Kāpēc PCI Express porti ir atšķirīgi? x16, x8, x4 un x1 paskaidrots

PCI Express standarts ir viens no mūsdienu skaitļošanas skavām, ar slotu vairāk vai mazāk katram galddatoram pēdējo desmit gadu laikā. Bet savienojuma raksturs ir nedaudz neskaidrs: jaunajā datorā, iespējams, redzēsiet pusducis ostas trīs vai četros dažādos izmēros, visi ar nosaukumu “PCIE” vai PCI-E. ” jūs faktiski izmantojat?

Izpratne par PCI Express autobusu

Kā jauninājums uz sākotnējo PCI (Peripheral Component Interconnect) sistēmu, PCI Express bija viena milzīga priekšrocība, kad tā sākotnēji tika izstrādāta 2000.gadu sākumā: tā izmantoja rindas autobusa vietā piekļuves autobusu. Tas nozīmēja, ka katrs atsevišķais PCI ports un tā instalētās kartes var pilnībā izmantot to maksimālo ātrumu bez vairāku karšu vai paplašinājumu bloķēšanas vienā autobusā.

PCI Express aizstāja vecāko PCI slota standartu. Šī mātesplate atbalsta gan: PCIE x16 zilā krāsā, PCIE x1 melnā krāsā, gan PCI smilškrāsā.

Iedomājieties, ka galddators ir restorāns. Vecais PCI standarts bija tāds pats kā deli, ikviens, kas gaidīja vienā rindā, lai saņemtu servisu, ar ātrumu, ko ierobežoja viena persona pie skaitītāja. PCI-E ir vairāk kā bārs, katrs patrons, kas sēž norīkotajā sēdeklī, ar vairākiem bārmeņiem, kas uzreiz paņem visu kārtību. (Labi, tāpēc nekad nav iespējams nokļūt bārmenim uz katru patronu, bet izliksim, ka tas ir patiešām liels bārs.) Ar īpašu datu joslu katram paplašināšanas kartei vai perifērijai, viss dators var piekļūt komponentiem un piederumiem ātrāk.

Tagad, lai paplašinātu mūsu deli / bar metaforu, iedomājieties, ka dažās no šīm vietām ir vairāki bārmeņi, kas ir rezervēti tikai viņiem. Tajā ievieš ideju par vairākām joslām.

Dzīve Fast Lanes

PCI-E kopš tā izveidošanas ir veikusi vairākas izmaiņas; šobrīd jaunās mātesplates parasti izmanto standarta 3. versiju, jo ātrāka versija 4 kļūst arvien izplatītāka, un 5. versija, kas sagaidāma 2019. gadā. Taču dažādās versijās tiek izmantoti vienādi fiziskie savienojumi, un šie savienojumi var būt četri primārie izmēri. : x1, x4, x8 un x16. (pastāv x32 ostas, bet ir ļoti reti un parasti tās nav redzamas uz patērētāju aparatūras.)

Dažādu izmēru kartes atbalsta dažādas maksimālās PCI-Express joslas.

Dažādie fiziskie izmēri ļauj dažādiem vienlaicīgu datu kontaktu skaitļiem ar mātesplati: jo lielāks ir ports, jo maksimālais savienojums ir kartē un ostā. Šie savienojumi ir pazīstami kā “joslas”, un katrs PCI-E josls sastāv no diviem signalizācijas pāriem, no kuriem viens ir datu nosūtīšanai un otrs datu saņemšanai. Dažādi PCI-E standarta pārveidojumi ļauj dažādiem ātrumiem katrā joslā. Bet vispārīgi runājot, jo vairāk joslu atrodas vienā PCI-E portā un tā pieslēgtajā kartē, jo ātrāk dati var plūsēt starp perifēro un pārējo datora sistēmu..

Atgriežoties pie mūsu bāra metaforas: ja jūs iedomāties katru patronu, kas sēž pie bāra kā PCI-E ierīces, tad x1 josla būtu viens bārmenis, kas apkalpo vienu klientu. Bet patronam, kas sēdēja piešķirtajā “x4” sēdeklī, būtu četri bārmeņi, kas viņam nāca ar dzērieniem un pārtiku, un „x8” sēdvietai būtu astoņi bārmeņi tikai viņas dzērieniem, un “x16” sēdeklī būtu tikai sešpadsmit bārmeņi. Un tagad mēs pārtrauksim runāt par bāriem un bārmeņiem, jo ​​mūsu nabadzīgie metaforiskie dzērāji ir pakļauti alkohola saindēšanās riskam..

Kādas perifērijas ierīces izmanto ostas?

PCI Express kopīgajai versijai 3.0 versijai maksimālais datu pārraides ātrums vienā joslā ir astoņi gigatransfekti - termins, kas nozīmē „visus datus un elektronisko pieskaitāmību vienlaicīgi.” Reālajā pasaulē PCI-E 3. versijas ātrums ir nedaudz mazāk par vienu gigabaitu sekundē, uz vienu joslu.

Līdz ar to ierīce, kas izmanto portu PCI-E1, tāpat kā zema jaudas skaņas karte vai Wi-Fi antena, var pārsūtīt datus uz pārējo datoru aptuveni 1GBps. Karte, kas sasist līdz fiziski lielākam x4 vai x8 slotā, tāpat kā USB 3.0 paplašināšanas karte, var pārsūtīt datus četras vai astoņas reizes ātrāk - un tas būtu nepieciešams, ja vairāk nekā divi no šiem USB portiem tiek izmantoti maksimāli pārsūtīšanas ātrums. PCI-E x16 porti ar teorētisko maksimumu aptuveni 15GBps 3.0 versijā, tiek izmantoti gandrīz visām mūsdienu NVIDIA un AMD izstrādātajām grafikas kartēm..

Lielākā daļa diskrēto grafisko karšu izmanto pilnu PCI-E x16 slotu.

Nav noteiktas vadlīnijas, kādas paplašināšanas kartes izmantos to, cik skaitu joslu. Grafikas kartes parasti izmanto x16 tikai maksimālas datu pārraides labad, bet acīmredzot jums nav nepieciešama tīkla karte, lai izmantotu x16 portu un sešpadsmit pilnas joslas, ja tā Ethernet ports spēj pārsūtīt datus tikai vienā gigabitā sekundē ( aptuveni astotdaļa no viena PCI-E joslas atcerēšanās, astoņi biti uz baitu). Ir neliels PCI-E uzstādīto cieto disku skaits, kas dod priekšroku x4 portam, bet tie, šķiet, ir strauji pārņemti ar jauno M.2 standartu, kas var izmantot arī PCI-E autobusu. Augstas klases tīkla kartes un entuziastu aprīkojums, piemēram, adapteri un RAID kontrolieri izmanto x4 un x8 formātu kombināciju.

Atcerieties: PCI-E ostas izmērs un joslas var nebūt vienādas

Lūk, viens no sarežģītākajiem PCI-E iestatīšanas elementiem: ports var būt x16 kartes izmērs, bet ir pietiekami daudz datu joslu, lai iegūtu kaut ko daudz ātrāku, piemēram, x4. Tas ir tāpēc, ka, lai gan PCI-E var uzņemt neierobežotus atsevišķu savienojumu daudzumus, joprojām ir praktisks ierobežojums attiecībā uz mikroshēmojuma joslas caurlaidību. Lētākas mātesplates, kurās ir vairāk budžeta orientētu mikroshēmojumu, var iet tikai uz vienu x8 slotu, pat ja šis slots var fiziski pielāgot x16 karti. Tikmēr “gamer” mātesplatē būs līdz pat četriem pilniem x16 izmēriem un x16-joslu PCI-E slots, lai nodrošinātu maksimālu GPU saderību. (Šeit mēs to sīkāk apspriedām.)

Šī entuziasta mātesplate ietver piecus pilna izmēra PCI-E x16 slotus, bet tikai diviem no tiem ir 16 pilnas datu joslas - pārējie ir x8 un x4.

Protams, tas var radīt problēmas. Ja jūsu mātesplatē ir divas x16 izmēra laika nišas, bet vienā no tām ir tikai x4 joslas, tad jūsu jaunās grafikas kartes pievienošana nepareizajā slotā var radīt 75% slodzi. Tas, protams, ir teorētisks rezultāts: mātesplates arhitektūra nozīmē, ka jūs neredzēsiet tik dramatisku kritumu. Punkts ir tāds, ka pareizajai kartei jādodas labajā slotā.

Par laimi, konkrēto PCI slotu joslu ietilpība parasti ir izklāstīta datora vai mātesplates rokasgrāmatā, ilustrējot, kura slots ir jauda. Ja jums nav jūsu rokasgrāmatas, joslu skaits parasti tiek uzrakstīts uz mātesplates PCB blakus ostai, piemēram:

Uz šīm ostām redzamās uzlīmes parāda pieejamās joslas: x1 portam uz augšu ir viena josla, bet zemāk norādītajam x16 portam ir tikai četri, neskatoties uz tās fizisko lielumu. PCIEX1_2 nozīmē, ka tas ir otrais x1 ports mātesplatē.

Arī īsāka x1 vai x4 karte var fiziski ievietot ilgākā x8 vai x16 slotā: sākotnējā elektrisko kontaktu tapas konfigurācija padara to saderīgu. Karte var būt mazliet vaļīga fiziski, bet, pieskrūvējot to datora korpusa izplešanās vietās, tas ir vairāk nekā pietiekami izturīgs. Protams, ja kartes kontakti ir fiziski lielāki par slotu, to nevar ievietot.

Tāpēc atcerieties, pērkot paplašināšanas vai jaunināšanas kartes PCI Express laika nišām, jums ir jāņem vērā gan pieejamo portu lielums, gan joslu novērtējums..

Attēla kredīts: Newegg, Amazon