Pci e pci express: Все, что вы хотели знать PCI Express

Модули | PCI/PCIe

• Модули цифровой обработки данных на базе FPGA (1)
• Несущие модули (2)
• Коммуникационные модули (1)

Модули цифровой обработки данных на базе FPGA

Несущие модули

Коммуникационные модули

Что такое PCIe? — gadgetshelp,com

PCI Express, технически периферийный компонент Interconnect Express, но его часто называют аббревиатурой PCIe или PCI-E , является стандартным типом соединения для внутренних устройств в компьютере.

Как правило, PCI Express относится к фактическим слотам расширения на материнской плате, которые принимают карты расширения на основе PCIe, и к типам плат расширения.

PCI Express почти полностью заменил AGP и PCI , оба из которых заменили самый старый широко используемый тип соединения, называемый ISA.

Хотя компьютеры могут содержать различные типы слотов расширения, PCI Express считается стандартным внутренним интерфейсом. Многие компьютерные материнские платы сегодня производятся только со слотами PCIe.

Lifewire / Адриан Мангель

Как работает PCI Express?

Подобно старым стандартам, таким как PCI и AGP, устройство на основе PCI Express (такое, как показано на фото на этой странице) физически вставляется в слот PCI Express на материнской плате.

Интерфейс PCI Express обеспечивает широкополосную связь между устройством и материнской платой, а также другим оборудованием .

Хотя и не очень распространенная, внешняя версия PCI Express также существует, что неудивительно называется External PCI Express, но часто сокращается до ePCIe .

Устройства ePCIe, будучи внешними, требуют специального кабеля для подключения любого внешнего устройства ePCIe, которое используется к компьютеру через порт ePCIe, обычно расположенный на задней панели компьютера, который поставляется либо материнской платой, либо специальной внутренней картой PCIe.

Какие типы карт PCI Express существуют?

Благодаря спрос на более быстрые и более реалистичные видеоигры и видео редактирования инструментов , видеокарты были первыми типами компьютерных периферийных устройств , чтобы воспользоваться усовершенствованиями , предлагаемых PCIe.

Хотя видеокарты все еще являются наиболее распространенным типом PCIe-карт, которые вы найдете, другие устройства, которые выигрывают от значительно более быстрых подключений к материнской плате, процессору и оперативной памяти , также все чаще производятся с подключениями PCIe вместо PCI.

Например, многие высокопроизводительные звуковые карты теперь используют PCI Express, а также все большее число проводных и беспроводных сетевых интерфейсных карт .

Платы контроллера жесткого диска могут быть наиболее полезными для PCIe после видеокарт. Подключение высокоскоростного устройства хранения PCIe, такого как SSD , к этому высокоскоростному интерфейсу позволяет намного быстрее считывать данные с накопителя и записывать на него. Некоторые контроллеры жестких дисков PCIe даже включают встроенный SSD , что кардинально меняет способ подключения устройств хранения данных к компьютеру.

Что такое PCIe SSD?

Конечно, благодаря тому, что PCIe полностью заменил PCI и AGP в новых материнских платах, почти все типы внутренних плат расширения, которые опирались на эти старые интерфейсы, были переработаны для поддержки PCI Express. Это включает в себя такие вещи, как карты расширения USB, карты Bluetooth и т. Д.

Какие существуют форматы PCI Express?

PCI Express x1 … PCI Express 3.0 … PCI Express x16 . Что означает «х»? Как узнать, поддерживает ли ваш компьютер какие? Если у вас есть карта PCI Express x1, но у вас есть только порт PCI Express x16 , это работает? Если нет, каковы ваши варианты?

Смущенный? Не волнуйся, ты не одинок!

Часто не совсем понятно, когда вы покупаете карту расширения для вашего компьютера, например, новую видеокарту, какая из различных технологий PCIe работает с вашим компьютером или какая лучше, чем другая.

Однако, как бы сложно это ни выглядело, на самом деле все довольно просто, когда вы понимаете две важные части информации о PCIe: часть, которая описывает физический размер, и часть, которая описывает версию технологии, обе из которых описаны ниже.

Размеры PCIe: x16 против x8 против x4 против x1

Как следует из заголовка, число после x указывает на физический размер карты или слота PCIe, где x16 является наибольшим, а x1 — наименьшим.

Вот как формируются различные размеры:

Независимо от того, какого размера слот PCIe или карта, ключевой паз , это небольшое пространство в карте или слоте, всегда находится на выводе 11 . Другими словами, длина контакта 11 увеличивается с переходом от PCIe x1 к PCIe x16. Это дает некоторую гибкость в использовании карт одного размера со слотами другого.

Карты PCIe помещаются в любой слот PCIe на материнской плате, который по крайней мере такой же большой, как и он. Например, карта PCIe x1 поместится в любой слот PCIe x4, PCIe x8 или PCIe x16. Карта PCIe x8 поместится в любой слот PCIe x8 или PCIe x16.

Карты PCIe, которые больше, чем слот PCIe, могут помещаться в меньший слот, но только в том случае, если этот слот PCIe является открытым (т. Е. Не имеет стопора в конце слота).

В целом, более крупная карта или слот PCI Express поддерживает более высокую производительность, при условии, что две сравниваемые карты или слоты поддерживают одну и ту же версию PCIe.

Вы можете увидеть полную схему распиновки на сайте pinouts.ru .

Версии PCIe: 4.0 против 3.0 против 2.0 против 1.0

Любое число после PCIe, которое вы найдете на продукте или материнской плате, указывает номер последней версии поддерживаемой спецификации PCI Express.

Вот как сравниваются различные версии PCI Express:

Все версии PCI Express имеют обратную и прямую совместимость, то есть независимо от того, какую версию поддерживает карта PCIe или ваша материнская плата, они должны работать вместе, по крайней мере, на минимальном уровне.

Как вы можете видеть, крупные обновления стандарта PCIe резко увеличивали пропускную способность, доступную каждый раз, значительно увеличивая потенциал того, что может сделать подключенное оборудование.

Улучшения версии также исправили ошибки, добавили функции и улучшили управление питанием, но увеличение пропускной способности является наиболее важным изменением, которое следует отметить от версии к версии.

Максимальная совместимость с PCIe

PCI Express, как вы читали в разделах размеров и версий выше, поддерживает практически любую конфигурацию, которую вы можете себе представить. Если это подходит физически, это, вероятно, работает … и это здорово.

Однако важно знать, что для получения увеличенной пропускной способности (которая обычно соответствует наибольшей производительности) вам нужно выбрать самую высокую версию PCIe, которую поддерживает ваша материнская плата, и выбрать самый большой размер PCIe, который будет соответствовать.

Например, видеокарта PCIe 3.0 x16 обеспечит вам максимальную производительность, но только если ваша материнская плата также поддерживает PCIe 3.0 и имеет свободный слот PCIe x16. Если ваша материнская плата поддерживает только PCIe 2.0, карта будет работать только на этой поддерживаемой скорости (например, 64 Гбит / с в слоте x16).

Большинство материнских плат и компьютеров, выпущенных в 2013 году или позже, вероятно, поддерживают PCI Express v3.0. Проверьте вашу материнскую плату или компьютерное руководство, если вы не уверены.

Если вы не можете найти какой-либо точной информации о версии PCI, которую поддерживает ваша материнская плата, мы рекомендуем приобрести самую большую и последнюю версию карты PCIe, если, конечно, она подойдет.

Что заменит PCIe?

Разработчики видеоигр всегда ищут дизайн игр, которые будут еще более реалистичными, но могут сделать это только в том случае, если они смогут передавать больше данных из своих игровых программ в гарнитуру виртуальной реальности или на экран компьютера; для этого нужны более быстрые интерфейсы.

Из-за этого PCI Express больше не будет царить на почве лавра. PCI Express 3.0 удивительно быстр, но мир хочет быстрее.

PCI Express 5.0, ратифицированный и выпущенный в 2019 году, поддерживает пропускную способность 31,504 ГБ / с на линию (3938 МБ / с),  что вдвое больше, чем предлагает PCIe 4.0.

Существует ряд других стандартов интерфейсов, не связанных с PCIe, которые рассматриваются технологической отраслью, но, поскольку они потребуют серьезных аппаратных изменений, PCIe, похоже, останется лидером еще на некоторое время.

Спецификация PCI Express 6.0 | Спецификация PCI-SIG

PCI Express® (PCIe®) де-факто служила предпочтительным интерконнектом в течение почти двух десятилетий. Спецификация PCIe 6.0 удваивает пропускную способность и энергоэффективность по сравнению со спецификацией PCIe 5.0 (32 ГТ/с), продолжая при этом удовлетворять отраслевой спрос на высокоскоростные межсоединения с малой задержкой. Технология PCIe 6.0 — это экономически эффективное и масштабируемое решение для межсоединений для рынков с интенсивным использованием данных, таких как центры обработки данных, искусственный интеллект/машинное обучение, высокопроизводительные вычисления, автомобильная промышленность, Интернет вещей и военная/аэрокосмическая промышленность.

Характеристики PCIe 6.0 Особенности 

• Скорость передачи исходных данных 64 ГТ/с и до 256 ГБ/с в конфигурации x16
• Амплитудно-импульсная модуляция с 4-уровневой сигнализацией (PAM4), использующая существующий PAM4, уже доступный в отрасли
• Упрощенное прямое исправление ошибок (FEC) и проверка циклическим избыточным кодом (CRC) уменьшают увеличение частоты битовых ошибок, связанное с сигнализацией PAM4

Кодирование на основе

• Flit (блок управления потоком) поддерживает модуляцию PAM4 и работает в сочетании с FEC и CRC для удвоения увеличения пропускной способности
• Обновлен макет пакета, используемый в режиме Flit для обеспечения дополнительных функций и упрощения обработки
• Обеспечивает обратную совместимость со всеми предыдущими поколениями технологии PCIe

Мы приглашаем участников загрузить спецификацию PCIe 6.0.

Ресурсы спецификации PCIe 6.0 

• Пресс-релиз
  • Лист коммерческих предложений компании-члена 
• Часто задаваемые вопросы
• Инфографика: Архитектура PCIe 6. 0: Будущее технологии PCIe
• Анимационный видеоролик: спецификация PCIe 6.0: повышение производительности для приложений, ориентированных на данные

Спецификация

• PCIe 6.0 выпущена для участников: удвоение пропускной способности для приложений следующего поколения Блог

Веб-семинар

• : Спецификация PCIe 6.0: Interconnect для будущих потребностей ввода-вывода
  • Резюме вебинара Вопросы и ответы Блоги:
    • Веб-семинар по спецификациям PCIe 6.0, вопросы и ответы: более глубокое погружение в режим FLIT, PAM4 и прямое исправление ошибок (FEC)
    • Веб-семинар по спецификации PCIe 6.0, вопросы и ответы: Поддерживаемые функции в спецификации PCIe 6.0
    • Веб-семинар по спецификациям PCIe 6.0, вопросы и ответы: обнаружение и исправление ошибок с помощью FEC
    • Веб-семинар по спецификациям PCIe 6.0, вопросы и ответы: повышение уровня с помощью L0p
    • Веб-семинар по спецификациям PCIe 6.0, вопросы и ответы: влияние сигнализации PAM4
    • Обзор веб-семинара по спецификациям PCIe 6. 0: особенности будущего
• опубликованных статей:
  • В чем разница при переходе с PCIe 3.0 на PCIe 6.0?
  • Эволюция спецификации PCI Express: шестое поколение, третье десятилетие и по-прежнему

Для получения дополнительной информации о PCI-SIG

Следуйте за нами в LinkedIn и Twitter для получения последней информации о спецификациях PCIe и будущих объявлений.

Если вы еще не являетесь членом PCI-SIG, мы приглашаем вас стать участником сегодня.

Teledyne LeCroy — Анализатор протоколов

Анализатор Summit T516   Teledyne LeCroy представляет собой последнее поколение анализаторов протоколов, предназначенных для высокоскоростных приложений ввода-вывода PCI Express 5.0 и CXL, таких как рабочие станции, настольные компьютеры, графические системы, системы хранения и приложения сетевой карты.

Summit Z516 Exerciser Summit Z516 — это инструмент для тестирования генерации трафика протоколов PCIe 5. 0 и CXL, используемый для критического тестирования и проверки, предназначенный для помощи инженерам в разработке и повышении надежности их систем. Summit Z516 может эмулировать корневые комплексы PCI Express 5.0 и CXL или конечные точки устройств, что позволяет тестировать новые конструкции на наличие проблем с краевыми случаями.

Анализатор Summit T54 Анализатор протоколов Summit T54 захватывает, декодирует и отображает скорости передачи данных протокола PCIe 5.0 для ширины полосы x1, x2, x4.

Анализатор протоколов Summit M5x / блокировщик помех   

Summit M5x — это решение Teledyne LeCroy для подавления помех PCIe/NVMe и новейший анализатор протоколов, предназначенный для высокоскоростных приложений ввода-вывода PCI Express 5.0, таких как рабочие станции, настольные компьютеры, графические приложения, хранилища и приложения для сетевых карт.

Summit Z58 Protocol Experimentr/Analyzer    Summit Z58 — это инструмент для тестирования генерации трафика протокола PCIe 5. 0, используемый для критического тестирования и проверки, предназначенный для помощи инженерам в разработке и повышении надежности их систем. Summit Z58 может эмулировать корневые комплексы PCI Express 5.0 или конечные точки устройств, что позволяет тестировать новые конструкции на наличие проблем с краевыми случаями.

Summit T416 Analyzer   Анализатор протокола Summit T416 захватывает, декодирует и отображает скорости передачи данных протокола PCIe 4.0 для ширины полосы x1, x2, x4, x8, x16

Summit Z416 Protocol Exerciser PCIe 4.0 Инструмент тестирования генерации трафика протокола, используемый для критического тестирования и проверки, предназначенный для помощи инженерам в разработке и повышении надежности их систем. Summit Z416 может эмулировать корневые комплексы или конечные точки устройств PCI Express 4.0, что позволяет тестировать новые конструкции на наличие проблем с краеугольным камнем.

Анализатор Summit T48   Анализатор протокола Summit T48 захватывает, декодирует и отображает скорости передачи данных протокола PCIe 4. 0 для x1, x2, x4, x8, ширины полосы

Анализатор Summit T3-16   Анализатор протокола Summit T3-16 захватывает, декодирует и отображает скорости передачи данных протокола PCIe 3.0 для полос шириной x1, x2, x4, x8, x16

Summit Z3-16 Exerciser с поддержкой SMBus Summit Z3-16 с поддержкой SMBus является важным инструментом тестирования и проверки предназначен для помощи инженерам в разработке и повышении надежности их систем. Тренажер может эмулировать корневые комплексы PCI Express или конечные точки устройств, позволяя тестировать новые конструкции на наличие проблем, возникающих в крайних случаях. Кроме того, он может эмулировать трафик SMBus в качестве ведущего или ведомого устройства.

Анализатор Summit T3-8   Анализатор протокола Summit T3-8 захватывает, декодирует и отображает скорости передачи данных протокола PCIe 3.0 для ширины полосы x1, x2, x4, x8

Анализатор Summit T34   Анализатор протокола Summit T34 захватывает , декодирует и отображает скорости передачи данных протокола PCIe 3. 0 для полос шириной x1, x2, x4

Summit T28 Analyzer   Анализатор протокола Summit T28 захватывает, декодирует и отображает скорости передачи данных PCIe 2,5 ГТ/с и 5 ГТ/с для x1, x2 , x4, x8 ширина полосы движения

Анализатор Summit T24    Анализатор Teledyne LeCroy Summit T24 PCI Express предназначен для клиентов, разрабатывающих серверы, рабочие станции, настольные компьютеры, графические системы, хранилища и сетевые карты с шириной полосы PCIe 1.0 или 2.0 x4.

Адаптеры PCIe   

BitTracer   

Тестирование на соответствие PCIe   

Тесты на соответствие UNH NVMe выполняются на анализаторе и тренажере протокола Teledyne LeCroy. Эти инструменты поддерживают необходимые возможности эмуляции NVMe для выполнения этих тестов.

Interposers and Probes   

Хост-интерфейс PCI Express Поддержка декодирования SSD/диска   

Программное обеспечение TeleScan PE   

PCI Платформа для тестирования Express 5. 0 Платформа для тестирования PCI Express 5.0 от Teledyne LeCroy представляет собой удобную, мощную и гибкую тестовая платформа для устройств PCI Express со скоростью передачи данных до 32,0 ГТ/с и шириной канала до x16.

Тестовая платформа PCI Express 4.0   

Тестовая платформа PCI Express 3.0 с поддержкой SMBus   

Тестовая платформа PXP-100B   Тестовая платформа Teledyne LeCroy PXP-100B представляет собой удобное средство для тестирования карт PCIe с автономной портативной пассивной объединительной панелью с питанием. PXP-100B обеспечивает питание, необходимое для обеих тестируемых плат, а промежуточный модуль можно использовать для подключения к анализатору протоколов.

Тестовая платформа PXP-400A   Тестовая платформа Teledyne LeCroy PXP-400A представляет собой удобное средство для тестирования карт расширения PCIe 4.0 с автономной портативной пассивной объединительной панелью с питанием. PXP-400A обеспечивает питание, необходимое для обеих тестируемых плат, а промежуточный модуль можно использовать для подключения к анализатору протоколов.

Тестовая платформа PXP-500A   Тестовая платформа Teledyne LeCroy PXP-500A представляет собой удобное средство для тестирования карт расширения PCIe 5.0 с автономной портативной пассивной объединительной панелью с питанием. PXP-500A обеспечивает питание, необходимое для обеих тестируемых плат, а для подключения к анализатору протоколов можно использовать отдельный интерпозер.

LinkExpert   

Teledyne LeCroy предлагает широкий спектр платформ для анализа протоколов PCI Express (Summit T516, Summit T54, Summit M5x, Summit T416, Summit T48, Summit T3-16, Summit T3-8, Summit T34, Summit T28 и Summit T24). Summit T516, T54 и M5x — передовые продукты Teledyne LeCroy, поддерживающие спецификации PCIe 5.0 и CXL. Summit T416, T48, T34, T3-16 и T3-16 — это анализаторы протоколов среднего класса от Teledyne LeCroy. Эти анализаторы протоколов находятся в авангарде анализа, тестирования и проверки соответствия твердотельных накопителей и компьютерных хранилищ. Summit T28 и T24 — это инструменты анализа протоколов начального уровня для разработки и тестирования на PCIe 2.0.

Анализатор протоколов Summit T516 для PCIe 5.0 и CXL — это платформа с высочайшей производительностью. Он обеспечивает полную двунаправленную поддержку x16, x8, x4, x2 и x1 со скоростью передачи данных до 32 ГТ/с. Обладая 256 ГБ памяти трассировки, этого достаточно для анализа и записи обширных потоков данных PCI Express.

Анализатор протоколов Summit T54 для PCIe 5.0 и CXL — это высокопроизводительная платформа. Он обеспечивает полную двунаправленную поддержку x4, x2 и x1 при скорости передачи данных до 32 ГТ/с. Имея 64 ГБ памяти трассировки, этого достаточно для анализа и записи обширных потоков данных PCI Express. Две системы Summit T54 можно соединить вместе, чтобы получить полные линии x8 со скоростью 32 ГТ/с.

Анализатор протоколов Summit M5x для PCIe 5.0 и CXL имеет полную двунаправленную поддержку xx8, x4, x2 и x1 со скоростью передачи данных до 32 ГТ/с. Память трассировки объемом 228 ГБ обеспечивает достаточную емкость для анализа и записи обширных потоков данных PCI Express и CXL. Он также может быть лицензирован с возможностями создания помех как для PCIe 4.0, так и для NVMe для встроенной отладки. В этом специальном встроенном режиме он будет поддерживать захват и анализ протоколов для x16, x8, x4, x2 и x1 со скоростью передачи данных до 16 ГТ/с.

Анализатор протоколов Summit T416 полностью поддерживает двунаправленную передачу данных x16, x8, x4, x2 и x1 со скоростью передачи данных до 16 ГТ/с. Имея 228 ГБ памяти трассировки, этого достаточно для анализа и записи обширных потоков данных PCI Express.

Анализатор протоколов Summit T48 имеет полную двунаправленную поддержку x8, x4, x2 и x1 при скорости передачи данных до 16 ГТ/с. Имея 64 ГБ памяти трассировки, этого достаточно для анализа и записи обширных потоков данных PCI Express.

Анализатор протоколов Summit T3-16 имеет полную двунаправленную поддержку x16, x8, x4, x2 и x1 при скорости передачи данных до 8 ГТ/с. Память трассировки объемом 8 ГБ обеспечивает достаточную емкость для анализа и записи обширных потоков данных PCI Express.

Анализатор протоколов Summit T3-8 имеет полную двунаправленную поддержку x8, x4, x2 и x1 при скорости передачи данных до 8 ГТ/с. Память трассировки объемом 4 ГБ обеспечивает достаточную емкость для анализа и записи обширных потоков данных PCI Express.

Для мониторинга и анализа встроенных систем идеально подходит Summit T28, меньший по размеру и более экономичный анализатор протокола PCI Express для линий x8 со скоростью 5 ГТ/с. В то время как все анализаторы Summit поддерживают протоколы хранения PCIe, такие как NVM Express, SATA Express и SCSI Express, Summit T34 предназначен для анализа хранения PCIe благодаря небольшому портативному форм-фактору, ширине полосы x4 и глубокому буферу записи объемом 32 ГБ памяти. В целях портативности и простоты использования анализатор протоколов Summit T24 поддерживает анализ каналов x1-x4 со скоростью 2,5/5 ГТ/с. Summit T24 — это наиболее оптимизированный и недорогой анализатор Teledyne LeCroy для анализа плат расширения PCIe 2.0.

На всех платформах анализаторов Summit для тестирования используется проприетарный разъем PCI Express. Teledyne LeCroy предлагает самый большой выбор переходников и пробников на основе PCIe. В решениях анализатора протокола PCI Express от Teledyne LeCroy используются ненавязчивые и прозрачные технологии зондирования, что позволяет передавать данные без изменений. Кроме того, он использует интуитивно понятную и мощную экспертную программную систему Teledyne LeCroy’s Trace, включающую глубокое понимание иерархии и тонкостей протокола PCI Express, и представляет эти знания пользователю в красочном, интуитивно понятном и простом в использовании графическом дисплее, позволяющем пользователям быстро фиксировать и проверять проекты продуктов PCI Express. Эти анализаторы позволяют разработчикам IP, полупроводников, коммутаторов, программного обеспечения и систем, а также поставщикам дополнительных плат быстро выявлять нарушения протокола и в конечном итоге сокращать время разработки и отладки.

Разработчики могут использовать решения протокола PCI Express от Teledyne LeCroy для простого захвата и декодирования пакетов уровня транзакций PCI Express (TLP), пакетов уровня канала передачи данных (DLLP) и низкоуровневого трафика канала, включая обучающие последовательности и упорядоченные наборы пропусков. Некоторые из обнаруженных ошибок включают: ошибки 8b/10b, такие как недопустимые символы и неправильное бегущее несоответствие; ошибки CRC; ошибки бездействующих данных; и ошибки EDB (неверный конец пакета). Они также обеспечивают подробное отображение разделенных транзакций, сопоставляя запросы, переданные с одной конечной точки PCI Express, с завершениями, полученными от конечной точки на противоположном конце канала.

Teledyne LeCroy хорошо известна своим техническим лидерством. Клиенты привыкли полагаться на протоколы поддержки Teledyne LeCroy, когда они находятся на ранней стадии разработки, когда эти инструменты необходимы.

Тренажеры

Тренажеры PCI Express могут генерировать транзакции PCI Express, наблюдать за поведением и выполнять как стресс-тестирование, так и тестирование на соответствие. Summit Z516 поддерживает спецификацию PCIe 5.0 («Gen5»). Тренажер Summit Z516 поддерживает полосу шириной до x16 при скорости передачи данных 32 ГТ/с. В качестве комплексных решений семейство продуктов Summit дает вам уникальную возможность записывать (захватывать) трафик в реальном времени, изменять трафик, а затем воспроизводить точный поток данных или «сценарий» с помощью тренажера.

Соответствие

Teledyne LeCroy предлагает интегрированную и автоматизированную систему тестирования на соответствие, включая Summit Z416 и Test Platform, одобренную PCI-SIG® в качестве стандартного инструмента для тестирования на соответствие для разработчиков, работающих со спецификациями PCIe 3.