PCI - Express (PCIePCI -E)- basi la kawaida, la kimataifa lilizinduliwa kwanza Julai 22, 2002 ya mwaka.

Je! jumla, kuunganisha basi kwa nodi zote za bodi ya mfumo, ambayo vifaa vyote vilivyounganishwa nayo vinashirikiana. Ilikuja kuchukua nafasi ya tairi iliyopitwa na wakati PCI na tofauti zake AGP, kutokana na kuongezeka kwa mahitaji ya upitaji wa basi na kutokuwa na uwezo wa kuboresha utendakazi wa mwendo kasi wa mabasi hayo kwa gharama nzuri.

Tairi hufanya kama kubadili, tu kutuma ishara kutoka hatua moja hadi nyingine bila kuibadilisha. Hii inaruhusu, bila upotezaji dhahiri wa kasi, na mabadiliko madogo na makosa kusambaza na kupokea ishara.

Data kwenye basi huenda rahisix(duplex kamili), yaani, wakati huo huo katika pande zote mbili kwa kasi sawa, na ishara kando ya mistari inapita mfululizo, hata wakati kifaa kimezimwa (kama mkondo wa moja kwa moja, au ishara kidogo ya sifuri).

Usawazishaji imeundwa kwa kutumia njia isiyo ya kawaida. Hiyo ni, badala ya 8 kidogo habari hupitishwa 10 bits, wawili kati yao ni rasmi (20% ) na kutumika kwa mlolongo fulani vinara Kwa ulandanishi jenereta za saa au kutambua makosa. Kwa hivyo, kasi iliyotangazwa kwa mstari mmoja ndani 2.5 Gbps, ni sawa na takriban 2.0 Gbps halisi.

Lishe kila kifaa kwenye basi, kilichochaguliwa tofauti na kudhibitiwa kwa kutumia teknolojia ASPM (Usimamizi wa Nguvu za Jimbo) Huruhusu wakati kifaa hakitumiki (bila kutuma mawimbi) punguza jenereta ya saa yake na kuweka basi katika mode kupunguza matumizi ya nishati. Ikiwa hakuna ishara inayopokelewa ndani ya sekunde chache, kifaa inachukuliwa kuwa haina kazi na swichi kwa modi matarajio(muda unategemea aina ya kifaa).

Tabia za kasi katika pande mbili PCI - Express 1.0 :*

1 x PCI-E ~ Mbps 500

4x PCI-E ~ 2 Gbps

8 x PCI-E ~ 4 Gbps

16x PCI-E ~ 8 Gbps

32x PCI-E ~ 16 Gbps

*Kasi ya uhamishaji data katika mwelekeo mmoja ni chini mara 2 kuliko viashiria hivi

Januari 15, 2007, PCI-SIG ilitoa vipimo vilivyosasishwa vinavyoitwa PCI-Express 2.0

Uboreshaji kuu ulikuwa katika Mara 2 kuongezeka kwa kasi usambazaji wa data ( GHz 5.0, dhidi ya GHz 2.5 katika toleo la zamani). Pia kuboreshwa itifaki ya mawasiliano ya uhakika kwa uhakika(dot-to-dot), imebadilishwa sehemu ya programu na mfumo ulioongezwa ufuatiliaji wa programu kulingana na kasi ya tairi. Wakati huo huo, ilihifadhiwa utangamano na matoleo ya itifaki PCI-E 1.x

Katika toleo jipya la kiwango ( PCI -Express 3.0 ), uvumbuzi kuu utakuwa mfumo wa usimbaji uliobadilishwa Na ulandanishi. Badala ya 10 kidogo mifumo ( 8 kidogo habari, 2 biti rasmi), itatumika 130 kidogo (128 kidogo habari, 2 biti rasmi). Hii itapunguza hasara kwa kasi kutoka 20% hadi ~1.5%. Pia itaundwa upya algorithm ya maingiliano kisambazaji na kipokeaji, kimeboreshwa PLL(kitanzi kilichofungwa kwa awamu).Kasi ya maambukizi inatarajiwa kuongezeka mara 2(ikilinganishwa na PCI-E 2.0), ambapo utangamano utabaki na matoleo ya awali PCI-Express.

Takriban mbao zote za kisasa kwa sasa zina sehemu ya upanuzi ya PCI-E x16. Hii haishangazi: kiongeza kasi cha picha kimewekwa ndani yake, bila ambayo kuunda kompyuta ya kibinafsi yenye tija kwa ujumla haiwezekani. Ni historia yake ya usuli, maelezo ya kiufundi na njia zinazowezekana za uendeshaji ambazo zitajadiliwa katika siku zijazo.

Asili ya kuonekana kwa slot ya upanuzi

Katika miaka ya mapema ya 2000, na slot ya upanuzi wa AGP, ambayo wakati huo ilitumiwa kwa ajili ya ufungaji, hali ilitokea wakati kiwango cha juu cha utendaji kilifikiwa na uwezo wake haukuwa wa kutosha. Kama matokeo ya hii, muungano wa PCI-SIG uliundwa, ambao ulianza kukuza programu na vifaa vya sehemu ya baadaye ya kusanidi vichapuzi vya picha. Matunda ya ubunifu wake yalikuwa vipimo vya kwanza vya PCI Express 16x 1.0 mnamo 2002.

Ili kuhakikisha upatanifu kati ya bandari mbili za usakinishaji za adapta za michoro za kipekee zilizokuwepo wakati huo, kampuni zingine zilitengeneza vifaa maalum ambavyo viliwezesha kusakinisha suluhu za picha zilizopitwa na wakati katika eneo jipya la upanuzi. Katika lugha ya wataalamu, maendeleo haya yalikuwa na jina lake - adapta ya PCI-E x16/AGP. Kusudi lake kuu ni kupunguza gharama ya kuboresha PC kwa kutumia vipengele kutoka kwa usanidi wa awali wa kitengo cha mfumo. Lakini mazoezi haya hayakuenea kutokana na ukweli kwamba kadi za video za ngazi ya kuingia kwenye interface mpya zilikuwa na gharama karibu sawa na bei ya adapta.

Sambamba na hili, marekebisho rahisi zaidi ya slot hii ya upanuzi yaliundwa kwa watawala wa nje, ambao walibadilisha bandari za PCI zilizojulikana wakati huo. Licha ya kufanana kwao kwa nje, vifaa hivi vilikuwa tofauti sana. Ikiwa AGP na PCI zinaweza kujivunia uhamisho wa habari sambamba, basi PCI Express ilikuwa interface ya serial. Utendaji wake wa juu ulihakikishwa na kiwango cha uhamisho wa data kilichoongezeka kwa kiasi kikubwa katika hali ya duplex (taarifa katika kesi hii inaweza kupitishwa kwa njia mbili mara moja).

Kiwango cha uhamisho na mbinu ya usimbaji fiche

Katika uteuzi wa kiolesura cha PCI-E x16, nambari inaonyesha idadi ya njia zinazotumiwa kuhamisha data. Katika kesi hii, kuna 16. Kila mmoja wao, kwa upande wake, ana jozi 2 za waya za kupeleka habari. Kama ilivyoelezwa, kasi ya juu inahakikishwa na ukweli kwamba jozi hizi zinafanya kazi katika hali kamili ya duplex. Hiyo ni, uhamisho wa habari unaweza kwenda kwa njia mbili mara moja.

Ili kulinda dhidi ya upotezaji unaowezekana au upotoshaji wa data iliyopitishwa, kiolesura hiki kinatumia mfumo maalum wa ulinzi wa habari unaoitwa 8V/10V. Uteuzi huu unafafanuliwa kama ifuatavyo: kwa uwasilishaji sahihi na sahihi wa bits 8 za data, lazima ziongezwe na bits 2 za huduma ili kufanya ukaguzi wa usahihi. Katika kesi hiyo, mfumo unalazimika kusambaza asilimia 20 ya habari ya huduma, ambayo haina kubeba mzigo muhimu kwa mtumiaji wa kompyuta. Lakini hii ni bei ya uendeshaji wa kuaminika na imara wa mfumo mdogo wa graphics wa kompyuta binafsi, na hakika hakuna njia ya kufanya bila hiyo.

Matoleo ya PCI-E

Kiunganishi cha PCI-E x16 ni sawa kwa nje kwenye bodi zote za mama. Tu kasi ya uhamisho wa habari katika kila kesi inaweza kutofautiana kwa kiasi kikubwa. Matokeo yake, utendaji wa kifaa pia ni tofauti. Na marekebisho ya kiolesura hiki cha picha ni kama ifuatavyo:

• Marekebisho ya 1 ya PCI - Express x16 v. 1.0 ilikuwa na matokeo ya kinadharia ya 8 Gb/s.
• PCI ya kizazi cha 2 - Express x16 v. 2.0 tayari ilijivunia mara mbili ya upitishaji wa 16 Gb/s.
• Mwelekeo kama huo tayari umeendelea kwa toleo la tatu la kiolesura hiki. Katika kesi hii, takwimu hii iliwekwa kwenye 64 Gb / s.

Haiwezekani kutofautisha kuibua na eneo la mawasiliano. Wakati huo huo, wao ni sambamba na kila mmoja. Kwa mfano, ukisakinisha kadi ya adapta ya michoro katika sehemu ya toleo la 3.0 inayokidhi vipimo vya 2.0 katika kiwango cha kimwili, basi mfumo mzima wa uchakataji utabadilika kiotomatiki hadi hali ya kasi ya chini kabisa (yaani, 2.0) na itaendelea kufanya kazi nayo. upitishaji wa 64 Gb/s .

Kizazi cha kwanza cha PCI Express

Kama ilivyoonyeshwa hapo awali, PCI Express ilianzishwa kwanza mnamo 2002. Kutolewa kwake kulionyesha kuibuka kwa kompyuta za kibinafsi zilizo na adapta nyingi za michoro, ambayo, zaidi ya hayo, inaweza kujivunia utendaji ulioongezeka hata kwa kichocheo kimoja kilichowekwa. Kiwango cha AGP 8X kinaruhusu upitishaji wa 2.1 Gb/s, na marekebisho ya kwanza ya PCI Express - 8 Gb/s.

Bila shaka, hakuna haja ya kuzungumza juu ya ongezeko la mara nane. Asilimia 20 ya ongezeko ilitumiwa kuhamisha habari za huduma, ambayo ilifanya iwezekanavyo kupata makosa.

Marekebisho ya pili ya PCI-E

Kizazi cha kwanza cha hii kilibadilishwa mnamo 2007 na PCI-E 2.0 x16. Kadi za video za kizazi cha 2, kama ilivyoonyeshwa hapo awali, ziliendana kimwili na programu na urekebishaji wa kwanza wa kiolesura hiki. Tu katika kesi hii utendaji wa mfumo wa graphics ulipunguzwa kwa kiasi kikubwa hadi kiwango cha toleo la interface la PCI Express 1.0 16x.

Kinadharia, kikomo cha uhamisho wa habari katika kesi hii kilikuwa sawa na 16 Gb/s. Lakini asilimia 20 ya ongezeko lililotokana lilitumika kwa habari za umiliki. Matokeo yake, katika kesi ya kwanza, uhamisho halisi ulikuwa sawa na: 8 Gb / s - (8 Gb / s x 20%: 100%) = 6.4 Gb / s. Na kwa ajili ya utekelezaji wa pili wa interface ya graphical, thamani hii ilikuwa tayari hii: 16 Gb / s - (16 Gb / s x 20%: 100%) = 12.8 Gb / s. Kwa kugawanya 12.8 Gb/s na 6.4 Gb/s, tunapata ongezeko halisi la utendaji la mara 2 kati ya matoleo ya 1 na 2 ya PCI Express.

Kizazi cha tatu

Sasisho la mwisho na la sasa zaidi la kiolesura hiki lilitolewa mnamo 2010. Kasi ya kilele cha PCI-E x16 katika kesi hii imeongezeka hadi 64 Gb / s, na nguvu ya juu ya adapta ya picha bila nguvu ya ziada katika kesi hii inaweza kuwa sawa na 75 W.

Chaguzi za usanidi na viongeza kasi vya michoro kwenye Kompyuta moja. Faida na hasara zao

Moja ya ubunifu muhimu zaidi wa kiolesura hiki ni uwezo wa kuwa na adapta nyingi za x16 mara moja. Katika kesi hii, kadi za video zimeunganishwa na kila mmoja na kuunda, kimsingi, kifaa kimoja. Utendaji wao wa jumla umefupishwa, na hii inakuwezesha kuongeza kwa kiasi kikubwa utendaji wa PC yako katika suala la usindikaji wa picha ya pato. Kwa ufumbuzi kutoka kwa NVidia, hali hii inaitwa SLI, na kwa wasindikaji wa graphics kutoka AMD - CrossFire.

Mustakabali wa kiwango hiki

Sehemu ya PCI-E x16 hakika haitabadilika katika siku zijazo zinazoonekana. Hii itaruhusu kadi za video zenye nguvu zaidi kutumika kama sehemu ya Kompyuta zilizopitwa na wakati na hivyo kufanya uboreshaji wa taratibu wa mfumo wa kompyuta. Sasa vipimo vya toleo la 4 la mbinu hii ya kuhamisha data vinafanyiwa kazi. Kwa adapta za michoro katika kesi hii, kiwango cha juu cha 128 GB/s kitatolewa. Hii itawawezesha kuonyesha picha kwenye skrini ya kufuatilia katika ubora wa "4K" au zaidi.

Matokeo

Iwe hivyo, PCI-E x16 kwa sasa ndio nafasi pekee ya picha na kiolesura. Itakuwa muhimu kwa muda mrefu sana. Vigezo vyake vinakuwezesha kuunda mifumo ya kompyuta ya ngazi ya kuingia na Kompyuta za juu za utendaji na accelerators kadhaa. Ni kwa sababu ya ubadilikaji huu kwamba hakuna mabadiliko makubwa yanayotarajiwa katika niche hii.

Linapokuja suala la miingiliano yoyote katika muktadha wa mifumo ya kompyuta, unahitaji kuwa mwangalifu sana "usiingie" miingiliano isiyolingana ya vipengee sawa ndani ya mfumo.

Kwa bahati nzuri, linapokuja suala la interface ya PCI-Express ya kuunganisha kadi ya video, hakutakuwa na matatizo yoyote na kutofautiana. Katika makala hii tutaangalia hili kwa undani zaidi, na pia kuzungumza juu ya PCI-Express ni nini.

Kwa nini PCI-Express inahitajika na ni nini?

Wacha tuanze, kama kawaida, na mambo ya msingi. Kiolesura cha PCI-Express (PCI-E).- hii ni njia ya mwingiliano, katika muktadha huu, inayojumuisha mtawala wa basi na yanayopangwa sambamba (Mchoro 2) juu ya ubao wa mama(kujumlisha).

Itifaki hii ya utendaji wa juu hutumiwa, kama ilivyoonyeshwa hapo juu, kuunganisha kadi ya video kwenye mfumo. Ipasavyo, ubao wa mama una slot inayolingana ya PCI-Express, ambapo adapta ya video imewekwa. Hapo awali, kadi za video ziliunganishwa kupitia interface ya AGP, lakini wakati interface hii, kwa urahisi, "haikuwa ya kutosha," PCI-E ilikuja kuwaokoa, sifa za kina ambazo tutazungumzia sasa.

Mtini.2 (mipangilio ya PCI-Express 3.0 kwenye ubao mama)

Sifa Muhimu za PCI-Express (1.0, 2.0 na 3.0)

Licha ya ukweli kwamba majina ya PCI na PCI-Express yanafanana sana, kanuni za uunganisho wao (mwingiliano) ni tofauti sana. Kwa upande wa PCI-Express, mstari hutumiwa - muunganisho wa serial wa pande mbili, wa aina ya uhakika-kwa-uhakika; kunaweza kuwa na mistari kadhaa hii. Katika kesi ya kadi za video na bodi za mama (hatuzingatii Msalaba wa Moto na SLI) zinazounga mkono PCI-Express x16 (yaani, wengi), unaweza nadhani kwa urahisi kuwa kuna mistari 16 kama hiyo (Mchoro 3). mara nyingi kwenye bodi za mama zilizo na PCI- E 1.0, iliwezekana kuona nafasi ya pili ya x8 kwa operesheni katika SLI au modi ya Msalaba wa Moto.

Kweli, katika PCI, kifaa kimeunganishwa na basi ya kawaida ya 32-bit sambamba.

Mchele. 3. Mfano wa nafasi zilizo na nambari tofauti za mistari

(kama ilivyotajwa hapo awali, x16 hutumiwa mara nyingi)

Bandwidth ya kiolesura ni 2.5 Gbit/s. Tunahitaji data hii ili kufuatilia mabadiliko katika kigezo hiki katika matoleo tofauti ya PCI-E.

Zaidi ya hayo, toleo la 1.0 lilibadilika kuwa PCI-E 2.0. Kutokana na mabadiliko haya, tulipokea mara mbili ya njia, yaani, 5 Gbit / s, lakini ningependa kutambua kwamba adapters za graphics hazikupata sana katika utendaji, kwa kuwa hii ni toleo la interface tu. Utendaji mwingi unategemea kadi ya video yenyewe; toleo la kiolesura linaweza kuboresha kidogo au kupunguza kasi ya uhamishaji wa data (katika kesi hii hakuna "breki", na kuna ukingo mzuri).

Kwa njia hiyo hiyo, mwaka wa 2010, na hifadhi, interface ilitengenezwa PCI-E 3.0, kwa sasa inatumiwa katika mifumo yote mpya, lakini ikiwa bado una 1.0 au 2.0, basi usijali - hapa chini tutazungumzia juu ya utangamano wa nyuma wa jamaa wa matoleo tofauti.

Kwa PCI-E 3.0, kipimo data kimeongezwa mara mbili ikilinganishwa na toleo la 2.0. Pia kulikuwa na mabadiliko mengi ya kiufundi yaliyofanywa huko.

Inatarajiwa kuzaliwa ifikapo 2015 PCI-E 4.0, ambayo haishangazi kabisa kwa tasnia yenye nguvu ya IT.

Naam, sawa, hebu tumalize na matoleo haya na takwimu za bandwidth, na hebu tuguse suala muhimu sana la utangamano wa nyuma wa matoleo tofauti ya PCI-Express.

Nyuma inaoana na matoleo ya PCI-Express 1.0, 2.0 na 3.0

Swali hili linasumbua wengi, haswa wakati kuchagua kadi ya video kwa mfumo wa sasa. Kwa kuwa umeridhika na mfumo ulio na ubao wa mama unaounga mkono PCI-Express 1.0, mashaka hutokea ikiwa kadi ya video iliyo na PCI-Express 2.0 au 3.0 itafanya kazi kwa usahihi? Ndiyo, itakuwa, angalau ndivyo watengenezaji ambao walihakikisha ahadi hii ya utangamano. Jambo pekee ni kwamba kadi ya video haitaweza kujidhihirisha kikamilifu katika utukufu wake wote, lakini hasara za utendaji, mara nyingi, zitakuwa zisizo na maana.

Kinyume chake, unaweza kufunga kadi za video kwa usalama na interface ya PCI-E 1.0 kwenye bodi za mama zinazounga mkono PCI-E 3.0 au 2.0, hakuna vikwazo wakati wote, hivyo uwe na uhakika kuhusu utangamano. Ikiwa, kwa kweli, kila kitu kiko sawa na mambo mengine, haya ni pamoja na usambazaji wa nguvu usio na nguvu, nk.

Kwa ujumla, tumezungumza kidogo kuhusu PCI-Express, ambayo inapaswa kukusaidia kuondoa utata mwingi na shaka kuhusu utangamano na kuelewa tofauti kati ya matoleo ya PCI-E.

Nimeulizwa swali hili zaidi ya mara moja, kwa hivyo sasa nitajaribu kujibu kwa uwazi na kwa ufupi iwezekanavyo.Ili kufanya hivyo, nitatoa picha za sehemu za upanuzi za PCI Express na PCI kwenye ubao wa mama kwa uelewa wazi zaidi na, bila shaka, nitaonyesha tofauti kuu katika sifa, yaani .e. karibuni sana utajua miingiliano hii ni nini na inaonekanaje.

Kwa hiyo, kwanza, hebu tujibu swali kwa ufupi, ni nini hasa PCI Express na PCI?

PCI Express na PCI ni nini?

PCI ni pembejeo/basi la pato la kompyuta kwa kuunganisha vifaa vya pembeni kwenye ubao mama wa kompyuta. PCI hutumiwa kuunganisha: kadi za video, kadi za sauti, kadi za mtandao, tuners za TV na vifaa vingine. Kiunganishi cha PCI kimepitwa na wakati, kwa hivyo labda hautaweza kupata, kwa mfano, kadi ya kisasa ya video inayounganisha kupitia PCI.

PCI Express(PCIe au PCI-E) ni basi ya ufuatiliaji/towe ya kompyuta kwa ajili ya kuunganisha vifaa vya pembeni kwenye ubao mama wa kompyuta. Wale. hii tayari hutumia muunganisho wa serial wa pande mbili, ambao unaweza kuwa na mistari kadhaa (x1, x2, x4, x8, x12, x16 na x32) zaidi ya mistari kama hii, juu ya bandwidth ya basi ya PCI-E. Kiolesura cha PCI Express kinatumika kuunganisha vifaa kama vile kadi za video, kadi za sauti, kadi za mtandao, viendeshi vya SSD na vingine.

Kuna matoleo kadhaa ya kiolesura cha PCI-E: 1.0, 2.0 na 3.0 (toleo la 4.0 litatolewa hivi karibuni) Kiolesura hiki kawaida huteuliwa, kwa mfano, kama hii PCI-E 3.0 x16, ambayo inamaanisha toleo la PCI Express 3.0 na njia 16.

Ikiwa tunazungumza juu ya kama, kwa mfano, kadi ya video ambayo ina interface ya PCI-E 3.0 itafanya kazi kwenye ubao wa mama unaounga mkono tu PCI-E 2.0 au 1.0, watengenezaji wanasema kwamba kila kitu kitafanya kazi, bila shaka kumbuka kwamba bandwidth itapunguzwa na uwezo wa ubao wa mama. Kwa hivyo, katika kesi hii, sidhani kama inafaa kulipia kadi ya video na toleo jipya la PCI Express ( ikiwa tu kwa siku zijazo, i.e. Je, unapanga kununua ubao mama mpya ukitumia PCI-E 3.0?) Pia, na kinyume chake, hebu sema ubao wako wa mama unaunga mkono toleo la PCI Express 3.0, na kadi yako ya video inasaidia toleo la 1.0, basi usanidi huu unapaswa pia kufanya kazi, lakini tu kwa uwezo wa PCI-E 1.0, i.e. Hakuna kizuizi hapa, kwani kadi ya video katika kesi hii itafanya kazi kwa kikomo cha uwezo wake.

Tofauti kati ya PCI Express na PCI

Tofauti kuu ya sifa ni, kwa kweli, upitishaji; kwa PCI Express ni ya juu zaidi, kwa mfano, PCI katika 66 MHz ina upitishaji wa 266 MB/sec, na PCI-E 3.0 (x16) 32 Gb/s.

Nje, interfaces pia ni tofauti, hivyo kuunganisha, kwa mfano, kadi ya video ya PCI Express kwenye slot ya upanuzi wa PCI haitafanya kazi. Miingiliano ya PCI Express na nambari tofauti za vichochoro pia ni tofauti, sasa nitaonyesha haya yote kwenye picha.

Nafasi za upanuzi za PCI Express na PCI kwenye ubao wa mama

PCI na AGP inafaa

Nafasi za PCI-E x1, PCI-E x16 na PCI

Miingiliano ya PCI Express kwenye kadi za video

Hiyo ndiyo yote niliyo nayo kwa sasa!

Ukiuliza ni kiolesura kipi kinapaswa kutumika kwa kiendeshi cha hali dhabiti kinachounga mkono itifaki ya NVMe, basi mtu yeyote (ambaye hata anajua NVMe ni nini) atajibu: bila shaka PCIe 3.0 x4! Ukweli, atakuwa na shida na kuhesabiwa haki. Kwa bora, tutapata jibu kwamba anatoa kama hizo zinaunga mkono PCIe 3.0 x4, na mambo ya kiolesura cha bandwidth. Ni hivyo, lakini mazungumzo yote juu yake yalianza tu wakati baadhi ya anatoa katika baadhi ya shughuli zilipungua ndani ya mfumo wa SATA "ya kawaida". Lakini kati ya 600 MB/s na (kinadharia sawa) 4 GB/s ya kiolesura cha PCIe 3.0 x4 kuna shimo tu, lililojazwa na tani nyingi za chaguzi! Je, ikiwa mstari mmoja wa PCIe 3.0 unatosha, kwani hii tayari ni kubwa mara moja na nusu kuliko SATA600? Kuongeza mafuta kwa moto ni wazalishaji wa mtawala ambao wanatishia kubadili PCIe 3.0 x2 katika bidhaa za bajeti, pamoja na ukweli kwamba watumiaji wengi hawana vile na vile. Kwa usahihi zaidi, kuna kinadharia, lakini wanaweza kutolewa tu kwa kurekebisha mfumo au hata kubadilisha kitu ambacho hutaki kufanya. Lakini nataka kununua gari la hali ya juu, lakini kuna hofu kwamba hakutakuwa na faida yoyote kutoka kwa hili (hata kuridhika kwa maadili kutoka kwa matokeo ya huduma za mtihani).

Lakini hii ni kweli au la? Kwa maneno mengine, ni muhimu kuzingatia pekee hali ya uendeshaji inayoungwa mkono - au bado inawezekana katika mazoezi? kuacha kanuni? Hivi ndivyo tulivyoamua kuangalia leo. Hebu cheki iwe ya haraka na usijifanye kuwa kamili, lakini taarifa iliyopokelewa inapaswa kutosha (kama inavyoonekana kwetu) angalau kufikiri juu yake ... Kwa sasa, hebu tujue kwa ufupi nadharia.

PCI Express: viwango vilivyopo na bandwidth yao

Wacha tuanze na PCIe ni nini na kiolesura hiki hufanya kazi kwa kasi gani. Mara nyingi huitwa "basi," ambayo si sahihi kiitikadi: kwa hivyo, hakuna basi ambalo vifaa vyote vimeunganishwa. Kwa kweli kuna seti ya miunganisho ya uhakika-kwa-uhakika (sawa na miingiliano mingine mingi ya serial) na kidhibiti katikati na vifaa vilivyounganishwa nayo (kila moja ambayo yenyewe inaweza kuwa kitovu cha kiwango kinachofuata).

Toleo la kwanza la PCI Express lilionekana karibu miaka 15 iliyopita. Kuzingatia matumizi ndani ya kompyuta (mara nyingi ndani ya ubao huo) ilifanya iwezekanavyo kufanya kiwango cha juu cha kasi: 2.5 gigatransactions kwa pili. Kwa sababu kiolesura ni cha mfululizo na chenye uwili kamili, njia moja ya PCIe (x1; kwa ufanisi kitengo cha atomiki) hutoa kasi ya uhamishaji data ya hadi Gbps 5. Walakini, katika kila mwelekeo ni nusu tu ya hii, i.e. 2.5 Gbps, na hii ndio kasi kamili ya kiolesura, sio "muhimu": ili kuboresha kuegemea, kila byte imesimbwa na bits 10, kwa hivyo upitishaji wa kinadharia. njia moja ya PCIe 1.x ni takriban 250 MB/s kila upande. Katika mazoezi, bado ni muhimu kuhamisha habari za huduma, na mwisho ni sahihi zaidi kuzungumza kuhusu ≈200 MB / s ya uhamisho wa data ya mtumiaji. Ambayo, hata hivyo, wakati huo haikufunika tu mahitaji ya vifaa vingi, lakini pia ilitoa hifadhi imara: kumbuka tu kwamba mtangulizi wa PCIe katika sehemu ya miingiliano ya mfumo wa molekuli, yaani basi ya PCI, ilitoa njia ya 133 MB / s. Na hata ikiwa hatuzingatii utekelezaji wa wingi tu, lakini pia chaguzi zote za PCI, kiwango cha juu kilikuwa 533 MB / s, na kwa basi nzima, i.e., PS kama hiyo iligawanywa katika vifaa vyote vilivyounganishwa nayo. Hapa, 250 MB/s (kwa kuwa kwa PCI, pia, jumla na sio matokeo muhimu hutolewa) kwa kila mstari - kwa matumizi ya kipekee. Na kwa vifaa vinavyohitaji zaidi, hapo awali iliwezekana kuunganisha mistari kadhaa kwenye kiolesura kimoja, kwa uwezo wa mbili - kutoka 2 hadi 32, i.e., toleo la x32 lililotolewa na kiwango linaweza kusambaza hadi 8 GB/s kwa kila moja. mwelekeo. Katika kompyuta za kibinafsi, x32 haikutumiwa kwa sababu ya ugumu wa kuunda na kuunganisha vidhibiti na vifaa vinavyolingana, kwa hivyo chaguo la juu lilikuwa mistari 16. Ilikuwa (na bado inatumiwa) hasa na kadi za video, kwani vifaa vingi havihitaji sana. Kwa ujumla, kwa idadi kubwa yao, mstari mmoja ni wa kutosha, lakini wengine hutumia kwa mafanikio x4 na x8: tu juu ya mada ya uhifadhi - watawala wa RAID au SSD.

Muda haukusimama, na karibu miaka 10 iliyopita toleo la pili la PCIe lilionekana. Maboresho hayakuwa tu juu ya kasi, lakini hatua ya mbele pia ilichukuliwa katika suala hili - interface ilianza kutoa gigatransactions 5 kwa pili wakati wa kudumisha mpango huo wa encoding, yaani, throughput mara mbili. Na iliongezeka mara mbili tena mnamo 2010: PCIe 3.0 hutoa gigatransactions 8 (badala ya 10) kwa sekunde, lakini upungufu umepunguzwa - sasa bits 130 zinatumika kusimba 128, sio 160 kama hapo awali. Kimsingi, toleo la PCIe 4.0 na kasi nyingine maradufu iko tayari kuonekana kwenye karatasi, lakini hatuna uwezekano wa kuiona kwenye vifaa katika siku za usoni. Kwa kweli, PCIe 3.0 bado inatumiwa katika majukwaa mengi kwa kushirikiana na PCIe 2.0, kwa sababu utendaji wa mwisho ni tu ... hauhitajiki kwa programu nyingi. Na inapohitajika, mbinu nzuri ya zamani ya kujumlisha mstari hufanya kazi. Ni kila moja tu ambayo imekuwa kasi mara nne zaidi ya miaka iliyopita, yaani, PCIe 3.0 x4 ni PCIe 1.0 x16, yanayopangwa kwa kasi zaidi katika kompyuta za katikati ya miaka ya 2000. Chaguo hili linasaidiwa na vidhibiti vya juu vya SSD, na inashauriwa kuitumia. Ni wazi kwamba ikiwa fursa kama hiyo ipo, mengi sio kidogo. Je, ikiwa hayupo? Je, kutakuwa na matatizo yoyote, na ikiwa ni hivyo, ni yapi? Hili ndilo swali tunalopaswa kushughulikia.

Mbinu ya majaribio

Si vigumu kufanya vipimo na matoleo tofauti ya kiwango cha PCIe: karibu watawala wote wanakuwezesha kutumia sio tu wanayounga mkono, lakini pia wote wa awali. Ni ngumu zaidi na idadi ya njia: tulitaka kujaribu chaguzi moja kwa moja na njia moja au mbili za PCIe. Ubao wa Asus H97-Pro Gamer ambao kwa kawaida tunatumia kwenye chipset ya Intel H97 hautumii seti kamili, lakini pamoja na sehemu ya x16 ya “processor” (ambayo kwa kawaida hutumiwa), ina nyingine inayofanya kazi katika PCIe 2.0 x2 au njia za x4. Tulitumia watatu hawa, tukiiongezea modi ya "processor" ya PCIe 2.0 ili kutathmini ikiwa kulikuwa na tofauti. Bado, katika kesi hii, hakuna "wapatanishi" wa nje kati ya processor na SSD, lakini wakati wa kufanya kazi na slot ya "chipset", kuna: chipset yenyewe, ambayo kwa kweli imeunganishwa na processor na PCIe 2.0 x4 sawa . Iliwezekana kuongeza njia kadhaa za uendeshaji, lakini bado tulikuwa tukienda kufanya sehemu kuu ya utafiti kwenye mfumo mwingine.

Ukweli ni kwamba tuliamua kuchukua fursa hii na wakati huo huo angalia "hadithi ya mijini" moja, yaani imani juu ya manufaa ya kutumia wasindikaji wa juu kwa kupima anatoa. Kwa hivyo tulichukua Core i7-5960X ya msingi-nane - jamaa ya Core i3-4170 kawaida hutumika katika majaribio (hizi ni Haswell na Haswell-E), lakini ambayo ina cores mara nne zaidi. Kwa kuongezea, bodi ya Asus Sabertooth X99 inayopatikana kwenye mapipa ni muhimu kwetu leo ​​kwa sababu ya uwepo wa slot ya PCIe x4, ambayo kwa kweli inaweza kufanya kazi kama x1 au x2. Katika mfumo huu, tulijaribu chaguzi tatu za x4 (PCIe 1.0/2.0/3.0) kutoka kwa processor na chipset PCIe 1.0 x1, PCIe 1.0 x2, PCIe 2.0 x1 na PCIe 2.0 x2 (katika hali zote, usanidi wa chipset umewekwa alama kwenye michoro na (c)) Inaeleweka kugeukia toleo la kwanza la PCIe sasa, kwa kuzingatia ukweli kwamba hakuna bodi moja ambayo inasaidia tu toleo hili la kiwango na inaweza kuwasha kutoka kwa kifaa cha NVMe? Kutoka kwa mtazamo wa vitendo, hapana, lakini kuangalia uwiano wa kudhaniwa wa priori wa PCIe 1.1 x4 = PCIe 2.0 x2 na kadhalika, itakuwa muhimu kwetu. Ikiwa mtihani unaonyesha kuwa kasi ya basi inalingana na nadharia, basi haijalishi kwamba bado hatujaweza kupata njia muhimu za kuunganisha PCIe 3.0 x1/x2: ya kwanza itakuwa sawa na PCIe 1.1 x4 au PCIe. 2.0 x2, na ya pili - PCIe 2.0 x4 . Na tunao.

Kwa upande wa programu, tulijiwekea kikomo kwa Huduma za Uhifadhi za Anvil pekee 1.1.0: hupima sifa mbalimbali za kiwango cha chini za viendeshi vizuri kabisa, na hatuhitaji kitu kingine chochote. Kinyume chake kabisa: ushawishi wowote wa vipengele vingine vya mfumo haufai sana, kwa hivyo synthetics ya kiwango cha chini kwa madhumuni yetu hayana mbadala.

Tulitumia 240 GB Patriot Hellfire kama "giligili ya kufanya kazi". Kama ilivyoanzishwa wakati wa majaribio, huyu sio mmiliki wa rekodi ya utendaji, lakini sifa zake za kasi zinaendana kabisa na matokeo ya SSD bora za darasa moja na uwezo sawa. Ndiyo, na tayari kuna vifaa vya polepole kwenye soko, na kutakuwa na zaidi na zaidi yao. Kimsingi, itawezekana kurudia vipimo na kitu haraka, lakini, kwa maoni yetu, hakuna haja ya hii - matokeo yanatabirika. Lakini tusijitangulie, bali tuone kile tulichonacho.

Matokeo ya mtihani

Wakati wa kupima Moto wa Kuzimu, tuligundua kuwa kasi ya juu ya shughuli za mfuatano inaweza "kuminywa" ndani yake tu na mzigo wa nyuzi nyingi, kwa hivyo hii pia inahitaji kuzingatiwa kwa siku zijazo: upitishaji wa kinadharia ni wa kinadharia tu, kwa sababu. data "halisi" iliyopokelewa katika programu tofauti chini ya hali tofauti haitategemea tena, lakini kwa programu hizi na hali - katika kesi, kwa kweli, wakati hali za nguvu haziingilii :) Hizi ndizo hali ambazo tuko. sasa inaangalia: tayari imesemwa hapo juu kuwa PCIe 1.x x1 ni ≈200 MB/s, na ndivyo tunavyoona. Njia mbili za PCIe 1.x au moja ya PCIe 2.0 ni haraka mara mbili, na ndivyo tunavyoona. Njia nne za PCIe 1.x, PCIe 2.0 mbili au PCIe 3.0 moja ni haraka mara mbili, ambayo ilithibitishwa kwa chaguo mbili za kwanza, hivyo ya tatu haiwezekani kuwa tofauti. Hiyo ni, kimsingi, uboreshaji, kama inavyotarajiwa, ni bora: shughuli ni za mstari, flash inawashughulikia vizuri, kwa hivyo kiolesura ni muhimu. Mweko unasimama kukabiliana vizuri kwa PCIe 2.0 x4 kwa kurekodi (ambayo inamaanisha PCIe 3.0 x2 inafaa pia). Kusoma "inaweza" kuwa zaidi, lakini hatua ya mwisho tayari inatoa moja na nusu, na sio mara mbili (kama inavyowezekana) kuongezeka. Pia tunaona kuwa hakuna tofauti inayoonekana kati ya chipset na vidhibiti vya processor, na kati ya majukwaa pia. Hata hivyo, LGA2011-3 iko mbele kidogo, lakini kidogo tu.

Kila kitu ni laini na nzuri. Lakini hairarui violezo: kiwango cha juu katika majaribio haya ni kidogo zaidi ya 500 MB/s, na hii ina uwezo kabisa hata wa SATA600 au (katika programu ya majaribio ya leo) PCIe 1.0 x4 / PCIe 2.0 x2 / PCIe 3.0 x1. Hiyo ni kweli: usifadhaike na kutolewa kwa vidhibiti vya bajeti kwa PCIe x2 au kuwepo kwa mistari mingi tu (na toleo la 2.0 la kiwango) katika nafasi za M.2 kwenye baadhi ya bodi wakati zaidi hazihitajiki. Wakati mwingine huhitaji kiasi hicho: matokeo ya juu yalipatikana kwa foleni ya amri 16, ambayo si ya kawaida kwa programu zinazozalishwa kwa wingi. Mara nyingi kuna foleni iliyo na amri 1-4, na kwa hili unaweza kupata kwa mstari mmoja wa PCIe ya kwanza na hata SATA ya kwanza kabisa. Hata hivyo, kuna overheads na mambo mengine, hivyo interface haraka ni muhimu. Walakini, kuwa haraka sana labda sio hatari.

Pia, katika jaribio hili majukwaa yanafanya tofauti, na kwa foleni ya amri moja - kimsingi tofauti. "Shida" sio kwamba cores nyingi ni mbaya. Hazitumiwi hapa hata hivyo, isipokuwa labda moja, na sio sana kwamba hali ya kuongeza inatumika kikamilifu. Kwa hivyo tuna tofauti ya karibu 20% katika mzunguko wa msingi na mara moja na nusu katika kumbukumbu ya cache - katika Haswell-E inafanya kazi kwa mzunguko wa chini, na si synchronously na cores. Kwa ujumla, jukwaa la juu linaweza tu kuwa muhimu kwa kugonga "Yops" ya juu kupitia hali ya nyuzi nyingi na kina cha foleni ya amri. Huruma pekee ni kwamba kutoka kwa mtazamo wa kazi ya vitendo, hii ni synthetics kabisa ya spherical katika utupu :)

Kwenye kurekodi, hali haijabadilika kimsingi - kwa kila maana. Lakini kinachofurahisha ni kwamba kwenye mifumo yote miwili hali ya PCIe 2.0 x4 kwenye slot ya "processor" iligeuka kuwa ya haraka zaidi. Juu ya zote mbili! Na kwa ukaguzi / ukaguzi tena. Kwa wakati huu huwezi kusaidia lakini fikiria ikiwa unahitaji hivi ndivyo viwango vyako vipya Au ni bora kutokimbilia mahali popote ...

Wakati wa kufanya kazi na vitalu vya ukubwa tofauti, idyll ya kinadharia imevunjika na ukweli kwamba kuongeza kasi ya interface bado kuna maana. Takwimu zinazotokana ni kwamba njia kadhaa za PCIe 2.0 zingetosha, lakini kwa kweli katika kesi hii utendaji ni wa chini kuliko ule wa PCIe 3.0 x4, ingawa sio mara kadhaa. Na kwa ujumla, hapa jukwaa la bajeti "hufunga" moja ya juu kwa kiasi kikubwa zaidi. Lakini ni aina hii ya uendeshaji ambayo hupatikana hasa katika programu ya maombi, yaani, mchoro huu ni karibu zaidi na ukweli. Matokeo yake, haishangazi kwamba miingiliano yenye nene na itifaki za mtindo haitoi athari yoyote ya "wow". Kwa usahihi zaidi, wale wanaogeuka kutoka kwa mechanics watapewa, lakini sawa na gari lolote la hali imara na interface yoyote itampa.

Jumla

Ili kurahisisha kuona picha ya hospitali kwa ujumla, tulitumia alama iliyotolewa na programu (jumla - ya kusoma na kuandika), kuirekebisha kulingana na hali ya "chipset" ya PCIe 2.0 x4: kwa sasa iko. inapatikana zaidi, kwani inapatikana hata kwenye majukwaa ya LGA1155 au AMD bila hitaji la "kukosea" kadi ya video. Kwa kuongeza, ni sawa na PCIe 3.0 x2, ambayo watawala wa bajeti wanajitayarisha kusimamia. Na kwenye jukwaa mpya la AMD AM4, tena, hii ndiyo hali ambayo inaweza kupatikana bila kuathiri kadi ya video ya discrete.

Kwa hiyo tunaona nini? Utumiaji wa PCIe 3.0 x4, ikiwezekana, ni bora, lakini sio lazima: inaleta utendaji wa ziada wa 10% kwa anatoa za NVMe za darasa la kati (katika sehemu yake ya juu). Na hata wakati huo - kwa sababu ya shughuli ambazo, kwa ujumla, hazipatikani mara nyingi katika mazoezi. Kwa nini chaguo hili linatekelezwa katika kesi hii? Kwanza, kulikuwa na fursa kama hiyo, lakini hifadhi haitoshi kwa mfukoni. Pili, kuna anatoa kwa kasi zaidi kuliko mtihani wetu wa Kuzimu wa Patriot. Tatu, kuna maeneo ya shughuli ambapo mizigo ambayo ni "atypical" kwa mfumo wa desktop ni ya kawaida kabisa. Zaidi ya hayo, hapa ndipo utendakazi wa mfumo wa kuhifadhi data, au angalau uwezo wa kufanya sehemu yake haraka sana, ni muhimu zaidi. Lakini hii haitumiki kwa kompyuta za kawaida za kibinafsi.

Ndani yao, kama tunavyoona, matumizi ya PCIe 2.0 x2 (au, ipasavyo, PCIe 3.0 x1) haisababishi kupungua kwa kasi kwa utendaji - tu kwa 15-20%. Na hii licha ya ukweli kwamba katika kesi hii tulipunguza uwezo wa mtawala mara nne! Kwa shughuli nyingi upitishaji huu unatosha. Mstari mmoja wa PCIe 2.0 haitoshi tena, kwa hiyo ni mantiki kwa watawala kuunga mkono PCIe 3.0 - na kutokana na uhaba mkubwa wa mistari katika mfumo wa kisasa, hii itafanya kazi vizuri. Kwa kuongezea, upana wa x4 ni muhimu - hata ikiwa hakuna msaada kwa matoleo ya kisasa ya PCIe kwenye mfumo, bado itakuruhusu kufanya kazi kwa kasi ya kawaida (ingawa polepole kuliko inavyoweza) ikiwa kuna nafasi pana zaidi au chini. .

Kimsingi, idadi kubwa ya matukio ambayo kumbukumbu ya flash yenyewe inageuka kuwa kizuizi (ndio, hii inawezekana na ni ya asili sio tu kwa mechanics) inaongoza kwa ukweli kwamba njia nne za toleo la tatu la PCIe kwenye hii. gari ni karibu mara 3.5 haraka kuliko ile ya kwanza - upitishaji wa kinadharia wa kesi hizi mbili hutofautiana kwa mara 16. Ambayo, kwa kweli, haimaanishi kuwa unahitaji kukimbilia kujua miingiliano ya polepole sana - wakati wao umekwenda milele. Ni kwamba tu uwezekano mwingi wa miingiliano ya haraka inaweza kupatikana tu katika siku zijazo. Au katika hali ambayo mtumiaji wa kawaida wa kompyuta ya kawaida hatawahi kukutana moja kwa moja katika maisha yake (isipokuwa wale ambao wanapenda kujilinganisha na nani anajua nini). Kweli, hiyo ndiyo yote.