1 pci express: PCI Express Slot 1 — Настройка BIOS

SSD SATA против SSD PCI-E

В любом устройстве всегда найдется слабое звено – bottle neck (бутылочное горлышко), самый слабый компонент, который будет лимитировать производительность остальных частей. Долгое время в настольных компьютерах главными “тормозами перестройки” были жёсткие диски, и ни 7200, ни 10000, ни даже 15000 оборотов в минуту, не меняли ситуацию кардинально. С появлением твердотельных накопителей дело сдвинулось с мёртвой точки. Но прогресс не щадит и это быстрое решение. Интерфейс SATA не способен удовлетворить запросы пользователей, поэтому стали появляться новые стандарты и интерфейсы.


Есть два новых пути развития SSD с интерфейсом PCI-E: SATA Express и NVMe – о них следует разговаривать отдельно, да и в продаже их не часто встретишь. Поэтому пока попробуем разобраться с обычными, доступными в рознице накопителями с интерфейсами PCI Express и SATA 6 ГБит/с.

Начнём с плюсов и минусов обоих интерфейсов:

SATA-диски

Краткая справочка из Wikipedia про этот интерфейс. Самый распространенный на сегодняшний день способ подключения твердотельного накопителя.

Достоинства:

  • Доступность на рынке

  • Большое количество производителей

  • Возможность подключения к любым современным материнским платам

  • Демократичная цена

  • Доступны объемы от 64 Гб до 1 Тб

Недостатки:

  • Ограничение по скорости передачи данных — предел интерфейса — 600 МБ/с на один канал.

  • Необходимость работы с контроллерами AHCI, которые разрабатывались для классических жёстких дисков

PCI Express

Снова дам ссылочку на Wikipedia — там много и подробно расписано про разные поколения этого интерфейса. Быстрый, классный, универсальный, дорогой.

Достоинства:

  • Высокая скорость передачи данных — пропускная способность одной линии шины ревизии 3.0 — 1 ГБ/с

Недостатки:

  • Высокая цена на рынке

  • Небольшой ассортимент брендов и моделей

  • Для некоторых моделей характерно падение производительности со временем (неработающий или не настроенный TRIM)


Немного поработав капитаном Очевидность, я хотел бы рассмотреть непосредственно те сценарии, которые пользователи проигрывают в голове, выбирая себе твердотельный накопитель SSD.

Потребительские сценарии

  • Обычные пользователи

    Откровенно говоря, большей части юзеров будет безразлично какой интерфейс имеет SSD-диск, более того, мало кто по настоящему почувствует разницу между SATA 3 ГБит/с и SATA 6 ГБит/с. При использовании только веб-браузеров, электронной почты, базовых офисных программ пользователь не увидит разницы и будет счастлив просто наличию SSD-диска в системе, так как программы будут загружаться очевидно быстрее, чем на HDD.

  • Продвинутые юзеры

    работающие с мультимедиа материалами, часто ищут способы увеличения производительности дисковой системы. Простой пример: буйно начал расти сегмент 4К-видео. Несжатый поток 4К (3840х2160, 12 бит, 24 кадра в секунду) потребует пропускной способности около 900 МБ/с. И даже если вы работаете со сжатыми потоками, то при одновременной обработке нескольких, обязательно упрётесь в потолок SATA 6 ГБит/с. RAID 0 спасёт ситуацию, но скорее всего в пике при построении RAID 0 на 4-х накопителях будет около 1,6 ГБ/с. PCI Express предлагает решение вопроса: каждая линия PCI-Express имеет пропускную способность до 1,0 ГБ/с (то есть в 1,6 раза больше, чем SATA) при почти таком же энергопотреблении – разумеется, грешно не пользоваться такими возможностями. И пусть цена на SSD PCI Express выше, любители работать с видео высокого разрешения просто обязаны смотреть именно на такой стандарт.

  • Геймеры

    Для настоящих хардкорщиков (а по мне так просто нетерпеливых людей), конечно же, нужен PCI Express. Огромные по размеру TitanFall или CoD:Ghosts будут грузится достаточно долго, я уж молчу про авиасимуляторы, “вес” которых доходит до сотен гигабайт. Для обычных же людей, которые любят Diablo III и прочие Bioshock Infinite, будет вполне достаточно топового SSD 6 ГБит/с.

  • Энтерпрайз-клиенты

    Ожидания клиента в этой сфере существенно выше, чем просто быстрая загрузка или обработка видеофайла. Чем крупнее сервер, тем больше к нему осуществляется обращений от пользователей и тут на первый план выходят IOPS. Для вышеперечисленных категорий людей обычная очередь к контроллеру составляет 3-5 запросов, в энтерпрайзе все измеряется сотнями. SSD прекрасно проявляют себя, когда нужно показывать высокую производительность на протяжении долгого времени, и если классических дисков потребуется несколько сотен, то высокопроизводительный SSD может справиться в одиночку.


При работе по интерфейсу SATA консьюмерские SSD достигают уровня производительности в 100,000 IOPS, в то время как топовые PCI-E накопители способны выдерживать нагрузку в 1,000,000 IOPS. При этом, как правило, они рассчитаны на работу с интерфейсом PCI-E 2.0, а значит переход на PCI-E 3.0 даст существенный прирост производительности в будущем.

Вместо вывода


Что можно сказать в итоге. Для розничных покупателей и геймеров можно и нужно выбирать среди SATA-дисков. Большинство офисных пользователей будут счастливы, если в их рабочих станциях поселятся быстрые и бесшумные накопители, но 90 процентов из них никогда даже не задумаются о том, какой интерфейс у диска и бывают ли они вообще разные. Геймерам же придётся сложнее, выбор большой, запутаться сложно, зачастую производитель недобросовестно завышает показатели чтения и записи. Следите за нашим блогом и мы расскажем, какая методика тестирования на самом деле правильная.

Для корпоративного рынка и людей, работающих с мультимедиа контентом – крайне рекомендованы накопители с интерфейсом PCI-Express. Обработка огромных растровых изображений или работа с 4К-видео с GoPro Hero4 – всё это потребует от системы хранения высокой производительности. Если ваша основная задача – производить контент – смело выбирайте диски PCI-Express. Энтерпрайз сегмент уже практически перешёл на контроллеры NVMe – о таких SSD будет отдельный пост – они заслуживают много внимания.

Теоретические раскладки обязательно надо проверять на практике. Поэтому следующий пост будет про практическое сравнение PCI-E SSD диска и SATA SSD (в том числе в режиме RAID 0).
С наступающим Новым Годом!

Разница между PCI Express Gen 1, Gen 2, Gen 3 и Gen 4

PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express) часто известен под названием PCI-E , и это стандартная форма установленного соединения среди внутренних устройств в любой компьютерной системе.

Как правило, PCI Express обычно используется для представления фактических слотов расширения, которые присутствуют на материнской плате, которая принимает карты расширения на основе PCIe и к нескольким типам самих карт расширения.

Компьютерные системы могут содержать несколько типов слотов расширения , PCI Express по-прежнему считается стандартным устройством для установления связи между различными внутренними устройствами.

Вы встретите различные слоты PCI Express, включая PCI Express x1, PCI Express x4, PCI Express x8 и PCI Express x16 (во всех поколениях PCIe).

Тем не менее, некоторые пользователи не понимают точного значения «x» в PCI Express Slots , как определить, какой тип слота будет поддерживать конкретное оборудование, какие опции доступны и так далее.

X в основном относится к умножению, мы рассчитываем пропускную способность слота PCI Express с помощью термина, называемого «дорожка PCIe». Размер слота PCIe в основном зависит от того, сколько линий PCIe он может предоставить. Вот почему одна дорожка x1 Slot меньше, чем 16 дорожек 9.0003 x16 Слот .

Слоты PCIe обратно совместимы, как и большинство интерфейсов, что означает, что вы можете использовать карту любого поколения в слоте любого поколения. Но вполне возможно, что карта нового поколения будет узким местом со слотом старого поколения. Скорость полосы пропускания удваивается в каждом поколении. Полоса нового поколения в два раза быстрее предыдущей.

Есть еще одна вещь, вы можете использовать любую карту PCIe Express Card в любом слоте PCI Express. Это означает, что если на материнской плате вашего компьютера есть открытый слот x1, как показано на примере рисунка, вы можете установить любую графическую карту x4, x8 или даже x16 в слот x1 PCIe. Карта расширения будет работать нормально, но скорость связи ограничена одной полосой.

Если слот меньшего размера закрыт на конце, как на большинстве материнских плат, то вы можете легко освободить место с помощью ручной пилы или лезвия.

Существует также небольшая версия слота PCIe x1, доступная на материнской плате настольного компьютера или ноутбука под названием ‘ Слот Mini-PCIe’ . Из-за совместимости установки карты и 180 ° этот слот в основном можно найти на ноутбуках. Поскольку это более короткий вариант x1, Mini-PCIe содержит только одну шину Lane, но скорость полосы пропускания может варьироваться в зависимости от поколения PCIe вашей материнской платы.

Однако, как только пользователи поймут важные аспекты и основные различия между каждым форматом и PCI Express версии , тогда станет легко понять разницу.

# Итак, давайте начнем с версий PCI Express

На ранних этапах разработки PCI Express первоначально назывался «High-Speed ​​Interconnect» (HSI). Из-за различных изменений в названии, таких как 3GIO (3 rd Generation Input/Output) и PCI-SIG, окончательно остановился на названии PCI Express.

PCI Express — это форма технологии, которая постоянно подвергается некоторым техническим модификациям. Вот некоторые из основных версий PCI Express , которые использовались в компьютерных системах из-за их высокой производительности и параметров эффективности:

  • PCI Express 1 версия . Это была обновленная версия предыдущей версии PCI Express 1.0a (выпущенной в 2003 г.) , в которую было внесено несколько улучшений и пояснений.
  • PCI Express 2 : PCI-SIG объявила о доступности версии PCI Express 2.0 в 2007 году , которая имела удвоенную скорость передачи по сравнению с PCI Express 1 версии . Производительность на линию была увеличена с 250 МБ/с до 500 МБ/с . Материнская плата PCI Express 2.0 полностью обратно совместима с наличием PCI Express v1.x . PCI-SIG также заявила о нескольких улучшениях в списке функций PCI Express 2.0 9.0004 из протокола передачи данных точка-точка вместе с архитектурой программного обеспечения.
  • PCI Express 3 : Это было в 2007 , когда PCI-SIG объявил, что версия PCI Express 3.0 будет предлагать битрейт 8 Giga-transfers в секунду (G Т/с ). Более того, предполагалась и обратная совместимость с текущими реализациями существующих PCI Express PCI Express 3.0 поставляется с обновленной схемой кодирования примерно до 128b/130b по сравнению с предыдущей схемой кодирования 8b/10b.
  • PCI Express 4 : PCI-SIG официально анонсировала PCI Express 4. 0 8 июня 2017 г. . Изменений кодировки с 3.0 на 4.0 нет. Но когда дело доходит до производительности, пропускная способность PCIe 4.0 на линию составляет 1969 МБ/с.
  • PCI Express 5 : ожидается в конце 2019 года, и, как обычно, скорость также удвоится.

# Версии PCI Express: 1.0, 2.0, 3.0, 4.0

Маловероятно, что слот для оперативной памяти, на самом деле вы не сможете определить разницу между поколениями слотов PCIe, просто взглянув на них. На некоторых материнских платах он указан на печатной плате, но, как правило, вы не найдете его, пока не проверите спецификацию своей материнской платы в Интернете или на коробке.

Таблица сравнения пропускной способности версий PCIe:

Кроме того, каждая последняя версия PCI Express обладает дополнительными улучшенными характеристиками и функциональной производительностью.

Например, версия PCI Express 2.0 имеет удвоенную скорость передачи по сравнению с предыдущей версией PCI Express 1.0 . Он также имеет улучшенную пропускную способность на полосу с 250 Мбит/с до 500 Мбит/с.

Аналогично, PCI Express 3.0 поставляется с обновленной схемой кодирования 128b/130b по сравнению с предыдущей схемой кодирования 8b/10b . Таким образом, это снижает нагрузку на полосу пропускания примерно на 20 процентов по сравнению с предыдущими 9.0003 версии PCI Express 2.0 до примерно 1,38 процента в версии PCI Express 3.0. Это значительное улучшение было достигнуто с помощью технического процесса, называемого «скремблирование».

Процесс скремблирования использует распознанный двоичный полином для определенного потока данных в топологии обратной связи. Таким образом, поскольку полином скремблирования распознан, данные можно восстановить, пропустив их через определенную топологию обратной связи, в которой используется обратный полином.

В дополнение к этому, скорость передачи данных 8 ГТ/с версии PCI Express 3.0 также эффективно обеспечивает скорость 985 МБ/с на линию. Это имеет тенденцию практически удваивать общую полосу пропускания по сравнению со старыми версиями PCI Express 2.0 и PCI Express 1.0.

Все версии PCI Express совместимы как с прямой, так и с обратной совместимостью. Это означает, что независимо от конкретной версии PCI Express может поддерживать ваша компьютерная система или материнская плата, они должны работать вместе, по крайней мере, на каком-то минимальном уровне.

Как можно заметить, основные обновления различных версий PCI Express каждый раз резко увеличивали общую пропускную способность. Следовательно, эта функция значительно увеличивает потенциал того, на что способно конкретное подключенное оборудование.

В результате повышается общая производительность компьютерной системы при взаимодействии с различными аппаратными компонентами.

В дополнение к общему повышению производительности, обновление до различных версий PCI Express также приводит к эффективным исправлениям ошибок, дополнительным техническим функциям и улучшенному управлению питанием.

Вдобавок ко всему, улучшение пропускной способности является наиболее значительным изменением, вызванным любым обновлением версии PCI Express .

# Максимальная совместимость с PCI Express

Если вы хотите получить наибольшую пропускную способность для более быстрой передачи данных и повышения общей производительности, вам следует выбрать максимальную версию PCI Express , которая будет поддерживаться материнской платой, а также самый большой размер PCI Express , который поместится так же.

>> Рекомендуемая ссылка: PCI Express (PCIe) — все, что вам нужно знать

о статье, в комментариях внизу». 🙂

Почему порты PCI Express на материнской плате имеют разный размер? Объяснение x16, x8, x4 и x1

Быстрые ссылки

  • Понимание шины PCI Express
  • Жизнь на быстрых линиях
  • Какие периферийные устройства используют какие порты?
  • Помните: размер порта PCI-E и дорожки могут быть разными . Но природа соединения несколько туманна: на новом ПК вы можете увидеть полдюжины портов трех или четырех разных размеров, все с маркировкой «PCIE» или PCI-E». вы действительно используете?

    Знакомство с шиной PCI Express

    В качестве обновления исходной системы PCI (межсоединения периферийных компонентов) PCI Express имел одно огромное преимущество, когда он был первоначально разработан в начале 2000-х годов: вместо него использовалась шина доступа «точка-точка». серийного автобуса. Это означало, что каждый отдельный порт PCI и установленные на нем карты могли в полной мере использовать свою максимальную скорость, не забивая несколько карт или модулей расширения одной шиной.

    Проще говоря, представьте, что ваш настольный ПК — это ресторан. Старый стандарт PCI был похож на гастроном: все стояли в одной очереди, чтобы их обслужили, а скорость обслуживания ограничивалась одним человеком за прилавком. PCI-E больше похож на бар, где каждый посетитель сидит на отведенном ему месте, а несколько барменов одновременно принимают заказ каждого. (Хорошо, так что никогда не бывает возможности сразу пригласить бармена к каждому посетителю, но давайте представим, что это действительно отличный бар.) С выделенными линиями передачи данных для каждой карты расширения или периферийного устройства весь компьютер может быстрее получить доступ к компонентам и аксессуарам.

    Теперь, чтобы расширить нашу метафору гастронома/бара, представьте, что некоторые из этих мест имеют несколько барменов, зарезервированных только для них. Вот тут-то и появляется идея нескольких линий.

    Жизнь на быстрых линиях

    PCI-E претерпел множество изменений с момента своего создания; в настоящее время новые материнские платы обычно используют версию 3 стандарта, причем более быстрая версия 4 становится все более распространенной, а версия 5, как ожидается, появится в 2019 году. Но все разные версии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут быть четырех основных размеров. : х1, х4, х8 и х16. (порты x32 существуют, но встречаются крайне редко и обычно не встречаются на потребительском оборудовании.)

    Различные физические размеры позволяют использовать разное количество одновременных подключений к материнской плате: чем больше порт, тем больше максимальное количество подключений к плате и порту. Эти соединения в просторечии известны как «дорожки», при этом каждая дорожка PCI-E состоит из двух сигнальных пар, одна для отправки данных, а другая для приема данных. Различные версии стандарта PCI-E допускают разные скорости на каждой полосе. Но вообще говоря, чем больше линий на одном порту PCI-E и подключенной к нему карте, тем быстрее данные могут передаваться между периферийным устройством и остальной частью компьютерной системы.

    Возвращаясь к нашей метафоре с баром: если представить каждого посетителя, сидящего в баре, как устройство PCI-E, то полоса x1 будет представлять собой одного бармена, обслуживающего одного посетителя. Но посетитель, сидящий на назначенном месте «x4», будет иметь четырех барменов, приносящих ему напитки и еду, а на месте «x8» будет восемь барменов только для ее напитков, а у посетителя на месте «x16» будет колоссальные шестнадцать барменов. бармены только для него. А теперь мы перестанем говорить о барах и барменах, потому что нашим бедным метафорическим пьяницам грозит отравление алкоголем.

    Какие периферийные устройства используют какие порты?

    Для версии PCI Express общей версии 3.0 максимальная скорость передачи данных на линию составляет восемь гигапередач, что означает «все данные и электронные служебные данные одновременно». В реальном мире скорость для PCI-E ревизии 3 составляет чуть меньше одного гигабайта в секунду на линию.

    Связанный: сейчас хорошее время для покупки новой видеокарты NVIDIA или AMD?

    Таким образом, устройство, использующее порт PCI-E x1, например маломощная звуковая карта или антенна Wi-Fi, может передавать данные на остальную часть компьютера со скоростью примерно 1 Гбит/с. Карта, которая втыкается в физически больший слот x4 или x8, например карта расширения USB 3.0, может передавать данные в четыре или восемь раз быстрее — и это было бы необходимо, если бы более двух из этих портов USB использовались одновременно. их максимальная скорость передачи. Порты PCI-E x16 с теоретическим максимумом около 15 Гбит/с в версии 3.0 используются почти во всех современных видеокартах, разработанных NVIDIA и AMD.

    Связанный: что такое слот расширения M.2 и как его использовать?

    Не существует установленных правил, определяющих, какие карты расширения будут использовать какое количество линий. Видеокарты, как правило, используют x16 только для максимальной передачи данных, но, очевидно, вам не нужна сетевая карта для использования порта x16 и шестнадцати полных линий, когда ее порт Ethernet способен передавать данные только со скоростью один гигабит в секунду ( около одной восьмой пропускной способности одной линии PCI-E — помните, восемь битов в байте). Существует небольшое количество твердотельных накопителей с подключением PCI-E, которые предпочитают порт x4, но, похоже, их быстро обогнал новый стандарт M.2, который также может использовать шину PCI-E. Высокопроизводительные сетевые карты и оборудование для энтузиастов, такое как адаптеры и RAID-контроллеры, используют сочетание форматов x4 и x8.

    Помните: размер порта PCI-E и дорожки могут не совпадать

    Вот одна из наиболее запутанных частей настройки PCI-E: порт может быть размером с карту x16, но иметь достаточно линий передачи данных только для чего-то гораздо менее быстрого, например x4. Это связано с тем, что, хотя PCI-E может поддерживать практически неограниченное количество отдельных подключений, все еще существует практическое ограничение пропускной способности набора микросхем. Более дешевые материнские платы с более бюджетными чипсетами могут устанавливаться только в один слот x8, даже если этот слот физически может вместить карту x16. Между тем, материнские платы для «геймеров» будут включать до четырех полноценных слотов PCI-E размера x16 и x16-lane для максимальной совместимости с графическим процессором. (Мы обсуждали это более подробно здесь.)

    Очевидно, что это может вызвать проблемы. Если на вашей материнской плате есть два слота размера x16, но один из них имеет только линии x4, то установка новой модной видеокарты в неправильный слот может снизить ее производительность на 75%. Это, конечно, теоретический результат: архитектура материнских плат означает, что вы не увидите такого резкого спада. Дело в том, что правильная карта должна быть вставлена ​​в правильный слот.

    К счастью, пропускная способность определенных слотов PCI обычно указана в руководстве к компьютеру или материнской плате с иллюстрацией того, какой слот имеет какую емкость. Если у вас нет инструкции, количество линий обычно написано на плате материнской платы рядом с портом, например:

    Кроме того, более короткая карта x1 или x4 физически может поместиться в более длинный слот x8 или x16: исходная конфигурация контактов электрических контактов делает ее совместимой. Карта может быть немного ослаблена физически, но когда она ввинчена в слоты расширения корпуса ПК, она более чем достаточно прочна.