บัส PCI Express ทำงานอย่างไร สล็อต PCI และการ์ดมาตรฐาน

ผู้ใช้พีซีทุกคนได้เปิด Device Manager บนคอมพิวเตอร์ของตนอย่างน้อยหนึ่งครั้ง ไม่สำคัญว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปทั่วไปหรือแล็ปท็อป คุณจะพบสิ่งที่เรียกว่าคอนโทรลเลอร์ PCI ได้ทุกที่ มันคืออะไรและทำไมจึงจำเป็นบนคอมพิวเตอร์? จะหาได้ที่ไหนและจะทำอย่างไรกับมัน?

คอนโทรลเลอร์ PCI คืออะไร?

PCI เป็นบัสสากลสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ โดยปกติแล้วจะอยู่บนเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์และสามารถเชื่อมต่อกับบอร์ดเพิ่มเติมต่างๆได้ เจ้าของคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปจะค้นหาตัวเชื่อมต่อ PCI บนพีซีของตนได้ง่ายขึ้น เมื่อคุณถอดฝาครอบด้านข้างของเคสออก คุณจะเห็นเมนบอร์ดของพีซีของคุณ และมีขั้วต่อสีขาวขนาดใหญ่หลายตัวอยู่บนนั้น ตัวเชื่อมต่อเหล่านี้เรียกว่าบัส PCI ด้วยความช่วยเหลือเหล่านี้ คุณสามารถเชื่อมต่อการ์ดแสดงผล การ์ดเสียง การ์ดที่มีขั้วต่อเพิ่มเติม (USB หรือ COM) การ์ดเครือข่าย ฯลฯ เข้ากับเมนบอร์ดได้

ตัวควบคุม PCI นั้นเป็นส่วนหนึ่งของมาเธอร์บอร์ดและรับผิดชอบการทำงานปกติของบัสและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่ ขั้วต่อ PCI มีหลากหลายเวอร์ชันและได้รับการออกแบบมาสำหรับบอร์ดประเภทต่างๆ หากคุณดูเมนบอร์ด PC อย่างใกล้ชิด คุณจะสังเกตเห็นว่าขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อการ์ดแสดงผลนั้นแตกต่างจากที่อื่น สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการ์ดแสดงผลมีอัตราการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับเมนบอร์ดที่สูงกว่าและยังใช้ไฟฟ้ามากกว่าอีกด้วย บนเมนบอร์ด คุณยังสามารถหาขั้วต่อ PCI ขนาดเล็ก ซึ่งออกแบบมาสำหรับเครือข่ายหรือการ์ดอื่นๆ ที่ใช้พลังงานน้อยกว่าและไม่ต้องใช้ช่องทางการถ่ายโอนข้อมูลที่กว้าง

การติดตั้งอุปกรณ์ PCI

เมื่อเลือกอุปกรณ์เพิ่มเติมสำหรับพีซีของคุณ ให้ค้นหาเวอร์ชันของตัวเชื่อมต่อ PCI ที่ติดตั้งบนเมนบอร์ดของคุณ โปรดจำไว้ว่า เวอร์ชันต่างๆ ของตัวเชื่อมต่อเหล่านี้มีรูปร่างต่างกัน ดังนั้นอุปกรณ์สำหรับตัวเชื่อมต่อเวอร์ชันหนึ่งจะไม่สามารถเข้ากันได้ทางกายภาพกับตัวเชื่อมต่อเวอร์ชันอื่นที่พบในเมนบอร์ด

การค้นหาว่าอุปกรณ์เข้ากันได้กับมาเธอร์บอร์ดของคุณหรือไม่นั้นค่อนข้างง่าย:

  1. ดาวน์โหลด Everest ติดตั้งและรัน
  2. ในคอลัมน์ด้านซ้ายเลือก "อุปกรณ์" และเลือก "อุปกรณ์ PCI" ที่นั่น หน้าต่างกลางของโปรแกรมจะแบ่งออกเป็นสองส่วน หน้าต่างด้านบนจะแสดงรายการอุปกรณ์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับบัส PCI เมื่อคลิกที่อุปกรณ์ในหน้าต่างด้านล่างคุณจะเห็นข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์และบัสที่เชื่อมต่ออยู่ คุณสามารถดูเวอร์ชันบัส PCI ได้ที่นี่
  3. คุณสามารถทำได้ง่ายขึ้นและค้นหาคำอธิบายของมาเธอร์บอร์ดของคุณบนอินเทอร์เน็ต จากนั้นเปรียบเทียบกับคุณสมบัติของอุปกรณ์ที่คุณต้องการติดตั้ง คุณสามารถค้นหารุ่นเมนบอร์ดได้โดยใช้โปรแกรม Everest โดยเปิดส่วน "เมนบอร์ด"

หากบอร์ดที่เลือกเข้ากันได้กับเมนบอร์ดของคุณ คุณสามารถดำเนินการติดตั้งอุปกรณ์ได้โดยตรง

  1. ถอดฝาครอบด้านข้างของเคสพีซีออก
  2. เลือกสล็อต PCI ที่จะติดตั้งอุปกรณ์หรือถอดอุปกรณ์ที่คุณต้องการเปลี่ยนใหม่ออกจากสล็อตที่ต้องการ
  3. เพียงใส่การ์ดอย่างระมัดระวังเพื่อให้เข้ากับขั้วต่อได้พอดี คุณไม่สามารถผิดพลาดได้ที่นี่เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ทางกายภาพที่จะติดตั้งบอร์ดเข้ากับขั้วต่ออย่างไม่ถูกต้อง
  4. เชื่อมต่อขั้วต่อเพิ่มเติม (หากจำเป็น) และเปลี่ยนฝาครอบตัวเรือน
  5. เริ่มพีซีของคุณ เมื่อระบบปฏิบัติการบูท คุณจะเห็นข้อความระบบแจ้งว่ามีการเชื่อมต่ออุปกรณ์ใหม่แล้ว ติดตั้งไดรเวอร์ที่จำเป็นสำหรับการทำงานจากดิสก์การติดตั้งที่มาพร้อมกับอุปกรณ์ ดาวน์โหลดไดรเวอร์จากเครือข่าย หรือใช้การติดตั้งไดรเวอร์อัตโนมัติ

ปัญหาที่เกิดขึ้นกับคอนโทรลเลอร์ PCI

บางครั้งหลังจากติดตั้งระบบปฏิบัติการใหม่ อาจเกิดปัญหาต่อไปนี้ - ระบบจะไม่สามารถจดจำคอนโทรลเลอร์ PCI ได้ เมื่อคุณเปิดตัวจัดการอุปกรณ์คุณจะพบรายการ "ฮาร์ดแวร์ที่ไม่รู้จัก" แทนที่จะเป็น "ตัวควบคุม PCI" วิธีแก้ปัญหานั้นง่ายมาก - ดาวน์โหลดไดรเวอร์ที่จำเป็นจากเว็บไซต์ของผู้ผลิตเมนบอร์ดของคุณและติดตั้ง

#PCI_เอ็กซ์เพรส

บัสอนุกรม PCI Express ซึ่งพัฒนาโดย Intel และพันธมิตร มีจุดมุ่งหมายเพื่อแทนที่บัส PCI แบบขนานและ AGP รุ่นพิเศษแบบขยาย แม้จะมีชื่อคล้ายกัน แต่บัส PCI และ PCI Express ก็มีความเหมือนกันเพียงเล็กน้อย โปรโตคอลการถ่ายโอนข้อมูลแบบขนานที่ใช้ใน PCI กำหนดข้อจำกัดเกี่ยวกับแบนด์วิธและความถี่ของบัส การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมที่ใช้ใน PCI Express ช่วยให้สามารถปรับขยายได้ (ข้อมูลจำเพาะอธิบายการใช้งาน PCI Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x และ 32x) ในขณะนี้บัสเวอร์ชันปัจจุบันที่มีดัชนี 3.0

PCI-E3.0

ในเดือนพฤศจิกายน 2010 องค์กร PCI-SIG ซึ่งเป็นผู้กำหนดมาตรฐานเทคโนโลยี PCI Express ได้ประกาศการนำข้อกำหนด PCIe Base 3.0 มาใช้
ความแตกต่างที่สำคัญจาก PCIe สองเวอร์ชันก่อนหน้านี้ถือได้ว่าเป็นแผนการเข้ารหัสที่ได้รับการแก้ไข - ตอนนี้แทนที่จะเป็นข้อมูลที่เป็นประโยชน์ 8 บิตจาก 10 บิตที่ส่ง (8b/10b) ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ 128 บิตจาก 130 บิตที่ส่งสามารถส่งได้ ผ่านทางรถบัสเช่น ค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนักบรรทุกเกือบเกือบ 100% นอกจากนี้ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลยังเพิ่มขึ้นเป็น 8 GT/s ให้เราจำไว้ว่าค่านี้สำหรับ PCIe 1.x คือ 2.5 GT/s และสำหรับ PCIe 2.x - 5 GT/s
การเปลี่ยนแปลงข้างต้นทั้งหมดทำให้แบนด์วิธบัสเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับบัส PCI-E 2.x ซึ่งหมายความว่าแบนด์วิดธ์บัส PCIe 3.0 ทั้งหมดในการกำหนดค่า 16x จะสูงถึง 32 Gb/s โปรเซสเซอร์ตัวแรกที่ติดตั้งคอนโทรลเลอร์ PCIe 3.0 คือโปรเซสเซอร์ Intel ที่ใช้สถาปัตยกรรมไมโคร Ivy Bridge

แม้ว่าแบนด์วิดท์ของ PCI-E 3.0 จะเพิ่มขึ้นมากกว่าสามเท่าเมื่อเทียบกับ PCI-E 1.1 แต่ประสิทธิภาพของการ์ดแสดงผลเดียวกันเมื่อใช้อินเทอร์เฟซต่างกันก็ไม่ได้แตกต่างกันมากนัก ตารางด้านล่างแสดงผลการทดสอบ GeForce GTX 980 ในการทดสอบต่างๆ การวัดดำเนินการด้วยการตั้งค่ากราฟิกเดียวกันในการกำหนดค่าเดียวกัน เวอร์ชันบัส PCI-E มีการเปลี่ยนแปลงในการตั้งค่า BIOS

PCI Express 3.0 ยังคงสามารถใช้งานร่วมกับ PCIe เวอร์ชันก่อนหน้าได้

PCI-E 2.0

ในปี 2550 มีการใช้ข้อกำหนดบัส PCI Express ใหม่ 2.0 ความแตกต่างหลักคือแบนด์วิธเป็นสองเท่าของแต่ละสายส่งในแต่ละทิศทางนั่นคือ ในกรณีของ PCI-E 16x เวอร์ชันยอดนิยมที่ใช้ในการ์ดแสดงผล ปริมาณงานจะอยู่ที่ 8Gb/วินาทีในแต่ละทิศทาง ชิปเซ็ตตัวแรกที่รองรับ PCI-E 2.0 คือ Intel X38

PCI-E 2.0 สามารถใช้งานร่วมกับ PCI-E 1.0 ย้อนหลังได้อย่างสมบูรณ์ เช่น อุปกรณ์ PCI-E 1.0 ที่มีอยู่ทั้งหมดสามารถทำงานในสล็อต PCI-E 2.0 และในทางกลับกัน

PCI-E1.1

อินเทอร์เฟซ PCI Express เวอร์ชันแรกซึ่งปรากฏในปี 2545 ให้ปริมาณงาน 500 MB/s ต่อบรรทัด

การเปรียบเทียบความเร็วการทำงานของ PCI-E รุ่นต่างๆ

บัส PCI ทำงานที่ 33 หรือ 66 MHz และให้แบนด์วิดท์ 133 หรือ 266 MB/วินาที แต่แบนด์วิดท์นี้จะถูกแชร์ระหว่างอุปกรณ์ PCI ทั้งหมด ความถี่ที่บัส PCI Express ทำงานคือ 1.1 - 2.5 GHz ซึ่งให้ปริมาณงาน 2500 MHz / 10 * 8 = 250 * 8 Mbps = 250 Mbps (เนื่องจากการเข้ารหัสซ้ำซ้อนสำหรับการส่งข้อมูล 8 บิต จริงๆ แล้ว 10 บิต ข้อมูลที่ส่ง) สำหรับอุปกรณ์ PCI Express 1.1 x1 แต่ละตัวในทิศทางเดียว หากมีหลายบรรทัด ในการคำนวณปริมาณงาน ค่า 250 Mb/วินาทีจะต้องคูณด้วยจำนวนบรรทัดและด้วย 2 เนื่องจาก PCI Express เป็นบัสแบบสองทิศทาง

จำนวนเลน PCI Express 1.1 ปริมาณงานทางเดียว ปริมาณงานทั้งหมด
1 250 เมกะไบต์/วินาที 500 เมกะไบต์/วินาที
2 500 เมกะไบต์/วินาที 1GB/วินาที
4 1GB/วินาที 2GB/วินาที
8 2GB/วินาที 4GB/วินาที
16 4GB/วินาที 8GB/วินาที
32 8GB/วินาที 16GB/วินาที

ใส่ใจ! คุณไม่ควรพยายามติดตั้งการ์ด PCI Express ลงในสล็อต PCI และในทางกลับกัน การ์ด PCI จะไม่ติดตั้งลงในสล็อต PCI Express อย่างไรก็ตาม สามารถติดตั้งการ์ด PCI Express 1x ได้และส่วนใหญ่จะทำงานได้ตามปกติในสล็อต PCI Express 8x หรือ 16x แต่กลับกันไม่ได้: การ์ด PCI Express 16x จะไม่พอดีกับสล็อต PCI Express 1x .

พีซีไอ - ด่วน (PCIeพีซีไอ -จ)– เปิดตัวบัสอนุกรมและยูนิเวอร์แซลบัสครั้งแรก 22 กรกฎาคม 2545ปี.

เป็น ทั่วไป, การรวมเป็นหนึ่งบัสสำหรับโหนดทั้งหมดของบอร์ดระบบ ซึ่งมีอุปกรณ์ทั้งหมดที่เชื่อมต่ออยู่ร่วมกัน มาเปลี่ยนยางเก่า พีซีไอและการเปลี่ยนแปลงของมัน เอจีพีเนื่องจากข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นสำหรับปริมาณงานของบัสและการไม่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพความเร็วของรุ่นหลังด้วยต้นทุนที่สมเหตุสมผล

ยางจะทำหน้าที่เป็น สวิตช์เพียงส่งสัญญาณ จากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งโดยไม่ต้องเปลี่ยนมัน สิ่งนี้ทำให้โดยไม่สูญเสียความเร็วอย่างเห็นได้ชัด โดยมีการเปลี่ยนแปลงและข้อผิดพลาดน้อยที่สุดส่งและรับสัญญาณ

ข้อมูลบนรถบัสไป เริม(full duplex) กล่าวคือ พร้อมกันทั้งสองทิศทางด้วยความเร็วเท่ากัน และ สัญญาณตามแนว ไหลอย่างต่อเนื่องแม้ว่าอุปกรณ์จะปิดอยู่ก็ตาม (เป็นกระแสตรงหรือสัญญาณบิตเป็นศูนย์)

การซิงโครไนซ์สร้างโดยใช้วิธีซ้ำซ้อน นั่นคือแทนที่จะเป็น 8 บิตข้อมูลถูกส่ง 10 บิตซึ่งสองในนั้นคือ เป็นทางการ (20% ) และให้บริการในลำดับที่แน่นอน บีคอนสำหรับ การซิงโครไนซ์เครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาหรือ การระบุข้อผิดพลาด- ดังนั้นความเร็วที่ประกาศไว้สำหรับหนึ่งบรรทัดใน 2.5 กิกะบิตจริงๆ แล้วเท่ากับประมาณ 2.0 กิกะบิตต่อวินาทีจริง.

โภชนาการอุปกรณ์แต่ละชิ้นบนรถบัส เลือกแยกกันและควบคุมโดยใช้เทคโนโลยี ASPM (การจัดการพลังงานของรัฐที่ใช้งานอยู่- จะช่วยให้เมื่ออุปกรณ์ไม่ได้ใช้งาน (โดยไม่ต้องส่งสัญญาณ) ลดเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาลงและให้บัสเข้าสู่โหมด ลดการใช้พลังงาน- หากไม่ได้รับสัญญาณภายในเวลาไม่กี่ไมโครวินาที อุปกรณ์ดังกล่าว ถือว่าไม่ได้ใช้งานและเข้าสู่โหมด ความคาดหวัง(เวลาขึ้นอยู่กับประเภทอุปกรณ์)

ลักษณะความเร็วในสองทิศทาง พีซีไอ - เอ็กซ์เพรส 1.0 :*

1 x PCI-E~ 500 Mbps

4x PCI-E~ 2 กิกะบิตต่อวินาที

8 x PCI-E~ 4 กิกะบิตต่อวินาที

16x PCI-E~ 8 กิกะบิตต่อวินาที

32x PCI-E~ 16 กิกะบิตต่อวินาที

*ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลในทิศทางเดียวต่ำกว่าตัวบ่งชี้เหล่านี้ 2 เท่า

15 มกราคม 2550 PCI-SIGได้ออกสเปคอัพเดตที่เรียกว่า PCI-Express 2.0

การปรับปรุงหลักอยู่ที่ ความเร็วเพิ่มขึ้น 2 เท่าการถ่ายโอนข้อมูล ( 5.0 กิกะเฮิร์ตซ์, ขัดต่อ 2.5GHzในเวอร์ชันเก่า) ดีขึ้นอีกด้วย โปรโตคอลการสื่อสารแบบจุดต่อจุด(จุดต่อจุด) แก้ไขแล้ว ส่วนประกอบซอฟต์แวร์และเพิ่มระบบ การตรวจสอบซอฟต์แวร์ตามความเร็วของยาง ขณะเดียวกันก็ได้รับการอนุรักษ์ไว้ ความเข้ากันได้ด้วยเวอร์ชันโปรโตคอล PCI-E 1.x

ในเวอร์ชันใหม่ของมาตรฐาน ( พีซีไอ -เอ็กซ์เพรส 3.0 ) นวัตกรรมหลักจะเป็น ระบบการเข้ารหัสที่ปรับเปลี่ยนและ การซิงโครไนซ์- แทน 10 บิตระบบ ( 8 บิตข้อมูล, 2 บิตอย่างเป็นทางการ) จะใช้บังคับ 130 บิต (128 บิตข้อมูล, 2 บิตเป็นทางการ). สิ่งนี้จะลดน้อยลง การสูญเสียด้วยความเร็ว จาก 20% ถึง ~1.5%- จะได้รับการออกแบบใหม่ด้วย อัลกอริธึมการซิงโครไนซ์เครื่องส่งและเครื่องรับได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น พีแอลแอล(ลูปล็อคเฟส)อัตรารับส่งข้อมูลคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 2 ครั้ง(เมื่อเทียบกับ PCI-E 2.0), ในขณะที่ ความเข้ากันได้จะยังคงอยู่กับรุ่นก่อนๆ PCI Express.

บทความนี้จะกล่าวถึงอุปกรณ์ PCI ที่พบบ่อยที่สุดในปัจจุบัน มันคืออะไรและเมื่อใดที่คุณไม่สามารถทำได้หากไม่มีสิ่งนี้คือคำถามสำคัญของเนื้อหานี้ แม้ว่ามาตรฐานนี้ค่อยๆ กลายเป็นเรื่องในอดีตไปแล้ว แต่มาตรฐานนี้ก็ยังคงมีความเกี่ยวข้องไปอีกนาน โดยพื้นฐานแล้วถือได้ว่าเป็นต้นกำเนิดของอินเทอร์เฟซ USB และ PCI-Express ที่ทันสมัยที่สุดซึ่งเข้ามาแทนที่

ลักษณะของยาง

ก่อนที่เราจะได้รับคำตอบสำหรับคำถาม: "อุปกรณ์ PCI: คืออะไรและใช้ที่ไหน" เรามาพิจารณาคุณลักษณะของบัสนี้กันก่อน มาตรฐานนี้เริ่มมีชัยชนะในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2534 โปรเซสเซอร์ตัวแรกที่สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์คือ 80486 หลังจากนั้นไม่นาน Pentium ตัวแรกก็ปรากฏตัวขึ้น ซึ่งเผยให้เห็นถึงศักยภาพของมันมากยิ่งขึ้น ตามทางกายภาพแล้ว ตัวย่อนี้จะซ่อนกลุ่มของตัวเชื่อมต่อที่บัดกรีไว้บนเมนบอร์ด ไมโครวงจรตัวหนึ่งที่ติดตั้งอยู่นั้นมีหน้าที่รับผิดชอบในการจัดระเบียบงานของพวกเขา ลักษณะของ PCI มีดังนี้:

  • ขนาดบิต - 32/64 บิต
  • ความถี่ในการทำงาน - 33 หรือ 66 MHz
  • สูงสุด - 500 MB/s (สำหรับเวอร์ชัน 64-บิต PCI 2.0)
  • แรงดันไฟฟ้า - 3.3 V (สำหรับ 32 บิต) หรือ 5 V (สำหรับ 64 บิต)

ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งซึ่งกำหนดอนาคตของมาตรฐานนี้ไว้ล่วงหน้า Intel ทำให้มัน "เปิด" นั่นคือนักพัฒนาแต่ละคนสามารถพัฒนาบอร์ดขยายที่จะทำงานได้โดยไม่มีปัญหากับมาตรฐานนี้หากต้องการ

อุปกรณ์ใดบ้างที่สามารถติดตั้งได้

สามารถติดตั้งอุปกรณ์ได้หลากหลายในสล็อตขยาย PCI ในหมู่พวกเขาคือ:

  • อะแดปเตอร์กราฟิก
  • การ์ดเสียง.
  • จูนเนอร์
  • บอร์ดขยาย
  • การ์ดเครือข่าย

รายการนี้สามารถดำเนินต่อไปได้อย่างไม่มีกำหนด โดยพื้นฐานแล้วนี่คืออะนาล็อกที่สมบูรณ์ของบัส USB สมัยใหม่ แต่มีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่ต่ำกว่าเท่านั้น แม้แต่ไดรเวอร์อุปกรณ์ PCI ก็ได้รับการติดตั้งในลักษณะเดียวกัน แนวคิดหลายประการที่นำมาใช้ในบัสรุ่นเก่านี้ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมในมาตรฐานที่ทันสมัยยิ่งขึ้น มีอิทธิพลอย่างมากต่อการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ต่อไป

อะแดปเตอร์กราฟิก

การ์ดแสดงผล PCI ถูกใช้เพื่อแสดงกราฟิก ครั้งหนึ่ง สิ่งนี้ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบคอมพิวเตอร์ได้อย่างมาก และปลดล็อคศักยภาพของโปรเซสเซอร์ 80486 และ Pentium รุ่นแรกได้อย่างเต็มที่

แต่เวลาไม่หยุดนิ่ง การตัดสินใจเชิงปฏิวัติในตอนนั้นล้าสมัยไปแล้วทั้งทางศีลธรรมและทางร่างกาย จนถึงปี 1997 ตัวเร่งความเร็วกราฟิกดังกล่าวไม่มีระบบอะนาล็อก ดังนั้นจึงสามารถพบได้ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลทุกเครื่อง และมีเพียงการปรากฏบนเมนบอร์ดเท่านั้นที่อะแดปเตอร์ดังกล่าวได้เปิดทางให้กับโซลูชันกราฟิกใหม่ในแง่ของประสิทธิภาพ

ปัจจุบันการ์ดแสดงผล PCI เป็นสิ่งที่หายาก สามารถพบได้เฉพาะในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่เก่ามากเท่านั้น อาจกล่าวได้ว่านี่เป็นยุคสมัยแล้ว ประสิทธิภาพเพียงพอสำหรับการแก้ปัญหางานที่ง่ายที่สุดเท่านั้น - การพิมพ์ข้อความการทำงานและการดูรูปภาพ แต่ด้วยแอปพลิเคชันที่ซับซ้อนมากขึ้นปัญหาจะเกิดขึ้นอย่างแน่นอนและในกรณีนี้จะเป็นการดีกว่าที่จะไม่เรียกใช้งาน

การ์ดเสียง

การ์ดเสียงก็เป็นอุปกรณ์ PCI ประเภทหนึ่งเช่นกัน นี่คืออะไร? คำตอบสำหรับคำถามนี้ค่อนข้างง่าย จนถึงปี 1997 เมนบอร์ดไม่มีอะแดปเตอร์เสียงในตัว ดังนั้นจึงมีการใช้อุปกรณ์ดังกล่าวอย่างแม่นยำเพื่อจัดระเบียบระบบเสียง ในอีกด้านหนึ่งบอร์ดดังกล่าวมีตัวเชื่อมต่อ "คลาสสิก" สำหรับการติดตั้งในช่องขยาย แผงอินเทอร์เฟซแสดงอยู่ที่ด้านหลังของยูนิตระบบ

มีการใช้สลักเกลียวหนึ่งตัวเพื่อยึดไว้ภายในคอมพิวเตอร์ คุณภาพเสียงของพวกเขายังเหลือความต้องการอีกมาก แต่ก็ยังเป็นความก้าวหน้าที่ไม่ควรมองข้าม เป็นการติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวซึ่งก่อนหน้านี้ทำให้คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องกลายเป็นศูนย์มัลติมีเดียที่แท้จริงได้ ในคอมพิวเตอร์ดังกล่าว คุณสามารถฟังเพลง ชมภาพยนตร์ และเล่นเกมได้

จูนเนอร์

อุปกรณ์ที่สำคัญอีกประเภทหนึ่งสำหรับบัสนี้คือจูนเนอร์ คอนโทรลเลอร์ PCI นี้ให้คุณรับชมรายการโทรทัศน์และฟังวิทยุ เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานของบอร์ดดังกล่าวจำเป็นต้องเชื่อมต่อเสาอากาศภายนอกเข้ากับบอร์ดดังกล่าว มิฉะนั้นคุณภาพของสัญญาณที่ได้รับจะยังห่างไกลจากอุดมคติ

นอกจากนี้ยังมีรีโมตคอนโทรลรวมอยู่ในจูนเนอร์ด้วย ทำให้สามารถเปลี่ยนคอมพิวเตอร์ให้เป็นทีวีจริงได้ การปฏิบัตินี้ไม่แพร่หลาย แต่ก็มีบางกรณีที่เป็นไปไม่ได้หากไม่มีความรู้ดังกล่าว ตัวอย่างเช่น โซลูชันดังกล่าวทำให้บุคคลที่มีงานยุ่งสามารถรับรู้ถึงเหตุการณ์ต่างๆ ได้ตลอดเวลา

โมเด็ม

คุณลักษณะที่สำคัญของคอมพิวเตอร์เครื่องเก่าคือโมเด็ม ด้วยความช่วยเหลือทำให้สามารถเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตได้ก่อนหน้านี้ อุปกรณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์ภายใน กล่าวคือ ติดตั้งในช่อง PCI ตอนนี้พวกเขาถูกผลักออกจากกลุ่มนี้สำเร็จแล้ว แม้ว่าจะยังมีบางพื้นที่ที่ไม่มีทางเลือกอื่นแทนก็ตาม หนึ่งในนั้นคือระบบ “ลูกค้า-ธนาคาร” ซึ่งมักพบในการบัญชี ด้วยความช่วยเหลือ นักบัญชีสามารถตรวจสอบสถานะบัญชีของบริษัท และชำระเงินได้หากจำเป็น

บอร์ดขยาย

คุณมักจะพบอุปกรณ์ต่อไปนี้: “การสื่อสารอย่างง่ายของคอนโทรลเลอร์ PCI” วลีนี้ซ่อนการ์ดเอ็กซ์แพนชัน ช่วยให้คุณเพิ่มจำนวนพอร์ตสำหรับการเชื่อมต่อหรือฮาร์ดไดรฟ์ นั่นคืออุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการติดตั้งในช่องขยายของเมนบอร์ดและด้านนอกมีขั้วต่อ USB, COM หรือ LPT เมื่อประมาณ 5 ปีที่แล้ว สิ่งนี้ทำให้สามารถเพิ่มจำนวนอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เชื่อมต่อได้อย่างมาก ขณะนี้จำนวนพอร์ตบนเมนบอร์ดเพิ่มขึ้นอย่างมากและความจำเป็นในการติดตั้งคอนโทรลเลอร์ดังกล่าวก็หายไป

ผลลัพธ์

เนื้อหานี้ตอบคำถาม: "อุปกรณ์ PCI - คืออะไรและใช้ที่ไหน"

อย่างที่คุณเห็นนี่เป็นอุปกรณ์ที่ค่อนข้างหลากหลายที่ให้คุณเปลี่ยนคอมพิวเตอร์ของคุณให้กลายเป็นศูนย์รวมความบันเทิงที่แท้จริง อย่างน้อยข้อความนี้ก็เป็นจริงจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ตอนนี้สถานการณ์มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ส่วนประกอบต่างๆ จำนวนมากถูกรวมเข้ากับโปรเซสเซอร์โดยตรงหรือบนเมนบอร์ดมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นความต้องการพวกมันจึงหมดไป คุณยังสามารถค้นหาอุปกรณ์บริดจ์ PCI อื่นๆ ได้ เช่น การ์ดเครือข่าย ซึ่งช่วยให้คุณเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่ายท้องถิ่นได้ อุปกรณ์เดียวที่ยังไม่มีทางเลือกที่คุ้มค่าคือจูนเนอร์สำหรับรับรายการทีวีและฟังวิทยุ แต่อะนาล็อก USB ขนาดกะทัดรัดได้เริ่มปรากฏในส่วนนี้แล้ว โดยทั่วไปมาตรฐาน PCI กำลังค่อยๆ กลายเป็นเรื่องในอดีต แต่จะยังคงอยู่ในตลาดไปอีกนาน

HighPoint RocketRAID 2320: คอนโทรลเลอร์ SATA II RAID ตัวที่สองในห้องปฏิบัติการของเราที่มีอินเทอร์เฟซ PCIe

PCI Express (PCIe) เข้าสู่ตลาดมาประมาณหนึ่งปีครึ่งแล้ว แต่ส่วนใหญ่ยังคงถูกมองว่าเป็นอินเทอร์เฟซใหม่สำหรับกราฟิกการ์ด มาเธอร์บอร์ดเดสก์ท็อปที่รองรับ PCI Express มีช่องเพิ่มเติมพร้อมอินเทอร์เฟซนี้ แต่ปัจจุบันนี้ไม่ค่อยได้ใช้ จริงๆ แล้ว เช่นเดียวกับเวอร์ชันที่มีแบนด์วิธสูงกว่าบนมาเธอร์บอร์ดสำหรับเซิร์ฟเวอร์และเวิร์กสเตชัน

แม้ว่าในทางทฤษฎี PCI Express x16 จะสามารถให้แบนด์วิธได้มากกว่า PCI-X 533 (8 GB/s เทียบกับ 4.26 GB/s) แต่สิ่งสำคัญคือต้องเน้นย้ำว่า PCIe ไม่ได้ตั้งใจมาแทนที่ PCI-X แต่เป็นบัสรุ่นเก่ากว่า อินเทอร์เฟซ PCIe มีวัตถุประสงค์เพื่อแทนที่ AGP GUI ด้วยเหตุผลทางการตลาดและเพื่อปูทางสำหรับการใช้งานการ์ดกราฟิกคู่ และบัส PCI แบบขนาน 32 บิตที่ล้าสมัยก็จำเป็นต้องเปลี่ยนเช่นกัน PCI แทบจะไม่สามารถเรียกได้ว่าเป็นบัสที่ดีตามมาตรฐานสมัยใหม่: มันมีแบนด์วิดท์ที่ค่อนข้างต่ำซึ่งยิ่งกว่านั้นยังใช้ร่วมกันในอุปกรณ์ PCI ทั้งหมด เทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น กิกะบิตอีเธอร์เน็ต อุปกรณ์ต่อพ่วงความละเอียดสูง และตัวควบคุมการจัดเก็บข้อมูลต้องการแบนด์วิธที่สูงกว่า

มาถึงประเด็นของ PCI Express กันดีกว่า: อินเทอร์เฟซนี้ไม่จำเป็นต้องเร็วกว่า PCI-X แต่ง่ายกว่าและให้แบนด์วิดท์ตามอุปกรณ์ นั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้ชิปเซ็ตเซิร์ฟเวอร์/เวิร์กสเตชันปรากฏขึ้นมากขึ้นเรื่อยๆ ในปัจจุบันด้วยการรองรับ PCI Express: การจัดสรรแบนด์วิดท์ให้กับอุปกรณ์แต่ละชิ้นนั้นน่าดึงดูดเกินไป

หนึ่งในแอปพลิเคชันที่เป็นไปได้สามารถเรียกได้ว่าเป็นตัวควบคุมเครือข่ายและที่เก็บข้อมูลทันทีเนื่องจากได้รับความเดือดร้อนมานานเนื่องจากอินเทอร์เฟซ "แคบ" เป็นที่เข้าใจได้ว่าการสร้างสภาพแวดล้อมการทดสอบอีเธอร์เน็ต 10 Gbps นั้นยากกว่าการใช้ตัวควบคุมไดรฟ์ ดังนั้นเราจึงเลือก RAID สำหรับการทดสอบ

เราเลือกตัวควบคุม HighPoint Serial ATA II RAID RocketRAID รุ่นล่าสุด 2 รุ่น 2220 และ 2320 เนื่องจากสร้างขึ้นจากเทคโนโลยีเดียวกันและแตกต่างกันเฉพาะในอินเทอร์เฟซเท่านั้น 2220 เป็นรุ่น PCI-X และ 2320 ใช้อินเทอร์เฟซ x4 PCI Express

PCI-X เป็นเวอร์ชันปรับปรุงอย่างมากของบัสขนาน Peripheral Components Interconnect (PCI) สร้างขึ้นบนโทโพโลยีบัสแบบคลาสสิก และต้องใช้แทร็ก/หน้าสัมผัสจำนวนมากในการเชื่อมต่อ ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้น แบนด์วิดท์ที่มีอยู่จะถูกแชร์ระหว่างอุปกรณ์ทั้งหมด

ต่างจาก PCI ทั่วไปในคอมพิวเตอร์ของคุณซึ่งมีความกว้าง 32 บิต PCI-X นั้นเป็นบัส 64 บิต เป็นผลให้ปริมาณงานเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าโดยอัตโนมัติ เช่นเดียวกับจำนวนแทร็ก/พิน และขนาดช่อง แต่อย่างอื่นทั้งหมด รวมถึงโปรโตคอลการส่งสัญญาณ สัญญาณ และประเภทตัวเชื่อมต่อ สามารถเข้ากันได้แบบย้อนหลัง นั่นคือสามารถติดตั้งการ์ด PCI 32 บิต (3.3 V) ในสล็อต PCI-X นอกจากนี้ การ์ด PCI-X 64 บิตจำนวนมากสามารถทำงานในสล็อต PCI 32 บิตได้ แต่แน่นอนว่ามีปริมาณงานลดลงอย่างเห็นได้ชัด

แต่ถึงแม้การขยายบัสนี้ก็ยังไม่ให้แบนด์วิธเพียงพอสำหรับตัวควบคุมไดรฟ์ระดับมืออาชีพ SCSI, iSCSI, Fibre Channel, อีเธอร์เน็ต 10-Gbps, InfiniBand และอื่นๆ ดังนั้น PCI-SIG (กลุ่มความสนใจพิเศษ) จึงเพิ่มการไล่ระดับความเร็วหลายระดับให้กับข้อมูลจำเพาะ ตั้งแต่ PCI-X 66 (Rev. 1.0b) ถึง PCI-X 533 (Rev. 2.0) ตารางต่อไปนี้ให้ข้อมูลโดยละเอียด

ความกว้างของยาง ความถี่สัญญาณนาฬิกา ฟังก์ชั่น แบนด์วิธ
PCI-X 66 64 บิต 66 เมกะเฮิรตซ์ ปลั๊กร้อน 3.3 V 533 เมกะไบต์/วินาที
PCI-X 133 64 บิต 133 เมกะเฮิรตซ์ ปลั๊กร้อน 3.3 V 1.06GB/วินาที
PCI-X 266 133 เมกะเฮิรตซ์ (DDR) 2.13 กิกะไบต์/วินาที
PCI-X533 64 บิต เลือกได้เพียง 16 บิต 133 เมกะเฮิรตซ์ (QDR) ปลั๊กร้อน 3.3 และ 1.5 V รองรับ ECC 4.26 กิกะไบต์/วินาที

อย่างที่คุณเห็นเมื่อถึง 133 MHz ด้วย PCI-X 133 ความเร็วสัญญาณนาฬิกาจะไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไป เพื่อให้แบนด์วิธสูงขึ้น มีการใช้เทคโนโลยีสองอย่างที่คุณอาจคุ้นเคยอยู่แล้ว: เมมโมรีบัสและ FSB PCI-X 266 ใช้เทคโนโลยี Double Data Rate ซึ่งข้อมูลจะถูกถ่ายโอนไปยังพัลส์นาฬิกาขาลงและขาขึ้น PCI-X 533 ก้าวไปอีกขั้นและใช้ Quad Data Rate Intel ใช้เทคโนโลยีนี้กับ FSB ของโปรเซสเซอร์ Pentium 4 และ Xeon มาเป็นเวลานาน

ช่องกว้างทางด้านซ้ายคือบัส PCI-X 64 บิต


ที่มา: การนำเสนอ PCI-SIG PCI-X 2.0

ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้น แบนด์วิดท์รวมสูงสุด 4.26 GB/s จะถูกแชร์ระหว่างอุปกรณ์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับบัส นอกจากนี้ หากอุปกรณ์ใดไม่สามารถทำงานได้ที่ความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูง ระบบจะลดความเร็วบัสให้เหลือค่าโดยรวมต่ำสุดเหลือ 33 MHz อย่างไรก็ตาม นี่คือราคาที่คุณต้องจ่ายสำหรับความเข้ากันได้ แต่ปัญหาสามารถแก้ไขได้ด้วยการใช้บริดจ์ PCI-X มากกว่าหนึ่งตัวบนเมนบอร์ด ผลิตภัณฑ์ที่มีความสามารถนี้นำเสนอโดยผู้ผลิตระดับมืออาชีพทุกราย รวมถึงบริษัทต่างๆ เช่น Asus, Supermicro และ Tyan

ความเข้ากันได้แบบย้อนหลังถือเป็นข้อดีอย่างมากของ PCI-X ผู้ดูแลระบบต้องการแน่ใจอย่างยิ่งว่าอุปกรณ์ใหม่จะทำงานได้อย่างถูกต้อง นั่นคือเหตุผลที่การแนะนำเทคโนโลยีใหม่ในตลาดเซิร์ฟเวอร์และเวิร์กสเตชันจึงไม่รวดเร็วนัก เหตุใดจึงบอกลาเทคโนโลยีที่เข้ากันได้แบบย้อนหลัง ให้ประสิทธิภาพที่เพียงพอ และมีฐานฮาร์ดแวร์ขนาดใหญ่ สถานการณ์นี้ไม่น่าจะเปลี่ยนแปลงได้ในอนาคต เนื่องจากวันนี้ PCI-SIG ทำงานบนมาตรฐาน PCI-X 1066 แล้ว โดยจะเพิ่มปริมาณงานเป็นสองเท่าอีกครั้ง และนอกจากนี้ ยังจะได้รับคุณสมบัติใหม่ๆ เช่น การทำงานแบบทันทีทันใด การบีบอัดข้อมูล เส้นทางการสำรองข้อมูลอัตโนมัติ และการรักษาความปลอดภัยจากความล้มเหลว นอกจากนี้การสนับสนุนการถ่ายโอนแบบ isochronous อาจปรากฏขึ้น แต่จะต้องละทิ้งความเข้ากันได้กับ PCI ทั่วไป