Ang pamantayan ng PCI Express ay isa sa mga pundasyon ng mga modernong computer. Matagal nang sinakop ng mga slot ng PCI Express ang isang malakas na lugar sa anumang motherboard ng desktop computer, na inilipat ang iba pang mga pamantayan, tulad ng PCI. Ngunit kahit na ang pamantayan ng PCI Express ay may sariling mga pagkakaiba-iba at mga pattern ng koneksyon na naiiba sa bawat isa. Sa mga bagong motherboard, simula noong 2010, makikita mo ang isang buong pagkakalat ng mga port sa isang motherboard, na itinalaga bilang PCIE o PCI-E, na maaaring mag-iba sa bilang ng mga linya: isang x1 o ilang x2, x4, x8, x12, x16 at x32.

Kaya, alamin natin kung bakit may ganitong kalituhan sa tila simpleng PCI Express peripheral port. At ano ang layunin ng bawat pamantayan ng PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 at x32?

Ano ang PCI Express bus?

Noong 2000s, nang maganap ang paglipat mula sa aging PCI standard (extension - interconnection ng mga peripheral na bahagi) hanggang sa PCI Express, ang huli ay may isang malaking kalamangan: sa halip na isang serial bus, na PCI, isang point-to-point. ginamit ang access bus. Nangangahulugan ito na ang bawat indibidwal na PCI port at ang mga card na naka-install dito ay maaaring mapakinabangan nang husto ang maximum na bandwidth nang hindi nakakasagabal sa isa't isa, tulad ng nangyari sa isang koneksyon sa PCI. Sa mga araw na iyon, ang bilang ng mga peripheral device na ipinasok sa mga expansion card ay marami. Ang mga network card, audio card, TV tuner, at iba pa - lahat ay nangangailangan ng sapat na dami ng mga mapagkukunan ng PC. Ngunit hindi tulad ng pamantayan ng PCI, na gumamit ng isang karaniwang bus para sa paglipat ng data na may maraming mga aparato na konektado sa parallel, ang PCI Express, kapag isinasaalang-alang sa pangkalahatan, ay isang packet network na may star topology.

PCI Express x16, PCI Express x1 at PCI sa isang board

Sa mga termino ng karaniwang tao, isipin ang iyong desktop PC bilang isang maliit na tindahan na may isa o dalawang salespeople. Ang lumang pamantayan ng PCI ay tulad ng isang tindahan ng grocery: lahat ay naghihintay sa parehong linya upang maihatid, nakakaranas ng mga isyu sa bilis na may limitasyon ng isang salesperson sa likod ng counter. Ang PCI-E ay mas katulad ng isang hypermarket: ang bawat customer ay sumusunod sa kanyang sariling indibidwal na ruta para sa mga grocery, at sa pag-checkout, maraming mga cashier ang kumuha ng order nang sabay-sabay.

Malinaw, ang isang hypermarket ay ilang beses na mas mabilis kaysa sa isang regular na tindahan sa mga tuntunin ng bilis ng serbisyo, dahil sa ang katunayan na ang tindahan ay hindi kayang bayaran ang kapasidad ng higit sa isang salesperson na may isang cash register.

Gayundin sa mga nakalaang data lane para sa bawat expansion card o built-in na mga bahagi ng motherboard.

Ang impluwensya ng bilang ng mga linya sa throughput

Ngayon, para mapalawak ang metapora ng aming tindahan at hypermarket, isipin na ang bawat departamento ng hypermarket ay may sariling mga cashier na nakalaan para lamang sa kanila. Dito pumapasok ang ideya ng maramihang data lane.

Ang PCI-E ay dumaan sa maraming pagbabago mula nang ito ay mabuo. Sa mga araw na ito, ang mga bagong motherboard ay karaniwang gumagamit ng bersyon 3 ng pamantayan, na ang mas mabilis na bersyon 4 ay nagiging mas karaniwan, na may bersyon 5 na inaasahan sa 2019. Ngunit ang iba't ibang bersyon ay gumagamit ng parehong pisikal na koneksyon, at ang mga koneksyon na ito ay maaaring gawin sa apat na pangunahing laki: x1, x4, x8 at x16. (umiiral ang mga x32 port, ngunit napakabihirang sa mga regular na motherboard ng computer).

Ang iba't ibang pisikal na laki ng mga PCI-Express port ay ginagawang posible na malinaw na hatiin ang mga ito sa bilang ng mga sabay-sabay na koneksyon sa motherboard: mas malaki ang port sa pisikal, mas maraming maximum na koneksyon ang maipapadala nito sa card o vice versa. Ang mga koneksyon na ito ay tinatawag din mga linya. Ang isang linya ay maaaring isipin bilang isang track na binubuo ng dalawang pares ng signal: isa para sa pagpapadala ng data at ang isa para sa pagtanggap.

Ang iba't ibang bersyon ng pamantayan ng PCI-E ay nagbibigay-daan sa iba't ibang bilis sa bawat lane. Ngunit sa pangkalahatan, kung mas maraming lane ang nasa iisang PCI-E port, mas mabilis na dumaloy ang data sa pagitan ng peripheral at ng natitirang bahagi ng computer.

Bumabalik sa aming metapora: kung ang pinag-uusapan natin ay tungkol sa isang nagbebenta sa isang tindahan, ang x1 strip ay ang tanging nagbebentang ito na naglilingkod sa isang kliyente. Ang isang tindahan na may 4 na cashier ay mayroon nang 4 na linya x4. At iba pa, maaari kang magtalaga ng mga cashier ayon sa bilang ng mga linya, na nagpaparami ng 2.

Iba't ibang PCI Express card

Mga uri ng device na gumagamit ng PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 at x32

Para sa bersyon ng PCI Express 3.0, ang kabuuang maximum na bilis ng paglipat ng data ay 8 GT/s Sa katotohanan, ang bilis para sa bersyon ng PCI-E 3 ay bahagyang mas mababa sa isang gigabyte bawat segundo bawat lane.

Kaya, ang isang device na gumagamit ng PCI-E x1 port, halimbawa, isang low-power sound card o Wi-Fi antenna, ay makakapaglipat ng data sa maximum na bilis na 1 Gbps.

Isang card na pisikal na akma sa isang mas malaking slot - x4 o x8, halimbawa, ang isang USB 3.0 expansion card ay makakapaglipat ng data nang apat o walong beses na mas mabilis, ayon sa pagkakabanggit.

Ang bilis ng paglipat ng mga PCI-E x16 port ay theoretically limitado sa isang maximum na bandwidth na humigit-kumulang 15 Gbps. Ito ay higit pa sa sapat sa 2017 para sa lahat ng modernong graphics card na binuo ng NVIDIA at AMD.

Karamihan sa mga discrete graphics card ay gumagamit ng PCI-E x16 slot

Ang PCI Express 4.0 protocol ay nagbibigay-daan sa paggamit ng 16 GT/s, at PCI Express 5.0 ay gagamit ng 32 GT/s.

Ngunit sa kasalukuyan ay walang mga bahagi na maaaring gumamit ng bilang ng mga linyang ito na may maximum na throughput. Ang mga modernong high-end na graphics card ay karaniwang gumagamit ng x16 PCI Express 3.0. Walang saysay na gumamit ng parehong mga lane para sa isang network card na gagamit lamang ng isang lane sa x16 port, dahil ang Ethernet port ay may kakayahan lamang na maglipat ng data hanggang sa isang gigabit bawat segundo (na humigit-kumulang isang-ikawalo ng throughput ng isang PCI-E lane - tandaan: walong bits sa isang byte).

May mga PCI-E SSD sa merkado na sumusuporta sa x4 port, ngunit mukhang nakatakda silang mapalitan ng mabilis na umuusbong na bagong M.2 standard. para sa mga SSD na maaari ding gumamit ng PCI-E bus. Ang mga high-end na network card at mahilig sa hardware gaya ng RAID controllers ay gumagamit ng kumbinasyon ng x4 at x8 na mga format.

Maaaring mag-iba ang laki ng PCI-E port at lane

Ito ang isa sa mga pinakanakakalito na problema sa PCI-E: maaaring gumawa ng port sa x16 form factor, ngunit walang sapat na mga linya upang dalhin ang data, halimbawa, x4 lang. Ito ay dahil kahit na ang PCI-E ay maaaring magdala ng walang limitasyong bilang ng mga indibidwal na koneksyon, mayroon pa ring praktikal na limitasyon sa kapasidad ng bandwidth ng chipset. Ang mga mas murang motherboard na may lower-end na chipset ay maaari lamang magkaroon ng isang x8 slot, kahit na ang slot na iyon ay pisikal na kayang tumanggap ng x16 form factor card.

Bilang karagdagan, ang mga motherboard na naglalayon sa mga manlalaro ay may kasamang hanggang apat na buong PCI-E slot na may x16 at ang parehong bilang ng mga lane para sa maximum na bandwidth.

Malinaw na ito ay maaaring magdulot ng mga problema. Kung ang motherboard ay may dalawang x16 na mga puwang, ngunit ang isa sa mga ito ay mayroon lamang x4 na mga linya, kung gayon ang pagdaragdag ng isang bagong graphics card ay magbabawas sa pagganap ng una ng hanggang 75%. Ito ay, siyempre, isang teoretikal na resulta lamang. Ang arkitektura ng mga motherboard ay tulad na hindi mo makikita ang isang matalim na pagbaba sa pagganap.

Ang tamang configuration ng dalawang graphics video card ay dapat gumamit ng eksaktong dalawang x16 slot kung gusto mo ng maximum na ginhawa mula sa magkasunod na dalawang video card. Ang manual sa opisina ay tutulong sa iyo na malaman kung gaano karaming mga linya ang isang partikular na slot sa iyong motherboard. website ng tagagawa.

Minsan minarkahan pa ng mga tagagawa ang bilang ng mga linya sa motherboard PCB sa tabi ng slot

Kailangan mong malaman na ang isang mas maikling x1 o x4 card ay maaaring pisikal na magkasya sa mas mahabang x8 o x16 na slot. Ginagawang posible ito ng pagsasaayos ng pin ng mga de-koryenteng contact. Naturally, kung pisikal na mas malaki ang card kaysa sa slot, hindi mo ito maipasok.

Samakatuwid, tandaan, kapag bumibili ng mga expansion card o nag-a-upgrade ng mga kasalukuyang, dapat mong laging tandaan ang laki ng PCI Express slot at ang bilang ng mga lane na kinakailangan.

Tinanong ako ng tanong na ito nang higit sa isang beses, kaya ngayon ay susubukan kong sagutin ito nang malinaw at maikli hangga't maaari, magbibigay ako ng mga larawan ng mga puwang ng pagpapalawak ng PCI Express at PCI sa motherboard para sa isang mas malinaw na pag-unawa at, siyempre, ipahiwatig ko ang mga pangunahing pagkakaiba sa mga katangian, i.e. .e. sa lalong madaling panahon malalaman mo kung ano ang mga interface na ito at kung ano ang hitsura ng mga ito.

Kaya, una, maikling sagutin natin ang tanong, ano nga ba ang PCI Express at PCI?

Ano ang PCI Express at PCI?

PCI ay isang computer parallel input/output bus para sa pagkonekta ng mga peripheral na device sa motherboard ng computer. Ginagamit ang PCI para kumonekta: mga video card, sound card, network card, TV tuner at iba pang device. Luma na ang interface ng PCI, kaya malamang na hindi mo mahahanap, halimbawa, ang isang modernong video card na kumokonekta sa pamamagitan ng PCI.

PCI Express(PCIe o PCI-E) ay isang computer serial input/output bus para sa pagkonekta ng mga peripheral na device sa motherboard ng isang computer. Yung. gumagamit na ito ng bidirectional serial connection, na maaaring magkaroon ng ilang linya (x1, x2, x4, x8, x12, x16 at x32) kung mas maraming ganoong linya, mas mataas ang bandwidth ng PCI-E bus. Ang interface ng PCI Express ay ginagamit upang ikonekta ang mga device tulad ng mga video card, sound card, network card, SSD drive at iba pa.

Mayroong ilang mga bersyon ng interface ng PCI-E: 1.0, 2.0 at 3.0 (ang bersyon 4.0 ay ilalabas sa lalong madaling panahon). Ang interface na ito ay karaniwang itinalaga, halimbawa, tulad nito PCI-E 3.0 x16, na nangangahulugang bersyon ng PCI Express 3.0 na may 16 na linya.

Kung pag-uusapan natin kung, halimbawa, ang isang video card na may interface ng PCI-E 3.0 ay gagana sa isang motherboard na sumusuporta lamang sa PCI-E 2.0 o 1.0, sinasabi ng mga developer na gagana ang lahat, siyempre, tandaan na ang bandwidth ay malilimitahan ng mga kakayahan ng motherboard. Samakatuwid, sa kasong ito, sa palagay ko ay hindi ito nagkakahalaga ng labis na pagbabayad para sa isang video card na may mas bagong bersyon ng PCI Express ( kung para lang sa future, i.e. Nagpaplano ka bang bumili ng bagong motherboard na may PCI-E 3.0?). Gayundin, at kabaliktaran, sabihin nating sinusuportahan ng iyong motherboard ang bersyon ng PCI Express 3.0, at ang iyong video card ay sumusuporta sa bersyon 1.0, kung gayon ang pagsasaayos na ito ay dapat ding gumana, ngunit sa mga kakayahan lamang ng PCI-E 1.0, i.e. Walang limitasyon dito, dahil ang video card sa kasong ito ay gagana sa limitasyon ng mga kakayahan nito.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng PCI Express at PCI

Ang pangunahing pagkakaiba sa mga katangian ay, siyempre, ang throughput para sa PCI Express ito ay mas mataas, halimbawa, ang PCI sa 66 MHz ay ​​may throughput na 266 MB/sec, at PCI-E 3.0 (x16) 32 Gb/s.

Sa panlabas, ang mga interface ay iba rin, kaya ang pagkonekta, halimbawa, ang isang PCI Express video card sa isang PCI expansion slot ay hindi gagana. Ang mga interface ng PCI Express na may iba't ibang bilang ng mga linya ay iba rin, ipapakita ko ngayon ang lahat ng ito sa mga larawan.

Mga slot ng pagpapalawak ng PCI Express at PCI sa mga motherboard

Mga puwang ng PCI at AGP

Mga slot ng PCI-E x1, PCI-E x16 at PCI

Mga interface ng PCI Express sa mga video card

Iyon lang ang mayroon ako sa ngayon!

Kapag nagpapalit lamang ng isang video card, siguraduhing isaalang-alang na ang mga bagong modelo ay maaaring hindi magkasya sa iyong motherboard, dahil mayroong hindi lamang iba't ibang uri ng mga expansion slot, ngunit mayroon ding iba't ibang bersyon ng mga ito (para sa parehong AGP at PCI Express) . Kung hindi ka tiwala sa iyong kaalaman sa paksang ito, mangyaring basahin nang mabuti ang seksyon.

Gaya ng nabanggit namin sa itaas, ang video card ay ipinasok sa isang espesyal na expansion slot sa motherboard ng computer, at sa pamamagitan ng slot na ito ang video chip ay nakikipagpalitan ng impormasyon sa central processor ng system. Ang mga motherboard ay kadalasang may mga expansion slot ng isa o dalawang magkakaibang uri, na naiiba sa bandwidth, mga setting ng kapangyarihan at iba pang mga katangian, at hindi lahat ng mga ito ay angkop para sa pag-install ng mga video card. Mahalagang malaman ang mga konektor na magagamit sa system at bilhin lamang ang video card na tumutugma sa kanila. Ang iba't ibang mga konektor ng pagpapalawak ay pisikal at lohikal na hindi magkatugma, at ang isang video card na idinisenyo para sa isang uri ay hindi magkasya sa isa pa at hindi gagana.

Sa kabutihang palad, sa nakalipas na panahon, hindi lamang ang ISA at VESA Local Bus expansion slots (na kung saan ay interesado lamang sa hinaharap na mga arkeologo) at ang mga kaukulang video card ay nakalimutan na, kundi pati na rin ang mga video card para sa mga PCI slot ay halos nawala, at lahat Ang mga modelo ng AGP ay wala nang pag-asa. At lahat ng modernong GPU ay gumagamit lamang ng isang uri ng interface - PCI Express. Noong nakaraan, ang pamantayan ng AGP ay malawakang ginagamit; ang mga interface na ito ay makabuluhang naiiba sa bawat isa, kabilang ang throughput, ang mga kakayahan na ibinigay para sa pagpapagana ng video card, pati na rin ang iba pang hindi gaanong mahalagang katangian.

Isang napakaliit na bahagi lamang ng mga modernong motherboard ang walang mga slot ng PCI Express, at kung napakatanda na ng iyong system na gumagamit ito ng AGP video card, hindi mo ito maa-upgrade - kailangan mong baguhin ang buong system. Tingnan natin ang mga interface na ito; ito ang mga puwang na kailangan mong hanapin sa iyong mga motherboard. Tingnan ang mga larawan at ihambing.

Ang AGP (Accelerated Graphics Port o Advanced Graphics Port) ay isang high-speed interface batay sa detalye ng PCI, ngunit partikular na nilikha para sa pagkonekta ng mga video card at motherboard. Ang AGP bus, kahit na mas angkop para sa mga video adapter kumpara sa PCI (hindi Express!), ay nagbibigay ng direktang koneksyon sa pagitan ng gitnang processor at video chip, pati na rin ang ilang iba pang mga tampok na nagpapataas ng pagganap sa ilang mga kaso, halimbawa, GART - ang kakayahang magbasa ng mga texture nang direkta mula sa RAM , nang hindi kinokopya ang mga ito sa memorya ng video; mas mataas na bilis ng orasan, pinasimpleng mga protocol ng paglilipat ng data, atbp., ngunit ang ganitong uri ng slot ay walang pag-asa na luma na at ang mga bagong produkto na kasama nito ay hindi nailalabas sa loob ng mahabang panahon.

Ngunit gayon pa man, para sa kaayusan, banggitin natin ang ganitong uri. Ang mga detalye ng AGP ay lumitaw noong 1997, nang inilabas ng Intel ang unang bersyon ng detalye, kabilang ang dalawang bilis: 1x at 2x. Sa pangalawang bersyon (2.0) lumitaw ang AGP 4x, at sa 3.0 - 8x. Isaalang-alang natin ang lahat ng mga pagpipilian nang mas detalyado:
Ang AGP 1x ay isang 32-bit na link na tumatakbo sa 66 MHz, na may throughput na 266 MB/s, na dalawang beses ang PCI bandwidth (133 MB/s, 33 MHz at 32 bits).
Ang AGP 2x ay isang 32-bit channel na tumatakbo na may dobleng bandwidth na 533 MB/s sa parehong dalas ng 66 MHz dahil sa paghahatid ng data sa dalawang harap, katulad ng DDR memory (para lamang sa direksyon "sa video card").
Ang AGP 4x ay ang parehong 32-bit na channel na tumatakbo sa 66 MHz, ngunit bilang resulta ng mga karagdagang pag-tweak, nakamit ang isang quadruple na "effective" na frequency na 266 MHz, na may maximum na throughput na higit sa 1 GB/s.
AGP 8x - ang mga karagdagang pagbabago sa pagbabagong ito ay naging posible upang makakuha ng throughput hanggang sa 2.1 GB/s.

Ang mga video card na may interface ng AGP at ang kaukulang mga puwang sa mga motherboard ay magkatugma sa loob ng ilang partikular na limitasyon. Ang mga video card na na-rate para sa 1.5V ay hindi gumagana sa 3.3V na mga puwang, at vice versa. Gayunpaman, mayroon ding mga unibersal na konektor na sumusuporta sa parehong uri ng mga board. Ang mga video card na idinisenyo para sa moral at pisikal na hindi napapanahong puwang ng AGP ay hindi isinasaalang-alang sa loob ng mahabang panahon, kaya upang malaman ang tungkol sa mga lumang sistema ng AGP, mas mabuting basahin ang artikulo:

Ang PCI Express (PCIe o PCI-E, hindi dapat ipagkamali sa PCI-X), na dating kilala bilang Arapahoe o 3GIO, ay naiiba sa PCI at AGP dahil ito ay isang serial kaysa sa parallel na interface, na nagbibigay-daan para sa mas kaunting mga pin at mas mataas na bandwidth. Ang PCIe ay isa lamang halimbawa ng paglipat mula sa parallel hanggang sa mga serial bus na iba pang halimbawa ng paggalaw na ito ay HyperTransport, Serial ATA, USB, at FireWire. Ang isang mahalagang bentahe ng PCI Express ay pinapayagan nito ang maramihang mga solong linya na mai-stack sa isang channel upang mapataas ang throughput. Ang multi-channel na serial design ay nagdaragdag ng flexibility, ang mga mabagal na device ay maaaring maglaan ng mas kaunting linya na may maliit na bilang ng mga contact, at ang mga mabilis na device ay maaaring maglaan ng higit pa.

Ang interface ng PCIe 1.0 ay naglilipat ng data sa 250 MB/s bawat lane, na halos doble ng kapasidad ng mga kumbensyonal na PCI slot. Ang maximum na bilang ng mga lane na sinusuportahan ng PCI Express 1.0 slots ay 32, na nagbibigay ng throughput na hanggang 8 GB/s. Ang isang PCIe slot na may walong working lane ay tinatayang maihahambing sa parameter na ito sa pinakamabilis na bersyon ng AGP - 8x. Na mas kahanga-hanga kapag isinasaalang-alang mo ang kakayahang magpadala ng sabay-sabay sa parehong direksyon sa mataas na bilis. Ang pinakakaraniwang mga slot ng PCI Express x1 ay nagbibigay ng single lane bandwidth (250 MB/s) sa bawat direksyon, habang ang PCI Express x16, na ginagamit para sa mga video card at pinagsasama ang 16 na lane, ay nagbibigay ng hanggang 4 GB/s bandwidth sa bawat direksyon.

Bagama't ang koneksyon sa pagitan ng dalawang PCIe device ay minsan ay binubuo ng ilang lane, sinusuportahan ng lahat ng device ang isang solong lane sa pinakamababa, ngunit maaaring opsyonal na pangasiwaan ang higit pa sa mga ito. Sa pisikal, ang mga PCIe expansion card ay akma at gumagana nang normal sa anumang mga puwang na may katumbas o mas malaking bilang ng mga linya, kaya ang isang PCI Express x1 card ay gagana nang maayos sa mga x4 at x16 na mga puwang. Gayundin, ang isang pisikal na mas malaking slot ay maaaring gumana sa isang lohikal na mas maliit na bilang ng mga linya (halimbawa, ito ay mukhang isang regular na x16 connector, ngunit 8 linya lamang ang iruruta). Sa alinman sa mga opsyon sa itaas, pipiliin mismo ng PCIe ang pinakamataas na posibleng mode at gagana nang normal.

Kadalasan, ang mga konektor ng x16 ay ginagamit para sa mga adaptor ng video, ngunit mayroon ding mga board na may mga konektor ng x1. At karamihan sa mga motherboard na may dalawang PCI Express x16 slot ay gumagana sa x8 mode upang lumikha ng SLI at CrossFire system. Sa pisikal, ang ibang mga opsyon sa slot, gaya ng x4, ay hindi ginagamit para sa mga video card. Hayaan akong ipaalala sa iyo na ang lahat ng ito ay nalalapat lamang sa pisikal na antas mayroon ding mga motherboard na may pisikal na PCI-E x16 connectors, ngunit sa katotohanan ay may 8, 4 o kahit na 1 channel. At anumang mga video card na idinisenyo para sa 16 na channel ay gagana sa mga naturang slot, ngunit may mas mababang pagganap. Sa pamamagitan ng paraan, ang larawan sa itaas ay nagpapakita ng mga x16, x4 at x1 na mga puwang, at para sa paghahambing, ang PCI ay naiwan din (sa ibaba).

Kahit na ang pagkakaiba sa mga laro ay hindi ganoon kalaki. Narito, halimbawa, ay isang pagsusuri ng dalawang motherboard sa aming website, na sinusuri ang pagkakaiba sa bilis ng mga 3D na laro sa dalawang motherboard, isang pares ng mga test video card kung saan gumagana sa 8-channel at 1-channel na mga mode, ayon sa pagkakabanggit:

Ang paghahambing na interesado kami ay nasa dulo ng artikulo, bigyang-pansin ang huling dalawang talahanayan. Tulad ng nakikita mo, ang pagkakaiba sa mga setting ng daluyan ay napakaliit, ngunit sa mga mabibigat na mode ay nagsisimula itong tumaas, at isang malaking pagkakaiba ay nabanggit sa kaso ng isang hindi gaanong malakas na video card. Mangyaring tandaan.

Ang PCI Express ay naiiba hindi lamang sa throughput, kundi pati na rin sa mga bagong kakayahan sa pagkonsumo ng kuryente. Ang pangangailangang ito ay lumitaw dahil ang AGP 8x slot (bersyon 3.0) ay maaari lamang maglipat ng hindi hihigit sa 40 watts sa kabuuan, na kulang na sa mga video card noong panahong iyon na idinisenyo para sa AGP, na na-install na may isa o dalawang karaniwang apat na pin na kapangyarihan mga konektor. Ang slot ng PCI Express ay maaaring magdala ng hanggang 75W, na may karagdagang 75W na magagamit sa pamamagitan ng karaniwang six-pin power connector (tingnan ang huling seksyon ng bahaging ito). Kamakailan lamang, lumitaw ang mga video card na may dalawang ganoong konektor, na sa kabuuan ay nagbibigay ng hanggang 225 W.

Kasunod nito, ipinakita ng pangkat ng PCI-SIG, na bumubuo ng mga nauugnay na pamantayan, ang pangunahing mga pagtutukoy ng PCI Express 2.0. Dinoble ng pangalawang bersyon ng PCIe ang karaniwang bandwidth, mula 2.5 Gbps hanggang 5 Gbps, upang ang x16 connector ay makapaglipat ng data sa bilis na hanggang 8 GB/s sa bawat direksyon. Kasabay nito, ang PCIe 2.0 ay katugma sa PCIe 1.1; karaniwang gumagana nang maayos sa mga bagong motherboard.

Sinusuportahan ng detalye ng PCIe 2.0 ang parehong 2.5 Gbps at 5 Gbps na mga rate ng paglilipat upang matiyak ang paatras na pagkakatugma sa mga umiiral nang solusyon sa PCIe 1.0 at 1.1. Ang PCI Express 2.0 backwards compatibility ay nagbibigay-daan sa iyo na gumamit ng mga legacy na 2.5 Gb/s na solusyon sa 5.0 Gb/s na mga puwang, na pagkatapos ay gagana sa mas mababang bilis. At ang mga device na idinisenyo sa bersyon 2.0 na mga detalye ay maaaring suportahan ang bilis na 2.5 Gbps at/o 5 Gbps.

Bagaman ang pangunahing pagbabago sa PCI Express 2.0 ay ang bilis na nadoble sa 5 Gbps, hindi lamang ito ang pagbabago, may iba pang mga pagbabago upang madagdagan ang kakayahang umangkop, mga bagong mekanismo para sa kontrol ng software ng mga bilis ng koneksyon, atbp. Kami ay pinaka-interesado sa mga pagbabagong nauugnay sa gamit ang power supply ng mga device, dahil patuloy na tumataas ang power requirement ng mga video card. Ang PCI-SIG ay nakabuo ng isang bagong detalye upang mapaunlakan ang pagtaas ng pagkonsumo ng kuryente ng mga graphics card, pinapalawak nito ang kasalukuyang mga kakayahan sa supply ng kuryente sa 225/300 W bawat video card. Upang suportahan ang detalyeng ito, isang bagong 2x4-pin power connector ang ginagamit, na idinisenyo upang magbigay ng power sa mga high-end na graphics card.

Ang mga video card at motherboard na may suporta para sa PCI Express 2.0 ay lumitaw sa malawak na pagbebenta noong 2007, at ngayon ay hindi ka na makakahanap ng iba sa merkado. Ang parehong mga pangunahing tagagawa ng video chip, AMD at NVIDIA, ay naglabas ng mga bagong linya ng mga GPU at video card batay sa mga ito, na sumusuporta sa tumaas na bandwidth ng pangalawang bersyon ng PCI Express at sinasamantala ang mga bagong kakayahan sa kuryente para sa mga expansion card. Ang lahat ng mga ito ay pabalik na katugma sa mga motherboard na may nakasakay na mga slot ng PCI Express 1.x, bagama't sa ilang mga bihirang kaso ay may hindi pagkakatugma, kaya kailangan mong mag-ingat.

Sa totoo lang, ang paglitaw ng ikatlong bersyon ng PCIe ay isang halatang kaganapan. Noong Nobyembre 2010, ang mga detalye para sa ikatlong bersyon ng PCI Express ay naaprubahan sa wakas. Bagama't ang interface na ito ay may transfer rate na 8 Gt/s sa halip na 5 Gt/s para sa bersyon 2.0, ang throughput nito ay muling tumaas nang eksaktong dalawang beses kumpara sa PCI Express 2.0 standard. Upang gawin ito, gumamit sila ng ibang scheme ng pag-encode para sa data na ipinadala sa bus, ngunit napanatili ang pagiging tugma sa mga nakaraang bersyon ng PCI Express. Ang mga unang produkto ng bersyon ng PCI Express 3.0 ay ipinakita noong tag-araw ng 2011, at ang mga tunay na device ay nagsimula pa lamang na lumitaw sa merkado.

Ang isang buong digmaan ay sumiklab sa mga tagagawa ng motherboard para sa karapatang maging unang magpakita ng isang produkto na may suporta para sa PCI Express 3.0 (pangunahin na batay sa Intel Z68 chipset), at ilang kumpanya ang nagpakita ng kaukulang mga press release nang sabay-sabay. Bagaman sa oras ng pag-update ng gabay, walang mga video card na may ganoong suporta, kaya hindi ito kawili-wili. Sa oras na kailangan ang suporta ng PCIe 3.0, lalabas ang ganap na magkakaibang mga board. Malamang, mangyayari ito nang hindi mas maaga kaysa sa 2012.

Sa pamamagitan ng paraan, maaari nating ipagpalagay na ang PCI Express 4.0 ay ipakikilala sa susunod na ilang taon, at ang bagong bersyon ay muli ring doblehin ang bandwidth na hinihiling sa oras na iyon. Ngunit hindi ito mangyayari sa lalong madaling panahon, at hindi pa kami interesado.

Panlabas na PCI Express

Noong 2007, ang PCI-SIG, na pormal na nag-standardize ng mga solusyon sa PCI Express, ay nag-anunsyo ng paggamit ng PCI Express External Cabling 1.0 na detalye, na naglalarawan sa data transfer standard sa PCI Express 1.1 external interface. Ang bersyon na ito ay nagbibigay-daan sa paglipat ng data sa bilis na 2.5 Gbps, at ang susunod ay dapat tumaas ang throughput sa 5 Gbps. Kasama sa pamantayan ang apat na panlabas na konektor: PCI Express x1, x4, x8 at x16. Ang mas lumang mga konektor ay nilagyan ng isang espesyal na dila na ginagawang mas madali ang koneksyon.

Ang panlabas na bersyon ng interface ng PCI Express ay maaaring gamitin hindi lamang upang ikonekta ang mga panlabas na video card, kundi pati na rin para sa mga panlabas na drive at iba pang mga expansion card. Ang maximum na inirerekomendang haba ng cable ay 10 metro, ngunit maaari itong dagdagan sa pamamagitan ng pagkonekta sa mga cable sa pamamagitan ng isang repeater.

Sa teorya, maaari nitong gawing mas madali ang buhay para sa mga mahilig sa laptop, kapag gumamit sila ng low-power na built-in na video core kapag tumatakbo sa mga baterya, at isang malakas na panlabas na video card kapag nakakonekta sa isang desktop monitor. Ang pag-upgrade ng naturang mga video card ay makabuluhang mas madali; Ang mga tagagawa ay maaaring gumawa ng ganap na bagong mga sistema ng paglamig na hindi limitado ng mga tampok ng mga expansion card, at dapat ay may mas kaunting mga problema sa power supply - malamang, ang mga panlabas na supply ng kuryente ay gagamitin, na partikular na idinisenyo para sa isang partikular na video card sa isang panlabas na case na may video card, gamit ang isang cooling system. Maaari nitong gawing mas madali ang pag-assemble ng mga system sa maraming video card (SLI/CrossFire), at dahil sa patuloy na paglaki ng katanyagan ng mga mobile na solusyon, ang naturang panlabas na PCI Express ay dapat na nakakuha ng ilang katanyagan.

Dapat ay mayroon sila, ngunit hindi sila nanalo. Noong taglagas ng 2011, halos walang mga panlabas na opsyon para sa mga video card sa merkado. Ang kanilang hanay ay limitado ng mga lumang modelo ng mga video chip at isang makitid na seleksyon ng mga katugmang laptop. Sa kasamaang palad, ang negosyo ng mga panlabas na video card ay hindi na lumayo at dahan-dahang namatay. Ni hindi na kami nakakarinig ng mga panalong pahayag sa pag-advertise mula sa mga tagagawa ng laptop... Marahil ang kapangyarihan ng mga modernong mobile video card ay naging sapat na kahit para sa hinihingi na mga 3D na application, kabilang ang maraming laro.

May nananatiling pag-asa para sa pagbuo ng mga panlabas na solusyon sa promising interface para sa pagkonekta ng mga peripheral na device na Thunderbolt, na dating kilala bilang Light Peak. Ito ay binuo ng Intel Corporation batay sa DisplayPort na teknolohiya, at ang mga unang solusyon ay inilabas na ng Apple. Pinagsasama ng Thunderbolt ang mga kakayahan ng DisplayPort at PCI Express at pinapayagan kang kumonekta sa mga panlabas na device. Gayunpaman, sa ngayon ay wala lang sila, kahit na mayroon nang mga cable:

Sa artikulong ito ay hindi namin hawakan ang mga lumang interface; ang karamihan sa mga modernong video card ay idinisenyo para sa interface ng PCI Express 2.0, kaya kapag pumipili ng isang video card, iminumungkahi namin na isaalang-alang lamang ang lahat ng data sa AGP. Ginagamit ng mga bagong board ang interface ng PCI Express 2.0, na pinagsasama ang bilis ng 16 na PCI Express lane, na nagbibigay ng throughput na hanggang 8 GB/s sa bawat direksyon, na ilang beses na higit sa parehong katangian ng pinakamahusay na AGP. Bilang karagdagan, ang PCI Express ay nagpapatakbo sa ganoong bilis sa bawat direksyon, hindi katulad ng AGP.

Sa kabilang banda, ang mga produkto na may suporta para sa PCI-E 3.0 ay hindi pa talaga lumalabas, kaya hindi rin makatuwirang isaalang-alang ang mga ito. Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa pag-upgrade ng luma o pagbili ng bagong board o sabay-sabay na pagbabago ng system at video boards, kailangan mo lang bumili ng mga board na may interface ng PCI Express 2.0, na magiging sapat at pinakalaganap sa loob ng maraming taon, lalo na. dahil ang mga produkto ng iba't ibang bersyon ng PCI Express ay magkatugma sa isa't isa.

Mga module ng WiFi at iba pang katulad na device. Sinimulan ng Intel na bumuo ng bus na ito noong 2002. Ngayon ang non-profit na organisasyon na PCI Special Interest Group ay gumagawa ng mga bagong bersyon ng bus na ito.

Sa ngayon, ganap na pinalitan ng PCI Express bus ang mga hindi na ginagamit na bus gaya ng AGP, PCI at PCI-X. Ang PCI Express bus ay matatagpuan sa ibaba ng motherboard sa isang pahalang na posisyon.

Ang PCI Express ay isang bus na binuo batay sa PCI bus. Ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng PCI Express at PCI ay nasa pisikal na layer. Habang gumagamit ang PCI ng shared bus, gumagamit ang PCI Express ng star topology. Ang bawat aparato ay konektado sa isang karaniwang switch na may hiwalay na koneksyon.

Ang modelo ng software ng PCI Express ay higit na sumusunod sa modelo ng PCI. Samakatuwid, ang karamihan sa mga umiiral na PCI controller ay madaling mabago upang magamit ang PCI Express bus.

Mga slot ng PCI Express at PCI sa motherboard

Bilang karagdagan, ang PCI Express bus ay sumusuporta sa mga bagong tampok tulad ng:

• Hot plugging ng mga device;
• Garantisadong bilis ng palitan ng data;
• Pagsasaayos ng paggamit ng enerhiya;
• Pagsubaybay sa integridad ng ipinadalang impormasyon;

Paano gumagana ang PCI Express bus?

Gumagamit ang PCI Express bus ng bidirectional serial connection para kumonekta ng mga device. Bukod dito, ang naturang koneksyon ay maaaring magkaroon ng isa (x1) o ilang (x2, x4, x8, x12, x16 at x32) na magkahiwalay na linya. Kung mas maraming linya ang ginagamit, mas mataas ang bilis ng paglilipat ng data na maibibigay ng PCI Express bus. Depende sa bilang ng mga linyang sinusuportahan, ang laki ng grado sa motherboard ay mag-iiba. May mga puwang na may isa (x1), apat (x4) at labing-anim (x16) na linya.

Visual na pagpapakita ng mga sukat ng slot ng PCI Express

Bukod dito, ang anumang PCI Express device ay maaaring gumana sa anumang slot kung ang slot ay may pareho o higit pang mga linya. Nagbibigay-daan ito sa iyong mag-install ng PCI Express card na may x1 connector sa isang x16 slot sa motherboard.

Ang bandwidth ng PCI Express ay depende sa bilang ng mga linya at bersyon ng bus.

Isang paraan/parehong paraan sa Gbit/s
	Bilang ng mga linya
PCIe 1.0	2/4	4/8	8/16	16/32	24/48	32/64	64/128
PCIe 2.0	4/8	8/16	16/32	32/64	48/96	64/128	128/256
PCIe 3.0	8/16	16/32	32/64	64/128	96/192	128/256	256/512
PCIe 4.0	16/32	32/64	64/128	128/256	192/384	256/512	512/1024

Mga halimbawa ng mga PCI Express device

Pangunahing ginagamit ang PCI Express upang ikonekta ang mga discrete na video card. Dahil ang pagdating ng bus na ito, ganap na lahat ng video card ay gumagamit nito.

GIGABYTE GeForce GTX 770 graphics card

Gayunpaman, hindi lang ito ang magagawa ng PCI Express bus. Ginagamit ito ng mga tagagawa ng iba pang mga bahagi.

SUS Xonar DX sound card

SSD drive OCZ Z-Drive R4 Enterprise

Halos lahat ng modernong motherboard ay kasalukuyang nilagyan ng PCI-E x16 expansion slot. Ito ay hindi nakakagulat: ang isang discrete graphics accelerator ay naka-install dito, kung wala ang paglikha ng isang produktibong personal na computer ay karaniwang imposible. Ito ay ang kasaysayan ng background nito, mga teknikal na detalye at posibleng mga mode ng pagpapatakbo na tatalakayin sa hinaharap.

Background sa hitsura ng expansion slot

Noong unang bahagi ng 2000s, kasama ang slot ng pagpapalawak ng AGP, na noong panahong iyon ay ginamit para sa pag-install, lumitaw ang isang sitwasyon kapag naabot ang pinakamataas na antas ng pagganap at hindi na sapat ang mga kakayahan nito. Bilang resulta nito, nilikha ang PCI-SIG consortium, na nagsimulang bumuo ng mga bahagi ng software at hardware ng slot sa hinaharap para sa pag-install ng mga graphics accelerators. Ang bunga ng kanyang pagkamalikhain ay ang unang detalye ng PCI Express 16x 1.0 noong 2002.

Upang matiyak ang pagiging tugma sa pagitan ng dalawang discrete graphics adapter installation port na umiiral noong panahong iyon, ang ilang kumpanya ay bumuo ng mga espesyal na device na naging posible na mag-install ng mga lumang graphics solution sa isang bagong expansion slot. Sa wika ng mga propesyonal, ang pag-unlad na ito ay may sariling pangalan - adaptor ng PCI-E x16/AGP. Ang pangunahing layunin nito ay upang mabawasan ang gastos ng pag-upgrade ng PC sa pamamagitan ng paggamit ng mga bahagi mula sa nakaraang configuration ng unit ng system. Ngunit ang kasanayang ito ay hindi naging laganap dahil sa ang katunayan na ang mga entry-level na video card sa bagong interface ay may halaga na halos katumbas ng presyo ng adaptor.

Kasabay nito, ang mga mas simpleng pagbabago ng expansion slot na ito ay nilikha para sa mga panlabas na controller, na pinalitan ang mga PCI port na pamilyar sa oras na iyon. Sa kabila ng kanilang panlabas na pagkakapareho, ang mga device na ito ay makabuluhang naiiba. Kung ang AGP at PCI ay maaaring magyabang ng parallel information transfer, ang PCI Express ay isang serial interface. Ang mas mataas na pagganap nito ay natiyak ng isang makabuluhang pagtaas ng rate ng paglilipat ng data sa duplex mode (ang impormasyon sa kasong ito ay maaaring maipadala sa dalawang direksyon nang sabay-sabay).

Rate ng paglipat at paraan ng pag-encrypt

Sa pagtatalaga ng interface ng PCI-E x16, ipinapahiwatig ng numero ang bilang ng mga lane na ginamit para sa paglilipat ng data. Sa kasong ito, mayroong 16 sa kanila, ang bawat isa sa kanila, sa turn, ay binubuo ng 2 pares ng mga wire para sa pagpapadala ng impormasyon. Tulad ng nabanggit, ang mas mataas na bilis ay sinisiguro ng katotohanan na ang mga pares na ito ay gumagana sa full duplex mode. Iyon ay, ang paglipat ng impormasyon ay maaaring pumunta sa dalawang direksyon nang sabay-sabay.

Upang maprotektahan laban sa posibleng pagkawala o pagbaluktot ng ipinadalang data, ang interface na ito ay gumagamit ng isang espesyal na sistema ng proteksyon ng impormasyon na tinatawag na 8V/10V. Ang pagtatalaga na ito ay na-decipher tulad ng sumusunod: para sa tama at tamang paghahatid ng 8 bits ng data, dapat silang dagdagan ng 2 service bits upang magsagawa ng correctness check. Sa kasong ito, ang sistema ay napipilitang magpadala ng 20 porsiyento ng impormasyon ng serbisyo, na hindi nagdadala ng kapaki-pakinabang na pagkarga para sa gumagamit ng computer. Ngunit ito ang presyo para sa maaasahan at matatag na operasyon ng graphics subsystem ng isang personal na computer, at tiyak na walang paraan kung wala ito.

Mga bersyon ng PCI-E

Ang PCI-E x16 connector ay panlabas na pareho sa lahat ng motherboards. Tanging ang bilis ng paglipat ng impormasyon sa bawat kaso ay maaaring mag-iba nang malaki. Bilang resulta, iba rin ang pagganap ng device. At ang mga pagbabago para sa graphical na interface na ito ay ang mga sumusunod:

• 1st PCI modification - Express x16 v. Ang 1.0 ay may teoretikal na throughput na 8 Gb/s.
• 2nd generation PCI - Express x16 v. Ipinagmamalaki na ng 2.0 ang dalawang beses sa throughput na 16 Gb/s.
• Ang isang katulad na kalakaran ay nagpatuloy na para sa ikatlong bersyon ng interface na ito. Sa kasong ito, ang figure na ito ay itinakda sa 64 Gb/s.

Imposibleng makilala ang visual sa pamamagitan ng lokasyon ng mga contact. At the same time, compatible sila sa isa't isa. Halimbawa, kung nag-install ka ng graphics adapter card sa bersyon 3.0 na slot na nakakatugon sa mga 2.0 na pagtutukoy sa pisikal na antas, pagkatapos ay ang buong sistema ng pagpoproseso ay awtomatikong lilipat sa pinakamababang mode ng bilis (iyon ay, 2.0) at patuloy na gagana sa isang throughput na 64 Gb/s .

Unang henerasyon ng PCI Express

Tulad ng nabanggit kanina, ang PCI Express ay unang ipinakilala noong 2002. Ang paglabas nito ay minarkahan ang paglitaw ng mga personal na computer na may maraming mga graphics adapter, na, bukod dito, ay maaaring magyabang ng mas mataas na pagganap kahit na may isang accelerator na naka-install. Ang pamantayang AGP 8X ay pinapayagan para sa isang throughput na 2.1 Gb/s, at ang unang rebisyon ng PCI Express - 8 Gb/s.

Siyempre, hindi na kailangang pag-usapan ang tungkol sa walong beses na pagtaas. 20 porsiyento ng pagtaas ay ginamit upang ilipat ang impormasyon ng serbisyo, na naging posible upang makahanap ng mga error.

Pangalawang pagbabago ng PCI-E

Ang unang henerasyon ng isang ito ay pinalitan noong 2007 ng PCI-E 2.0 x16. Ang mga 2nd generation video card, gaya ng nabanggit kanina, ay pisikal at software na tugma sa unang pagbabago ng interface na ito. Sa kasong ito lamang ang pagganap ng graphics system ay makabuluhang nabawasan sa antas ng bersyon ng interface ng PCI Express 1.0 16x.

Sa teorya, ang limitasyon sa paglilipat ng impormasyon sa kasong ito ay katumbas ng 16 Gb/s. Ngunit 20 porsiyento ng nagresultang pagtaas ay ginugol sa pagmamay-ari na impormasyon. Bilang resulta, sa unang kaso, ang aktwal na paglipat ay katumbas ng: 8 Gb/s - (8 Gb/s x 20%: 100%) = 6.4 Gb/s. At para sa pangalawang execution ng graphical interface, ang value na ito ay ganito na: 16 Gb/s - (16 Gb/s x 20%: 100%) = 12.8 Gb/s. Sa paghahati ng 12.8 Gb/s sa 6.4 Gb/s, nakakakuha tayo ng tunay na praktikal na pagtaas ng performance ng 2 beses sa pagitan ng 1st at 2nd na bersyon ng PCI Express.

Ikatlong henerasyon

Ang huli at pinakabagong update ng interface na ito ay inilabas noong 2010. Ang pinakamataas na bilis ng PCI-E x16 sa kasong ito ay tumaas sa 64 Gb/s, at ang maximum na kapangyarihan ng graphics adapter na walang karagdagang kapangyarihan sa kasong ito ay maaaring katumbas ng 75 W.

Mga opsyon sa configuration na may maraming graphics accelerators sa isang PC. Ang kanilang mga kalamangan at kahinaan

Isa sa pinakamahalagang inobasyon ng interface na ito ay ang kakayahang magkaroon ng maramihang x16 graphics adapters nang sabay-sabay. Sa kasong ito, ang mga video card ay pinagsama sa isa't isa at bumubuo, mahalagang, isang solong aparato. Ang kanilang pangkalahatang pagganap ay summed up, at ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang makabuluhang taasan ang pagganap ng iyong PC sa mga tuntunin ng pagproseso ng output na imahe. Para sa mga solusyon mula sa NVidia, ang mode na ito ay tinatawag na SLI, at para sa mga graphics processor mula sa AMD - CrossFire.

Ang kinabukasan ng pamantayang ito

Ang PCI-E x16 slot ay tiyak na hindi magbabago sa nakikinita na hinaharap. Papayagan nito ang mas malakas na video card na magamit bilang bahagi ng mga lumang PC at sa gayon ay magsagawa ng unti-unting pag-upgrade ng computer system. Ngayon ang mga pagtutukoy para sa ika-4 na bersyon ng paraan ng paglilipat ng data na ito ay ginagawa. Para sa mga graphics adapter sa kasong ito, isang maximum na 128 GB/s ang ibibigay. Papayagan ka nitong ipakita ang larawan sa screen ng monitor sa kalidad ng "4K" o higit pa.

Mga resulta

Magkagayunman, ang PCI-E x16 ay kasalukuyang ang tanging graphics slot at interface. Ito ay magiging may kaugnayan sa loob ng mahabang panahon. Nagbibigay-daan sa iyo ang mga parameter nito na lumikha ng parehong entry-level na mga computer system at mga high-performance na PC na may ilang mga accelerator. Ito ay tiyak na dahil sa kakayahang umangkop na ito na walang makabuluhang pagbabago ang inaasahan sa angkop na lugar na ito.