalah seperti berikut:

• Pengubahsuaian PCI pertama - Express x16 v. 1.0 mempunyai daya pemprosesan teori sebanyak 8 Gb/s.
• PCI generasi ke-2 - Express x16 v. 2.0 sudah pun bermegah dua kali ganda daya pemprosesan 16 Gb/s.
• Trend yang sama telah diteruskan untuk versi ketiga antara muka ini. Dalam kes ini, angka ini ditetapkan pada 64 Gb/s.

Tidak mustahil untuk membezakan secara visual dengan lokasi kenalan. Pada masa yang sama, mereka serasi antara satu sama lain. Contohnya, jika anda memasang kad penyesuai grafik dalam slot versi 3.0 yang memenuhi spesifikasi 2.0 pada tahap fizikal, maka keseluruhan sistem pemprosesan akan bertukar secara automatik ke mod kelajuan terendah (iaitu, 2.0) dan akan terus berfungsi dengan daya pemprosesan 64 Gb/s .

PCI Express generasi pertama

Seperti yang dinyatakan sebelum ini, PCI Express pertama kali diperkenalkan pada tahun 2002. Pengeluarannya menandakan kemunculan komputer peribadi dengan pelbagai penyesuai grafik, yang, lebih-lebih lagi, boleh membanggakan peningkatan prestasi walaupun dengan satu pemecut dipasang. Piawaian AGP 8X dibenarkan untuk daya pemprosesan 2.1 Gb/s, dan semakan pertama PCI Express - 8 Gb/s.

Sudah tentu, tidak perlu bercakap tentang peningkatan lapan kali ganda. 20 peratus daripada peningkatan itu digunakan untuk memindahkan maklumat perkhidmatan, yang memungkinkan untuk mencari ralat.

Pengubahsuaian kedua PCI-E

Generasi pertama ini telah digantikan pada tahun 2007 oleh PCI-E 2.0 x16. Kad video generasi ke-2, seperti yang dinyatakan sebelum ini, secara fizikal dan perisian serasi dengan pengubahsuaian pertama antara muka ini. Hanya dalam kes ini prestasi sistem grafik dikurangkan dengan ketara kepada tahap versi antara muka PCI Express 1.0 16x.

Secara teorinya, had pemindahan maklumat dalam kes ini adalah sama dengan 16 Gb/s. Tetapi 20 peratus daripada peningkatan yang terhasil dibelanjakan untuk maklumat proprietari. Akibatnya, dalam kes pertama, pemindahan sebenar adalah sama dengan: 8 Gb/s - (8 Gb/s x 20%: 100%) = 6.4 Gb/s. Dan untuk pelaksanaan kedua antara muka grafik, nilai ini sudah begini: 16 Gb/s - (16 Gb/s x 20%: 100%) = 12.8 Gb/s. Membahagikan 12.8 Gb/s dengan 6.4 Gb/s, kami mendapat peningkatan prestasi praktikal sebenar sebanyak 2 kali ganda antara versi pertama dan kedua PCI Express.

Generasi ketiga

Kemas kini terakhir dan terkini antara muka ini dikeluarkan pada tahun 2010. Kelajuan puncak PCI-E x16 dalam kes ini telah meningkat kepada 64 Gb/s, dan kuasa maksimum penyesuai grafik tanpa kuasa tambahan dalam kes ini boleh sama dengan 75 W.

Pilihan konfigurasi dengan berbilang pemecut grafik dalam satu PC. Kebaikan dan keburukan mereka

Salah satu inovasi terpenting antara muka ini ialah keupayaan untuk mempunyai berbilang penyesuai grafik x16 sekaligus. Dalam kes ini, kad video digabungkan antara satu sama lain dan membentuk, pada asasnya, satu peranti. Prestasi keseluruhan mereka disimpulkan, dan ini membolehkan anda meningkatkan prestasi PC anda dengan ketara dari segi pemprosesan imej output. Untuk penyelesaian daripada NVidia, mod ini dipanggil SLI, dan untuk pemproses grafik daripada AMD - CrossFire.

Masa depan piawaian ini

Slot PCI-E x16 pastinya tidak akan berubah pada masa hadapan. Ini akan membolehkan kad video yang lebih berkuasa digunakan sebagai sebahagian daripada PC lapuk dan dengan itu menjalankan peningkatan beransur-ansur sistem komputer. Kini spesifikasi untuk versi ke-4 kaedah pemindahan data ini sedang diusahakan. Untuk penyesuai grafik dalam kes ini, maksimum 128 GB/s akan disediakan. Ini akan membolehkan anda memaparkan imej pada skrin monitor dalam kualiti "4K" atau lebih.

Keputusan

Walau apa pun, PCI-E x16 kini merupakan satu-satunya slot grafik dan antara muka. Ia akan menjadi relevan untuk masa yang agak lama. Parameternya membolehkan anda mencipta kedua-dua sistem komputer peringkat permulaan dan PC berprestasi tinggi dengan beberapa pemecut. Justru disebabkan oleh fleksibiliti inilah tiada perubahan ketara dijangkakan dalam niche ini.

Apabila ia berkaitan dengan mana-mana antara muka dalam konteks sistem komputer, anda perlu berhati-hati agar tidak "terhadap" antara muka yang tidak serasi untuk komponen yang sama dalam sistem.

Nasib baik, apabila ia berkaitan dengan antara muka PCI-Express untuk menyambungkan kad video, hampir tidak ada masalah dengan ketidakserasian. Dalam artikel ini kita akan melihat perkara ini dengan lebih terperinci, dan juga bercakap tentang apa itu PCI-Express.

Mengapa PCI-Express diperlukan dan apakah itu?

Mari kita mulakan, seperti biasa, dengan yang paling asas. Antara muka PCI-Express (PCI-E).- ini adalah cara interaksi, dalam konteks ini, yang terdiri daripada pengawal bas dan slot yang sepadan (Rajah 2) pada papan induk(untuk generalisasi).

Protokol berprestasi tinggi ini digunakan, seperti yang dinyatakan di atas, untuk menyambungkan kad video ke sistem. Sehubungan itu, papan induk mempunyai slot PCI-Express yang sepadan, di mana penyesuai video dipasang. Sebelum ini, kad video disambungkan melalui antara muka AGP, tetapi apabila antara muka ini, secara ringkasnya, "tidak lagi mencukupi," PCI-E datang untuk menyelamatkan, ciri terperinci yang akan kita bincangkan sekarang.

Rajah.2 (slot PCI-Express 3.0 pada papan induk)

Ciri Utama PCI-Express (1.0, 2.0 dan 3.0)

Walaupun fakta bahawa nama PCI dan PCI-Express sangat serupa, prinsip sambungan (interaksi) mereka sangat berbeza. Dalam kes PCI-Express, satu baris digunakan - sambungan bersiri dua hala, daripada jenis titik ke titik; mungkin terdapat beberapa baris ini. Dalam kes kad video dan papan induk (kami tidak mengambil kira Cross Fire dan SLI) yang menyokong PCI-Express x16 (iaitu, majoriti), anda boleh meneka dengan mudah bahawa terdapat 16 baris sedemikian (Rajah 3), agak kerap pada papan induk dengan PCI-E 1.0, adalah mungkin untuk melihat slot x8 kedua untuk operasi dalam mod SLI atau Cross Fire.

Nah, dalam PCI, peranti disambungkan ke bas selari 32-bit biasa.

nasi. 3. Contoh slot dengan bilangan baris yang berbeza

(seperti yang dinyatakan sebelum ini, x16 paling kerap digunakan)

Jalur lebar antara muka ialah 2.5 Gbit/s. Kami memerlukan data ini untuk menjejaki perubahan dalam parameter ini dalam versi PCI-E yang berbeza.

Selanjutnya, versi 1.0 berkembang menjadi PCI-E 2.0. Hasil daripada transformasi ini, kami menerima dua kali daya pemprosesan, iaitu 5 Gbit/s, tetapi saya ingin ambil perhatian bahawa penyesuai grafik tidak mendapat banyak prestasi, kerana ini hanyalah versi antara muka. Kebanyakan prestasi bergantung pada kad video itu sendiri; versi antara muka hanya boleh menambah baik atau memperlahankan pemindahan data (dalam kes ini tiada "brek", dan terdapat margin yang baik).

Dengan cara yang sama, pada tahun 2010, dengan rizab, antara muka telah dibangunkan PCI-E 3.0, pada masa ini ia digunakan dalam semua sistem baharu, tetapi jika anda masih mempunyai 1.0 atau 2.0, maka jangan risau - di bawah kita akan bercakap tentang keserasian relatif ke belakang bagi versi yang berbeza.

Dengan PCI-E 3.0, lebar jalur telah digandakan berbanding versi 2.0. Terdapat juga banyak perubahan teknikal yang dibuat di sana.

Dijangka lahir menjelang 2015 PCI-E 4.0, yang sememangnya tidak menghairankan untuk industri IT yang dinamik.

Baiklah, okey, mari kita selesaikan dengan versi dan angka lebar jalur ini, dan mari kita sentuh isu yang sangat penting iaitu keserasian ke belakang bagi versi PCI-Express yang berbeza.

Serasi ke belakang dengan versi PCI-Express 1.0, 2.0 dan 3.0

Soalan ini membimbangkan ramai, terutamanya apabila memilih kad video untuk sistem semasa. Memandangkan berpuas hati dengan sistem dengan papan induk yang menyokong PCI-Express 1.0, timbul keraguan sama ada kad video dengan PCI-Express 2.0 atau 3.0 akan berfungsi dengan betul? Ya, ia akan menjadi, sekurang-kurangnya itulah yang dijanjikan oleh pembangun yang memastikan keserasian ini. Satu-satunya perkara ialah kad video tidak akan dapat mendedahkan dirinya sepenuhnya dalam semua kemuliaannya, tetapi kerugian prestasi, dalam kebanyakan kes, akan menjadi tidak penting.

Sebaliknya, anda boleh memasang kad video dengan antara muka PCI-E 1.0 dengan selamat dalam papan induk yang menyokong PCI-E 3.0 atau 2.0, tidak ada sekatan sama sekali, jadi yakinlah tentang keserasian. Jika, tentu saja, semuanya teratur dengan faktor lain, ini termasuk bekalan kuasa yang tidak mencukupi, dsb.

Secara keseluruhan, kami telah bercakap sedikit tentang PCI-Express, yang sepatutnya membantu anda menyelesaikan banyak kekeliruan dan keraguan tentang keserasian dan memahami perbezaan antara versi PCI-E.

Saya telah ditanya soalan ini lebih daripada sekali, jadi sekarang saya akan cuba menjawabnya dengan jelas dan ringkas yang mungkin. Untuk melakukan ini, saya akan memberikan gambar slot pengembangan PCI Express dan PCI pada papan induk untuk pemahaman yang lebih jelas dan, sudah tentu, saya akan menunjukkan perbezaan utama dalam ciri-ciri, iaitu .e. tidak lama lagi anda akan mengetahui apakah antara muka ini dan rupanya.

Jadi, pertama, mari kita jawab secara ringkas soalan, apakah sebenarnya PCI Express dan PCI?

Apakah PCI Express dan PCI?

PCI ialah bas input/output selari komputer untuk menyambungkan peranti persisian ke papan induk komputer. PCI digunakan untuk menyambung: kad video, kad bunyi, kad rangkaian, penala TV dan peranti lain. Antara muka PCI sudah lapuk, jadi anda mungkin tidak akan dapat mencari, contohnya, kad video moden yang bersambung melalui PCI.

PCI Express(PCIe atau PCI-E) ialah bas input/output bersiri komputer untuk menyambungkan peranti persisian ke papan induk komputer. Itu. ini sudah menggunakan sambungan bersiri dwiarah, yang boleh mempunyai beberapa baris (x1, x2, x4, x8, x12, x16 dan x32) semakin banyak talian sedemikian, semakin tinggi lebar jalur bas PCI-E. Antara muka PCI Express digunakan untuk menyambungkan peranti seperti kad video, kad bunyi, kad rangkaian, pemacu SSD dan lain-lain.

Terdapat beberapa versi antara muka PCI-E: 1.0, 2.0 dan 3.0 (versi 4.0 akan dikeluarkan tidak lama lagi). Antara muka ini biasanya ditetapkan, sebagai contoh, seperti ini PCI-E 3.0 x16, yang bermaksud versi PCI Express 3.0 dengan 16 lorong.

Jika kita bercakap tentang sama ada, sebagai contoh, kad video yang mempunyai antara muka PCI-E 3.0 akan berfungsi pada papan induk yang hanya menyokong PCI-E 2.0 atau 1.0, pemaju mengatakan bahawa semuanya akan berfungsi, sudah tentu perlu diingat bahawa lebar jalur akan dihadkan oleh keupayaan papan induk. Oleh itu, dalam kes ini, saya tidak fikir ia patut membayar lebih untuk kad video dengan versi PCI Express yang lebih baharu ( jika hanya untuk masa depan, i.e. Adakah anda merancang untuk membeli papan induk baharu dengan PCI-E 3.0?). Selain itu, dan sebaliknya, katakan papan induk anda menyokong versi PCI Express 3.0, dan kad video anda menyokong versi 1.0, maka konfigurasi ini juga harus berfungsi, tetapi hanya dengan keupayaan PCI-E 1.0, i.e. Tiada had di sini, kerana kad video dalam kes ini akan berfungsi pada had keupayaannya.

Perbezaan antara PCI Express dan PCI

Perbezaan utama dalam ciri adalah, tentu saja, daya tampung; untuk PCI Express ia jauh lebih tinggi, contohnya, PCI pada 66 MHz mempunyai daya tampung 266 MB/s, dan PCI-E 3.0 (x16) 32 Gb/s.

Secara luaran, antara muka juga berbeza, jadi menyambung, sebagai contoh, kad video PCI Express ke slot pengembangan PCI tidak akan berfungsi. Antara muka PCI Express dengan bilangan lorong yang berbeza juga berbeza, saya kini akan menunjukkan semua ini dalam gambar.

Slot pengembangan PCI Express dan PCI pada papan induk

Slot PCI dan AGP

Slot PCI-E x1, PCI-E x16 dan PCI

Antara muka PCI Express pada kad video

Itu sahaja yang saya ada buat masa ini!

Jika anda bertanya antara muka yang harus digunakan untuk pemacu keadaan pepejal yang menyokong protokol NVMe, maka mana-mana orang (yang tahu apa itu NVMe) akan menjawab: sudah tentu PCIe 3.0 x4! Benar, dia kemungkinan besar akan menghadapi kesukaran dengan justifikasi. Paling baik, kami akan mendapat jawapan bahawa pemacu sedemikian menyokong PCIe 3.0 x4, dan lebar jalur antara muka penting. Memang, tetapi semua perbincangan mengenainya bermula hanya apabila beberapa pemacu dalam beberapa operasi menjadi sempit dalam rangka kerja SATA "biasa". Tetapi antara 600 MB/s dan 4 GB/s (sama teoretikal) antara muka PCIe 3.0 x4 hanya terdapat jurang, dipenuhi dengan banyak pilihan! Bagaimana jika satu talian PCIe 3.0 sudah mencukupi, kerana ini sudah satu setengah kali lebih besar daripada SATA600? Menambah bahan api kepada api adalah pengeluar pengawal yang mengancam untuk beralih kepada PCIe 3.0 x2 dalam produk bajet, serta hakikat bahawa ramai pengguna tidak mempunyai ini dan itu. Lebih tepat lagi, secara teorinya ada, tetapi ia boleh dikeluarkan hanya dengan mengkonfigurasi semula sistem atau mengubah sesuatu di dalamnya yang anda tidak mahu lakukan. Tetapi saya ingin membeli pemacu keadaan pepejal kelas atas, tetapi terdapat kebimbangan bahawa tidak akan ada manfaat sama sekali daripada ini (malah kepuasan moral daripada keputusan utiliti ujian).

Tetapi adakah ini benar atau tidak? Dalam erti kata lain, adakah ia benar-benar perlu untuk memfokuskan secara eksklusif pada mod pengendalian yang disokong - atau adakah ia masih boleh dilakukan dalam amalan? melepaskan prinsip? Inilah yang kami memutuskan untuk menyemak hari ini. Biarlah cek itu cepat dan tidak berpura-pura lengkap, tetapi maklumat yang diterima sepatutnya cukup (seperti yang kita rasa) sekurang-kurangnya untuk memikirkannya... Buat masa ini, mari kita berkenalan secara ringkas dengan teori.

PCI Express: piawaian sedia ada dan lebar jalurnya

Mari kita mulakan dengan apa itu PCIe dan pada kelajuan mana antara muka ini beroperasi. Ia sering dipanggil "bas," yang agak tidak betul dari segi ideologi: oleh itu, tiada bas yang mana semua peranti disambungkan. Pada hakikatnya terdapat satu set sambungan titik ke titik (serupa dengan banyak antara muka bersiri lain) dengan pengawal di tengah dan peranti yang dilampirkan padanya (setiap satunya boleh menjadi hab peringkat seterusnya).

Versi pertama PCI Express muncul hampir 15 tahun yang lalu. Tumpuan pada penggunaan di dalam komputer (selalunya dalam papan yang sama) memungkinkan untuk membuat standard kelajuan tinggi: 2.5 gigatransaksi sesaat. Oleh kerana antara muka adalah bersiri dan dupleks penuh, satu lorong PCIe (x1; secara berkesan unit atom) menyediakan kelajuan pemindahan data sehingga 5 Gbps. Walau bagaimanapun, dalam setiap arah ia hanya separuh daripada ini, iaitu 2.5 Gbps, dan ini adalah kelajuan penuh antara muka, bukan yang "berguna": untuk meningkatkan kebolehpercayaan, setiap bait dikodkan dengan 10 bit, jadi daya pemprosesan teori satu lorong PCIe 1.x adalah lebih kurang 250 MB/s setiap hala. Dalam amalan, masih perlu untuk memindahkan maklumat perkhidmatan, dan pada akhirnya adalah lebih tepat untuk bercakap tentang ≈200 MB/s pemindahan data pengguna. Yang, bagaimanapun, pada masa itu bukan sahaja meliputi keperluan kebanyakan peranti, tetapi juga menyediakan rizab yang kukuh: ingatlah bahawa pendahulu PCIe dalam segmen antara muka sistem massa, iaitu bas PCI, menyediakan daya pemprosesan 133 MB/ s. Dan walaupun kita menganggap bukan sahaja pelaksanaan besar-besaran, tetapi juga semua pilihan PCI, maksimum adalah 533 MB/s, dan untuk keseluruhan bas, iaitu, PS sedemikian dibahagikan kepada semua peranti yang disambungkan kepadanya. Di sini, 250 MB/s (memandangkan untuk PCI juga, jumlah dan bukan daya pengeluaran berguna biasanya diberikan) setiap baris - dalam penggunaan eksklusif. Dan untuk peranti yang memerlukan lebih banyak, pada mulanya mungkin untuk mengagregatkan beberapa baris ke dalam antara muka tunggal, dalam kuasa dua - daripada 2 hingga 32, iaitu versi x32 yang disediakan oleh standard boleh menghantar sehingga 8 GB/s dalam setiap arah. Dalam komputer peribadi, x32 tidak digunakan kerana kerumitan mencipta dan pendawaian pengawal dan peranti yang sepadan, jadi pilihan maksimum ialah 16 baris. Ia (dan masih digunakan) terutamanya oleh kad video, kerana kebanyakan peranti tidak memerlukan begitu banyak. Secara umum, untuk sebilangan besar daripada mereka, satu baris sudah mencukupi, tetapi ada yang berjaya menggunakan kedua-dua x4 dan x8: hanya pada topik penyimpanan - pengawal RAID atau SSD.

Masa tidak berhenti, dan kira-kira 10 tahun yang lalu versi kedua PCIe muncul. Penambahbaikan bukan sahaja mengenai kelajuan, tetapi satu langkah ke hadapan juga telah diambil dalam hal ini - antara muka mula menyediakan 5 gigatransaksi sesaat sambil mengekalkan skema pengekodan yang sama, iaitu, daya pemprosesan digandakan. Dan ia berganda lagi pada tahun 2010: PCIe 3.0 menyediakan 8 (bukan 10) gigatransaksi sesaat, tetapi redundansi telah dikurangkan - kini 130 bit digunakan untuk mengekod 128, bukan 160 seperti sebelum ini. Pada dasarnya, versi PCIe 4.0 dengan satu lagi penggandaan kelajuan sudah sedia untuk muncul di atas kertas, tetapi kami tidak mungkin melihatnya dalam perkakasan dalam masa terdekat. Malah, PCIe 3.0 masih digunakan dalam banyak platform bersama-sama dengan PCIe 2.0, kerana prestasi yang terakhir adalah semata-mata... tidak diperlukan untuk banyak aplikasi. Dan jika perlu, kaedah lama yang baik untuk pengagregatan baris berfungsi. Hanya setiap satu daripadanya telah menjadi empat kali lebih pantas sejak beberapa tahun lalu, iaitu PCIe 3.0 x4 ialah PCIe 1.0 x16, slot terpantas dalam komputer pada pertengahan 2000-an. Pilihan ini disokong oleh pengawal SSD atasan, dan disyorkan untuk menggunakannya. Jelas bahawa jika peluang seperti itu wujud, banyak bukan sedikit. Bagaimana jika dia tidak wujud? Adakah terdapat sebarang masalah, dan jika ya, apakah itu? Inilah persoalan yang perlu kita hadapi.

Metodologi ujian

Tidak sukar untuk menjalankan ujian dengan versi piawai PCIe yang berbeza: hampir semua pengawal membenarkan anda menggunakan bukan sahaja yang mereka sokong, tetapi juga semua yang lebih awal. Ia lebih sukar dengan bilangan lorong: kami mahu menguji pilihan secara langsung dengan satu atau dua lorong PCIe. Papan Asus H97-Pro Gamer yang biasa kami gunakan pada cipset Intel H97 tidak menyokong set penuh, tetapi sebagai tambahan kepada slot "pemproses" x16 (yang biasanya digunakan), ia mempunyai satu lagi yang beroperasi dalam PCIe 2.0 x2 atau mod x4. Kami menggunakan trio ini, menambah mod slot "pemproses" PCIe 2.0 untuk menilai sama ada terdapat perbezaan. Namun, dalam kes ini, tiada "perantara" luar antara pemproses dan SSD, tetapi apabila bekerja dengan slot "chipset", terdapat: chipset itu sendiri, yang sebenarnya disambungkan kepada pemproses oleh PCIe 2.0 x4 yang sama . Ada kemungkinan untuk menambah beberapa lagi mod pengendalian, tetapi kami masih akan menjalankan bahagian utama kajian pada sistem lain.

Hakikatnya ialah kami memutuskan untuk mengambil peluang ini dan pada masa yang sama menyemak satu "legenda bandar", iaitu kepercayaan tentang kegunaan menggunakan pemproses teratas untuk pemacu ujian. Jadi kami mengambil Core i7-5960X lapan teras - relatif kepada Core i3-4170 yang biasanya digunakan dalam ujian (ini ialah Haswell dan Haswell-E), tetapi yang mempunyai empat kali lebih teras. Di samping itu, papan Asus Sabertooth X99 yang terdapat dalam tong sampah berguna kepada kami hari ini kerana kehadiran slot PCIe x4, yang sebenarnya boleh berfungsi sebagai x1 atau x2. Dalam sistem ini, kami menguji tiga pilihan x4 (PCIe 1.0/2.0/3.0) daripada pemproses dan set cip PCIe 1.0 x1, PCIe 1.0 x2, PCIe 2.0 x1 dan PCIe 2.0 x2 (dalam semua kes, konfigurasi chipset ditandakan dalam rajah dengan (c)). Adakah masuk akal untuk beralih kepada versi pertama PCIe sekarang, memandangkan hakikat bahawa hampir tidak ada satu papan yang menyokong hanya versi standard ini dan boleh but dari peranti NVMe? Dari sudut pandangan praktikal, tidak, tetapi untuk menyemak nisbah a priori yang diandaikan PCIe 1.1 x4 = PCIe 2.0 x2 dan seumpamanya, ia akan berguna kepada kami. Jika ujian menunjukkan bahawa kebolehskalaan bas sepadan dengan teori, maka tidak mengapa kita masih belum dapat memperoleh cara yang praktikal untuk menyambung PCIe 3.0 x1/x2: yang pertama adalah sama dengan PCIe 1.1 x4 atau PCIe 2.0 x2, dan yang kedua - PCIe 2.0 x4 . Dan kita mempunyai mereka.

Dari segi perisian, kami mengehadkan diri kami hanya kepada Anvil's Storage Utilities 1.1.0: ia mengukur pelbagai ciri tahap rendah pemacu dengan cukup baik, dan kami tidak memerlukan apa-apa lagi. Sebaliknya: sebarang pengaruh komponen lain dalam sistem adalah sangat tidak diingini, jadi sintetik tahap rendah untuk tujuan kami tidak mempunyai alternatif.

Kami menggunakan 240 GB Patriot Hellfire sebagai "cecair berfungsi". Memandangkan ia ditubuhkan semasa ujian, ini bukan pemegang rekod prestasi, tetapi ciri kelajuannya agak konsisten dengan keputusan SSD terbaik kelas yang sama dan kapasiti yang sama. Ya, dan sudah ada peranti yang lebih perlahan di pasaran, dan akan ada lebih banyak daripada mereka. Pada dasarnya, adalah mungkin untuk mengulangi ujian dengan sesuatu yang lebih cepat, tetapi, pada pendapat kami, tidak perlu untuk ini - hasilnya boleh diramalkan. Tetapi janganlah kita mendahului diri kita sendiri, tetapi mari kita lihat apa yang kita dapat.

Keputusan ujian

Apabila menguji Hellfire, kami mendapati bahawa kelajuan maksimum untuk operasi berurutan boleh "diperah keluar" daripadanya hanya dengan beban berbilang benang, jadi ini juga perlu diambil kira untuk masa hadapan: daya pemprosesan teori hanyalah teori, kerana data "sebenar" yang diterima dalam program yang berbeza di bawah senario yang berbeza tidak lagi bergantung padanya, tetapi pada program dan senario ini - dalam kes ini, sudah tentu, apabila keadaan force majeure tidak mengganggu :) Ini adalah keadaan yang kita ada. sekarang memerhati: telah pun dikatakan di atas bahawa PCIe 1.x x1 ialah ≈200 MB/s, dan itulah yang kita lihat. Dua lorong PCIe 1.x atau satu lorong PCIe 2.0 adalah dua kali lebih pantas, dan itulah yang kami lihat. Empat lorong PCIe 1.x, dua PCIe 2.0 atau satu PCIe 3.0 adalah dua kali lebih pantas, yang telah disahkan untuk dua pilihan pertama, jadi yang ketiga tidak mungkin berbeza. Iaitu, pada dasarnya, kebolehskalaan, seperti yang dijangkakan, adalah ideal: operasi adalah linear, denyar mengendalikannya dengan baik, jadi antara muka penting. Denyar berhenti hadapi dengan baik kepada PCIe 2.0 x4 untuk rakaman (yang bermaksud PCIe 3.0 x2 juga sesuai). Membaca "mungkin" lebih banyak, tetapi langkah terakhir sudah memberikan satu setengah, dan bukan dua kali ganda (seperti yang sepatutnya) meningkat. Kami juga ambil perhatian bahawa tiada perbezaan ketara antara chipset dan pengawal pemproses, dan antara platform juga. Walau bagaimanapun, LGA2011-3 sedikit di hadapan, tetapi hanya sedikit.

Semuanya licin dan cantik. Tetapi tidak mengoyakkan templat: maksimum dalam ujian ini hanya lebih sedikit daripada 500 MB/s, dan ini cukup berkemampuan walaupun SATA600 atau (dalam aplikasi untuk ujian hari ini) PCIe 1.0 x4 / PCIe 2.0 x2 / PCIe 3.0 x1. Betul: jangan risau dengan keluaran pengawal belanjawan untuk PCIe x2 atau kehadiran hanya begitu banyak baris (dan versi 2.0 standard) dalam slot M.2 pada beberapa papan apabila lebih banyak tidak diperlukan. Kadangkala anda tidak memerlukan sebanyak itu: hasil maksimum dicapai dengan baris gilir 16 arahan, yang tidak biasa untuk perisian yang dihasilkan secara besar-besaran. Lebih kerap terdapat baris gilir dengan 1-4 arahan, dan untuk ini anda boleh bertahan dengan satu baris PCIe yang pertama dan juga SATA yang pertama. Walau bagaimanapun, terdapat overhed dan perkara lain, jadi antara muka yang pantas berguna. Walau bagaimanapun, terlalu cepat mungkin tidak berbahaya.

Juga, dalam ujian ini platform berkelakuan berbeza, dan dengan baris gilir perintah tunggal - secara asasnya berbeza. "Masalahnya" bukanlah banyak teras yang buruk. Mereka tidak digunakan di sini, kecuali mungkin satu, dan tidak begitu banyak sehingga mod rangsangan digunakan sepenuhnya. Jadi kami mempunyai perbezaan kira-kira 20% dalam kekerapan teras dan satu setengah kali dalam memori cache - dalam Haswell-E ia beroperasi pada frekuensi yang lebih rendah, dan tidak serentak dengan teras. Secara umum, platform atasan hanya berguna untuk mengetuk keluar "Yops" maksimum melalui mod paling berbilang benang dengan kedalaman baris gilir perintah yang besar. Satu-satunya kasihan ialah dari sudut pandangan kerja praktikal, ini adalah sintetik sfera sepenuhnya dalam vakum :)

Pada rakaman itu, keadaan tidak berubah secara asas - dalam semua segi. Tetapi apa yang melucukan ialah pada kedua-dua sistem mod PCIe 2.0 x4 dalam slot "pemproses" ternyata menjadi yang terpantas. Pada kedua-duanya! Dan dengan pelbagai semakan/semakan semula. Pada ketika ini anda tidak boleh tidak memikirkan sama ada anda memerlukannya ini adalah piawaian baharu anda Atau adakah lebih baik jangan tergesa-gesa ke mana-mana...

Apabila bekerja dengan blok dengan saiz yang berbeza, idyll teori dihancurkan oleh fakta bahawa meningkatkan kelajuan antara muka masih masuk akal. Angka yang terhasil adalah bahawa beberapa lorong PCIe 2.0 sudah mencukupi, tetapi pada hakikatnya dalam kes ini prestasinya lebih rendah daripada PCIe 3.0 x4, walaupun tidak beberapa kali. Dan secara umum, di sini platform bajet "menyumbat" yang teratas ke tahap yang lebih besar. Tetapi ia adalah tepat operasi jenis ini yang terdapat terutamanya dalam perisian aplikasi, iaitu rajah ini adalah yang paling hampir dengan realiti. Akibatnya, tidak menghairankan bahawa antara muka tebal dan protokol bergaya tidak memberikan sebarang kesan "wow". Lebih tepat lagi, mereka yang beralih daripada mekanik akan diberikan, tetapi sama seperti mana-mana pemacu keadaan pepejal dengan mana-mana antara muka akan diberikan kepadanya.

Jumlah

Untuk memudahkan untuk melihat gambaran keseluruhan hospital, kami menggunakan skor yang diberikan oleh program (jumlah - untuk membaca dan menulis), menormalkannya mengikut mod "chipset" PCIe 2.0 x4: pada masa ini ia yang paling banyak tersedia, kerana ia ditemui walaupun pada platform LGA1155 atau AMD tanpa perlu "menyinggung" kad video. Di samping itu, ia bersamaan dengan PCIe 3.0 x2, yang pengawal belanjawan sedang bersedia untuk menguasai. Dan pada platform AMD AM4 baharu, sekali lagi, ini adalah mod yang boleh diperolehi tanpa menjejaskan kad video diskret.

Jadi apa yang kita nampak? Penggunaan PCIe 3.0 x4, jika boleh, sudah tentu lebih baik, tetapi tidak perlu: ia membawa secara literal 10% prestasi tambahan kepada pemacu NVMe kelas pertengahan (dalam segmen teratasnya pada mulanya). Dan walaupun begitu - disebabkan oleh operasi yang, secara umum, tidak begitu kerap ditemui dalam amalan. Mengapakah pilihan khusus ini dilaksanakan dalam kes ini? Pertama, terdapat peluang sedemikian, tetapi rizab tidak mencukupi untuk poket. Kedua, terdapat pemanduan yang lebih pantas daripada ujian Patriot Hellfire kami. Ketiga, terdapat kawasan aktiviti di mana beban yang "tidak tipikal" untuk sistem desktop agak tipikal. Lebih-lebih lagi, di sinilah prestasi sistem storan data, atau sekurang-kurangnya keupayaan untuk menjadikannya sebahagian daripadanya dengan sangat pantas, adalah paling kritikal. Tetapi ini tidak terpakai kepada komputer peribadi biasa.

Di dalamnya, seperti yang kita lihat, penggunaan PCIe 2.0 x2 (atau, dengan itu, PCIe 3.0 x1) tidak membawa kepada penurunan dramatik dalam prestasi - hanya sebanyak 15-20%. Dan ini walaupun fakta bahawa dalam kes ini kami mengehadkan keupayaan potensi pengawal sebanyak empat kali! Untuk kebanyakan operasi, daya tampung ini mencukupi. Satu talian PCIe 2.0 tidak lagi mencukupi, jadi wajar bagi pengawal untuk menyokong PCIe 3.0 - dan memandangkan kekurangan talian yang teruk dalam sistem moden, ini akan berfungsi dengan baik. Di samping itu, lebar x4 berguna - walaupun tidak ada sokongan untuk versi moden PCIe dalam sistem, ia masih akan membolehkan anda bekerja pada kelajuan biasa (walaupun lebih perlahan daripada yang berpotensi) jika terdapat slot yang lebih atau kurang lebar. .

Pada dasarnya, sebilangan besar senario di mana memori denyar itu sendiri ternyata menjadi hambatan (ya, ini mungkin dan wujud bukan sahaja dalam mekanik) membawa kepada fakta bahawa empat lorong versi ketiga PCIe pada ini pemacu adalah kira-kira 3.5 kali lebih pantas daripada yang pertama - daya pemprosesan teori kedua-dua kes ini berbeza sebanyak 16 kali. Yang, sudah tentu, tidak bermakna anda perlu tergesa-gesa untuk menguasai antara muka yang sangat perlahan - masa mereka hilang selama-lamanya. Cuma banyak kemungkinan antara muka pantas hanya boleh direalisasikan pada masa hadapan. Atau dalam keadaan yang pengguna biasa komputer biasa tidak akan bertemu secara langsung dalam hidupnya (kecuali mereka yang suka membandingkan diri mereka dengan siapa tahu apa). Sebenarnya, itu sahaja.