Pci express для чего используется: Что такое PCI Express

Содержание

PCI Express подводит итоги в области встраиваемых приложений последнего поколения

Автор – Колин МакКрэкен, Ampro Computers
Исходный адрес статьи: http://www.rtcmagazine.com/home/article.php?id=100494

Новый стандарт EPIC Express предлагает уникальную мезонинную архитектуру для модулей PCI Express, повышающую эффективность приложений, совместимых с PC/104.

Достаточно много прошло времени с тех пор как производительность устройств ввода-вывода ПК архитектуры x86 значительно возросла за счет двукратного увеличения разрядности шины ISA – с 8 до 16 бит. Архитектура шины первого поколения перешла от CGA к VGA и даже к 10Base2 и 10BaseT Ethernet. Пропускная способность шины достигла 16 Мбит/с.

В то время в мире встраиваемых компьютерных систем появился форм-фактор PC/104 в качестве мезонинного стандарта ввода-вывода, реализовав головокружительную скорость передачи данных 16-разрядной шины во встраиваемых приложениях с малыми конструктивными параметрами. Простота интерфейса оказалась привлекательной для создания множества новых модулей ввода-вывода, от аналого-цифровых преобразователей до сетевых интерфейсов, плоскопанельных ЖК-мониторов и PCMCIA-устройств, что немало способствовало широкому применению продуктов PC/104 в медицинских, транспортных и промышленных системах.

Применительно к настольным ПК, пропускная способность шины. в конечном итоге, оказалась недостаточной для объемов передаваемой информации. Решением стала шина PCI. В отличие от ISA, PCI продемонстрировала способность передавать гигабит данных в секунду благодаря скорости передачи 32 бита за цикл и тактовой частоте 33 МГц.

Второе поколение систем ввода-вывода: PC/104-Plus

Рынок встраиваемых компьютерных систем столкнулся с необходимостью миграции системных шин, связанной с тенденцией постоянного роста производительности машин. В связи с этим появился стандарт PC/104-Plus, принесший архитектуру шины второго поколения в формат мезонинных плат. Расширение шины PCI стало дополнением к шине PC/104 (ISA), и вся пропускная способность умещалась в форм-фактором 3,6” X 3,8”; при этом сохранилась совместимость с предшествующими моделями.


Твердотельные накопители, надежность которых востребована многими приложениями, продемонстрировали рост производительности в виде 32-разрядных модулей PC Card, в то время как 10/100 Ethernet, графические устройства на базе шины PCI и технология беспроводных сетей 802.11 начали завоевание рынка PC/104.

PC/104 сталкивается со сменой парадигмы

Шина PCI Express, ранее известная как архитектура ввода-вывода третьего поколения (3GIO), является полноправным наследником объединительной системной платы настольных ПК. Краткий визит в местный магазин, торгующий компьютерами и электроникой, станет тому подтверждением. Разъем для сменной платы графического адаптера AGP уступил место разъему для подключения графического устройства PCI Express 16х. Рядом на материнской плате расположились несколько разъемов 1х.

Каждое соединение 1х позволяет добиться невероятной одновременной пропускной способности в 2,5 Гбит/с как в направлении передачи данных, так и в направлении получения, обеспечивая полнодуплексный режим связи. Даже если данные идут только в одном направлении, скорость, в два с половиной раза превышающая скорость параллельной шины PCI, доказывает несостоятельность PCI относительно перспектив увеличения пропускной способности на соединение.

Резкий рост скорости передачи данных достигается всего лишь за счет 5 сигналов: Tx+ и Tx- для передающей дифференциальной пары, Rx+ и Rx- для принимающей пары и линии синхросигналов, которая обычно не используется, однако реализована в спецификации PCI Express на случай необходимости синхронизации устройств.

На смену ISA пришла шина LPC с небольшим количеством контактов, предназначенная преимущественно для флэш-памяти BIOS. Возможно, прежде чем совсем выйти из употребления, PCI еще переживет несколько поколений микросхем, однако будущее принадлежит PCI Express.

PCI Express является новейшим примером использования технологии высокоскоростной последовательной передачи данных, предназначенной для снижения издержек и уменьшения размеров платы. Подобно Ethernet и USB портам, PCI Express использует дифференциальные парные сигналы, такие как Tx+ и Tx- для передающей пары, увеличивая пиковые и стандартную скорости передачи данных до такой степени, что устаревшие параллельные шины, отягощенные расхождением данных и синхросигналов, не выдерживают такого темпа.

Однако данные сигналы гигагерцевого диапазона требуют специфической трассировки проводников, разводки и импеданса линии передачи Z0. Такие требования не совсем совместимы с мезонинными коннекторами, изготовленными по технологии pin-in-socket (штырек-в-разъеме).

Наконец-то PC/104 нашел себе ровню! Или все-таки нет?


Мезонинный модуль ввода-вывода получает план развития

Только после того, как выяснилось, что тысячи системных интеграторов и производителей, использующих готовые технологии PCI/104, ожидает неопределенное будущее, включая полную перепланировку на уровне плат, группа из пяти лидеров в области производства одноплатных компьютеров проложила мост в будущее.

EPIC Express повышает пропускную способность ввода-вывода

Будучи размером всего лишь 4,528″ х 6,496″, платы EPIC Express обеспечивают большую полосу пропускания на крошечной площади. Как правило, встраиваемые приложения не могут позволить себе роскошь большого пространства. EPIC Express описывает интерфейс расширения размера PC/104 с четырьмя соединениями 1х и двумя соединениями 4х. (Рис. 1)

Данная спецификация заменяет разъем PCI/104, 32-разрядную шину PCI с тактовой частотой 33 Мгц, на разъем высокой плотности меньшего размера с поверхностным монтажом, увеличивая пропускную способность модуля ввода-вывода в 10-30 раз. Проблема ограниченности пропускной способности PC/104–Plus в 1 Гбит/с на PCI была решена.

EPIC Express предлагает два варианта конструктивно-совместимых разъемов. Односекционный разъем имеет четыре соединения 1х, обладающих в 10 раз большей пропускной способностью в каждом направлении, по сравнению с параллельной шиной PCI 32/33. Последнее поколение наборов микросхем, представленное на рынке, поддерживает четыре соединения 1х, следовательно, такой стек является хорошим выбором для новых одноплатных компьютеров и модулей ввода-вывода.

Каждый интерфейс 4х добавляет полосу пропускания в 10 раз шире, чем у шины PCI 32/33. В общей сложности 6 соединений в конфигурации с тройным разъемом эквивалентны 12 соединениям 1х или пропускной способности шины PCI 32/33, увеличенной в 30 раз. В настоящее время рынок модулей ввода-вывода PC/104 располагает высокопроизводительным интерфейсом ввода-вывода наивысшей производительности. (Рис. 2)


PCI Express не является традиционной многоточечной шиной, в случае с которой различные устройства ждут своей очереди, чтобы воспользоваться шиной. Дифференциальный парный сигнал не может быть каскадирован от устройства к устройству. Каждое соединение имеет независимый маршрут доступа к набору микросхем. Это бросает вызов мезонинной архитектуре типа PC/104.

Создатели EPIC Express решили настоящую проблему при помощи хитроумной каскадной схемы. Каждый модуль ввода-вывода стэка PC/104 пользуется теми соединениями PCI Express, которые ему необходимы, будь то одно- или многорядное соединение (Рис. 3). Затем модуль сдвигает или упорядочивает остальные соединения так, чтобы следующий модуль на стэке получил доступ к соединениям, необходимым ему на соответствующих контактах разъема (Рис. 4).


EPIC Express сохраняет преемственность

Поскольку разработчики EPIC Express создавали его, не забывая про существующие системы, сотни предшествующих стандартных модулей ввода-вывода PC/104 не придется модернизировать. То же касается и тысяч встраиваемых систем, применяемых в технологии PC/104.


Описание стандарта EPIC Express содержит привычные разъемы PC/104 и шину ISA, поэтому одноплатные компьютеры с шиной ISA обладают стандартной возможностью подключения. Стандартные модули ввода-вывода PC/104 просто подключаются к одноплатному компьютеру. В одноплатных компьютерах EPIC Express, не оснащенных разъемом PC/104, при помощи специальной платы можно создать мост PCI Express — PCI, затем PCI – ISA, и в результате модули PC/104 можно устанавливать сверху стойки. Крепежные отверстия или разводка кабелей ввода-вывода модулей расширения в рамках встраиваемых систем изменениям не подвергались.

Бум в области стандартов и приложений

EPIC Express является огромным скачком вперед для PC/104. Посредством единой архитектуры он объединяет рынок стандартных мезонинных встраиваемых компьютеров. Помимо прочего, данное решение было выполнено без принесения в жертву важных стандартов, создавших рынок: PC/104 (шина ISA), PC/104-Plus (шины PCI и ISA) и PCI-104 (шина PCI).

Технология PC/104, включая родственные стандарты одноплатных компьютеров EBX и EPIC, хорошо зарекомендовала себя на рынках медицинских, военных, транспортных, промышленных, инструментальных и коммерческих приложений. EPIC Express значительно увеличивает пропускную способность устройств ввода-вывода в данных приложениях, не сказываясь на работе уже существующих компоновок схем. EPIC Express также прокладывает дорогу новому классу приложений, которые могут использовать мезонинные модули ввода-вывода стандарта PC/104.

При увеличении пропускной способности в 10-30 раз платы и мезонинные модули EPIC Express вполне подходят для появляющихся на рынке встраиваемых приложений, нуждающихся в поддержке Gigabit Ethernet, RAID-массивов, беспроводных соединений 802.11g, заказных схем для шифрования на базе FPGA, программируемой пользователем, контроллеров устройств ввода-вывода или заказных высокоскоростных схем.

Программируемая пользователем FPGA на модуле EPIC Express может рассматриваться в качестве механизма, освобождающего ЦП для решения других задач. Посредством соединений PCI Express одноплатный компьютер может быстро передавать данные в обоих направлениях; сложные алгоритмы и уравнения могут быть синтезированы и запрограммированы в логическое устройство FPGA, а результаты вновь поступят в одноплатный компьютер. Высококачественное распознавание изображений, как статических, так и движущихся, нашедшее свое применение в сфере национальной безопасности, является одним из примеров приложения, которое может быть реализовано скорее при помощи PCI Express с пользовательским модулем ввода-вывода, нежели путем разработки решения на заказ.

Системы, нуждающиеся в объединении высокоскоростных схем с низкоскоростными разработками, такие как система сбора данных (АЦП) и несколько последовательных портов, в настоящее время в состоянии эффективно использовать стандартные технологии с целью сокращения периода времени от момента разработки изделия до выхода оного на рынок.

EPIC Express вдохнул новую жизнь в мезонинную архитектуру PC/104 посредством повышения производительности приложений при одновременном использовании имеющихся инвестиций в разработку механических конструкций, рассчитанных на долгий срок. Благодаря наличию решения соединений «point-to-point» с помощью пар дифференциальных сигналов, EPIC Express является очередным шагом на пути старой традиции адаптации технологии изготовления материнских плат для использования в одноплатных компьютерах, модулях ввода-вывода и использовании в ограниченном пространстве. Ожидается, что первые одноплатные компьютеры и модули будут доступны в 2006 году.

© 2006 RTC Group, Inc. , 905 Calle Amanecer, Suite 250, San Clemente, CA 92673


Стандарт PCI Express 5.0 готов — PCI-Express 6.0 появится уже в 2021 году

Из-за пандемии COVID-19 встреча консорциума PCI-SIG в этом году проходила в виртуальной форме. Эл Янс (Al Yanes), президент PCI-SIG, сообщил по видеосвязи о последних наработках в сфере интерфейса PCI Express.

Первые технические спецификации PCI Express 5.0 уже были утверждены весной. Скоро будут проведены тесты совместимости, которые позволят всем участникам проверить свое аппаратное и программное обеспечение на соответствие спецификациям PCI Express 5.0. Некоторые производители уже представили функциональное «железо» PCIe 5.0, которое теперь можно достраивать.

Переход на PCI Express 5.0 для большинства производителей будет довольно легким. В случае PCI Express 3.0 и 4.0 используется кодирование сигнала 128b/130b. Целостность сигнала является очень важным фактором для перехода с PCI Express 3.0 на 4.0, то же самое касается и стандарта PCI Express 5. 0. Мы знакомы с данной проблемой по нынешним платформам PCIe 4.0 на потребительском рынке, все из которых пока что выпущены только AMD. Производителям материнских плат приходится использовать различные компоненты (re-driver, repeater, retimer) для обеспечения целостности сигнала от хоста (процессора) к устройству (NVMe SSD или видеокарте).

Некоторые материнские платы на чипсете Z490 под сокет LGA1200, то есть под нынешние процессоры Comet Lake-S, оснащены компонентами для будущей поддержки PCI Express 4.0, но не с современными CPU. Платформа будет поддерживать PCI Express 4.0 не раньше процессоров Rocket Lake-S, которые выйдут в следующем году.

В серверном сегменте и в среде HPC сегодня есть спрос на увеличение пропускной способности PCI Express. Но когда появятся первые компоненты с поддержкой стандарта PCIe 5.0, сказать сложно. Через одно поколение EPYC такую поддержку вполне можно ожидать, как и от процессоров Intel Xeon на Sapphire Rapids.

Стандарты интерконнекта CXL и CCIX будут передавать данные на основе технологии PCI Express 5. 0.

PCI Express 6.0 — финальная версия в 2021 году

Новостей по поводу PCI Express 6.0 практически нет. Финальные спецификации стандарта 6.0 пока обсуждаются. Но с технической стороны вызовы будут намного более серьезными. Планируется использовать кодирование методом амплитудно-импульсной модуляции (PAM-4) и коррекцию ошибок (RS-FEC).

PCI Express 6.0 обеспечит скорость передачи данных 64 GT/s по 16 линиям. Что соответствует удвоению до 128 Гбайт/с в двух направлениях (без учета служебной информации). Коррекция ошибок несколько снизит данную пропускную способность.

Основной причиной разработки PCI Express 6.0 является увеличение пропускной способности по 16 линиям. Как указывает Эл Янс, для некоторых сфер использования новый стандарт позволит подключать меньшее число линий. То есть SSD можно подключать, например, всего по одной линии, но пропускной способности будет достаточно. Что позволит снизить затраты и сложность материнских плат — особенно в мобильном сегменте. Энергопотребление тоже остается важным вопросом, именно по этой причине AMD отказалась от поддержки PCI Express 4.0 с процессорами Renoir. Настольные версии для AM4 ожидаются в июне, они будут использовать тоже лишь PCI Express 3.0, хотя процессоры Ryzen 3000 оснащены поддержкой PCI Express 4.0.

Планов насчет разработки PCI Express 7.0 пока нет. Все же пройдет еще два-три года, прежде чем мы увидим полномасштабную реализацию PCI Express 6.0. А затем наверняка начнется разработка третьей версии PCI Express 7.0.

Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Мы рекомендуем ознакомиться с обзором материнских плат на чипсете Z490 от ASUS, ASRock, Gigabyte и MSI.

Что такое слоты PCIe и их назначение? [Упрощенное руководство]

  • Слоты PCIe — это слота расширения на материнской плате .
  • Они используются для подключения дополнительных аппаратных частей к материнской плате для расширения ее функциональности.
  • Слоты PCIe бывают различных размеров , например PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8, PCIe x16 и PCIe x32.
  • Основное использование слотов PCIe включает подключение графических процессоров, звуковых карт, дисков SSD, карт Wi-Fi и т. д.

Слоты PCIe Материнская плата

Итак, вот что вы переживаете: вы либо слышали название слотов PCIe, либо только что видели их на своей материнской плате. Теперь вы задаетесь вопросом «Что такое слоты PCIe и для чего они используются?»

PCIe относится к экспресс-подключению периферийных компонентов. Это разъемы высокой четкости на материнской плате , используемые для подключения высокоскоростных компонентов к материнской плате для расширения ее функциональности. Это может быть графический процессор, который вы можете добавить, карта Wi-Fi, твердотельный накопитель и так далее.

Вот с чем вам поможет это руководство:

  • Какие существуют типы слотов расширения PCIe?
  • Для чего используются слоты PCIe?
  • Для чего нужны маленькие слоты PCIe и т. д.?

С этим покончено, давайте приступим. 

Что такое слоты PCIe?

Слоты PCIe на материнской плате

Слоты PCIe — это слоты расширения на материнской плате , предназначенные для подключения дополнительных аппаратных компонентов к материнской плате. Слоты PCIe предлагают высокоскоростные соединения и бывают разных конфигураций.

Чтобы лучше понять слоты PCIe, вот пример…

Вы используете Chrome или другой браузер на своем компьютере каждый день, не так ли? Если вы это сделаете, возможно, вы установили некоторые плагины для браузера, такие как IDM, VPN, блокировщик рекламы или что-то в этом роде.

Если вы можете относиться к этому примеру, предположим, что браузер Chrome является вашей материнской платой. Поскольку Chrome предлагает возможность установки расширений для улучшения его функциональности, ваша материнская плата также предоставляет вам эту возможность через слоты PCIe. Устанавливаемые вами аппаратные части — это расширения, которые вы устанавливаете в Chrome.

Картинка есть, да?

Кстати, порты SATA — это еще кое-что, о чем вы, возможно, тоже задаетесь вопросом. Прочтите наше руководство о том, как выглядит порт SATA, чтобы узнать больше.

Какие существуют типы слотов расширения PCIe и как идентифицировать слоты PCIe? Давай выясним.

Какие размеры или конфигурации слотов PCIe?

Существует широкий диапазон размеров слотов PCIe. Но есть 4 распространенных типа — и в большинстве случаев вы столкнетесь только с ними:

  • PCIe x1
  • PCIe x4
  • PCIe x8
  • PCIe x16

Эти множители относятся к дорожкам. Как правило, чем больше линий, тем выше производительность, поскольку они обеспечивают более быстрое соединение между аппаратными частями расширения и материнской платой.

Количество линий передачи WRT PCie Slots

Именно поэтому высокопроизводительные устройства, такие как видеокарты, подключаются к PCIe x16.

Ниже представлено подробное сравнение различных версий PCIe.

Version x1 (GB/s) x2 (GB/s) x4 (GB/s) x8 (GB/s) x16 (GB/s) 
1.0 0.250 GB/s 0.500 GB/s 1.000 GB/s 2.000 GB/s 4.000 ГБ/с ​​
2,0 0,500 ГБ/с 1.000 GB/s 2.000 GB/s 4.000 GB/s 8.000 GB/s
3.0 0.985 GB/s 1.969 GB/s 3.938 GB/s 7.877 GB/s 15.754 GB/s
4.0 1.969 GB/s 3.938 GB/s 7.877 GB/s 15.754 GB/s 31.508 GB/s
5.0 3,938 ГБ/с 7,877 ГБ/с 15,754 ГБ/с 31. 508 ГБ/с 63.015 ГБ/с
6,0 7,877 ГБ/с 15,754 ГБ/с.

Использование слотов PCIe разных размеров

Здесь мы рассмотрим использование слотов PCIe разных размеров:

Для чего используются слоты PCIe x1?

Слоты PCIe x1 предлагают только одну линию PCIe. Он хорошо подходит для небольших аппаратных частей, таких как Wi-Fi и звуковые карты. В эти слоты нельзя устанавливать устройства высокого класса, такие как видеокарты, из-за низкой пропускной способности.

Для чего используются слоты PCIe x4?

Слоты PCIe x 4 оснащены 4 линиями PCIe и имеют в 4 раза большую пропускную способность, чем слоты PCIe x1. Вы можете использовать его для таких устройств, как карты захвата 4k, которые требуют большей пропускной способности. Точно так же он также может работать с картой расширения NVMe M.2 SSD.

Для чего используются слоты PCIe x8?

Слоты PCIe x8 хорошо работают с передовыми аппаратными устройствами, такими как карты расширения NVMe M. 2, карты захвата высокой четкости и т. д. Имея 8 линий PCIe, слоты PCIe x8 в два раза превышают пропускную способность слота PCIe x4.

Для чего используются слоты PCIe x16?

Слоты PCIe x16 используются для аппаратных карт расширения высокого класса, таких как графические карты. Видеокартам приходится каждую секунду передавать на материнскую плату много данных для рендеринга видео и графики. Поэтому для них требуется слот с высокой пропускной способностью, такой как слоты PCIe x16.

Теперь следует отметить, что слоты PCIe также классифицируются по поколениям, а не по размерам. Вот основные поколения PCIe:

Итак, что такое поколения слотов PCIe?

Ниже приведены основные поколения PCIe:

  • PCIE 1.0
  • PCIE 2.0
  • PCIE 3.0
  • PCIE 4.0
  • PCIE 5.0
  • PCIE 6.0

Чудо по сравнению с уровнями перевода и производительности этих PCIE GINES? Ну, они удваиваются с каждым следующим поколением (мы создали подробную таблицу ниже).

Часто используемые поколения разъемов PCIe — PCIe 1.0–4.0

Из перечисленных выше поколений наиболее распространены четыре:

  • PCIe 1.0
  • PCIe 2.0
  • PCIe 3.0
  • PCIe 4.0

к низшему поколению в любом случае.

Например, если вы подключите карту расширения поколения 2.0 к слоту поколения 4.0, вы получите производительность только поколения 2.0.

Из этих 4, PCIe 4.0 является своего рода современным поколением и большим обновлением, вышедшим в 2017 году. Он предлагал пропускную способность 64 Гбит/с и.

Современные поколения PCIe — PCIe 5.0 и PCIe 6.0

PCIe 5.0 и PCIe 6.0 — это современные стандарты для слотов PCIe.

Поколение PCIe 5.0 было выпущено в 2019 году и имело замечательную пропускную способность 128 Гбит/с. Он предлагал совместимость с предыдущими поколениями PCIe и предоставлял дополнительные функции, такие как:

  • Улучшенная электрическая система
  • Совместимость с предыдущими версиями PCIe

Однако следует отметить, что вышел только стандарт, а не устройства. Ожидается, что они выйдут в 2022 году. 

Так или иначе, прогнозируется, что PCIe 5.0 будет доступен только для центров обработки данных и компьютеров корпоративного уровня — PCIe останется стандартом для персональных систем.

Поколение PCIe 6.0 удваивает пропускную способность по сравнению с предыдущим поколением, а также обратно совместимо. Однако компании предсказывают, что устройства PCIe 6.0 не будут выпущены до конца 2022 года.

Generation Gigatransfer Frequency Bandwidth
PCIe 1.0 2.5 GT/s 2.5 GHz 8 GB/s
PCIe 2.0 5 GT/s 5 GHz 16 GB/s
PCIe 3.0 8 GT/s 8 GHz 32 GB/s
PCIe 4.0 16 GT/s 16 GHz 64 GB/s
PCIe 5. 0 32 GT/s 32 GHz 128 GB/s
PCIe 6.0 64 GT/s 32 ГГц 256 ГБ/с

С учетом сказанного важно оберегать материнскую плату от пыли, чтобы все ее компоненты работали нормально. Прочтите наше руководство по очистке материнской платы, чтобы узнать больше об этом

Имеет ли значение, какой слот PCIe x16 я использую?

Да, используемый слот PCIe x16 имеет значение. Это связано с тем, что PCIe x16 является самым быстрым размером для слотов PCIe, и большинство материнских плат имеют его первым. Следующие слоты обычно имеют меньший размер. Поэтому рекомендуется использовать слот PCIe x16 для максимальной пропускной способности и производительности.

Что вставлять в слоты PCIe?

Что можно установить в слоты PCIe

Ниже перечислены основные устройства, которые можно подключать к слотам расширения PCIe:

1. Карты видеозахвата – для преобразования аналогового видеосигнала

2. Карты расширения M.2 NVMe – для добавления дополнительного хранилища

3. Карты ТВ-тюнера – для приема телевизионных сигналов

4. Сетевые карты Wireless + Bluetooth – для беспроводного доступа в Интернет

5. Графические карты – для увеличения графической мощности

6. Платы расширения SATA и карты RAID-контроллера – для добавления дополнительных оптических дисков

7. Звуковые карты – для воспроизведения звука на компьютере

8. Сетевые карты Ethernet – для проводных подключений Ethernet

9. Карты расширения портов – для дополнительных портов на компьютере

10. Riser/Splitters – для расширения слот для платы ввода-вывода

Совместимы ли слоты PCIe с перекрестными слотами?

Кросс-совместимость слотов означает установку устройства с более низкой монетой в слот с большим количеством дорожек.

К счастью, система PCIe разработана таким образом, чтобы сделать это возможным.

Например, если у вас есть карта расширения (например, карта Wi-Fi) с интерфейсом PCIe x4 (4 линии) и единственный доступный слот — PCIe x8, возможно, вы сможете установить карту в этот слот. На самом деле карта расширения будет работать исправно.

Однако вы получите самую низкую пропускную способность как слота, так и платы расширения. Позвольте мне объяснить:

Использование карты расширения с меньшим количеством линий по сравнению с количеством линий слота, в который вы ее вставляете, приведет к пропускной способности самой медленной аппаратной части.

Таким образом, если вы поместите карту PCI x1 в слот PCI x4, производительность в конце дня будет эквивалентна PCI x1.

Имеют ли слоты PCIe обратную совместимость?

Помимо совместимости между слотами, обратная совместимость является еще одним важным преимуществом стандарта PCIe.

Это означает, что вы можете установить карту расширения с большим количеством линий в слот с меньшим количеством линий, если карта подходит (в зависимости от размера).

Например, если карта с линией PCIe x8 вставляется в слот PCIe x4, она может работать нормально.

Следует также отметить, что эти правила совместимости также применяются к версиям PCIe. Итак, вы можете поместить устройство PCIe 2.0 в PCIe 4.0. Но опять же, производительность эквивалентна самому низкому соединению.

Извините за беспокойство, но определить, сколько кабелей SATA вам нужно, может быть заманчиво. Прочтите наше руководство о том, сколько кабелей SATA мне нужно, чтобы узнать больше об этом.

Как идентифицировать слоты PCIe

Лучший способ идентифицировать слоты PCIe — это определить размер слотов PCIe на материнской плате. Просто откройте корпус ПК и знайте, что в большинстве случаев первый слот PCIe — это PCIe x16.

После этого вы можете найти слот PCIe 8x, а затем PCIe 4x. Однако порядок может немного (или значительно) отличаться в зависимости от материнской платы.

Кроме того, вы также можете посмотреть изображение ниже для удобства:

Как идентифицировать слоты PCIe

Пример конфигурации слотов PCIe в реальном времени

Как идентифицировать слоты PCIe

Изображение выше является живым примером того, Конфигурация слота PCIe.

Как видите, первый слот PCIe имеет размер x16, а следующий — x8. Теперь они имеют одинаковые размеры, но имеют разное количество дорожек.

После конфигурации PCIe x8 следует конфигурация PCIe x4, следующая за PCIe x1.

Большинство материнских плат стандарта ATX имеют такой порядок конфигурации. Но дело не всегда в одном и том же. Некоторые материнские платы также могут иметь другой порядок.

Например, материнская плата высокого класса может изначально иметь конфигурацию PCIe x32. Точно так же материнская плата старой школы может иметь конфигурацию PCIe 8x. Это зависит от многих факторов материнской платы, таких как форм-фактор, бюджет и так далее.

В любом случае, ниже приведены изображения нескольких материнских плат с различными заказами на конфигурации:

Материнская плата 1:

Материнская плата 1 Пример

Материнская плата 2:

Материнская плата 2 Пример

видео для понимания PCCee

2 2 Пример

.

С учетом всего сказанного ниже приводится полезное видео, которое вы можете быстро просмотреть, чтобы понять, что такое PCIe Express:

Другие руководства, связанные с материнскими платами

Работает ли оперативная память DDR5 на материнской плате DDR4? — Узнайте, будет ли оперативная память DDR5 обратно совместима или нет.

Как устранить неполадки материнской платы? — Откройте для себя 10 самых эффективных способов устранения неполадок материнской платы am с минимальными усилиями.

Что такое стойки на материнских платах? — Узнайте, что такое стойки для материнских плат, почему они так важны и где их можно достать.

Заключительные слова

Вот и все. Я надеюсь, что это руководство помогло вам узнать, что такое слоты PCIe и как их использовать. Напомним, слоты PCIe работают как слоты расширения , которые позволяют устанавливать дополнительное оборудование на материнскую плату. Это может быть видеокарта или карта расширения портов.

Не говоря уже об этом, поделитесь статьей, если она вам понравилась.

Какая часть вам показалась самой интересной? Дай мне знать в комментариях.

Восемь вещей, которые вы никогда не знали о PCI Express

Перейти к содержимомуПерейти к нижнему колонтитулу

IT Pro поддерживается своей аудиторией. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Узнать больше

Углубленный

  • Аппаратное обеспечение
  • Компоненты

Для большинства из нас PCI Express означает просто большой старый слот, в котором находится ваша видеокарта, но у этого гениального межсоединения есть скрытые глубины

Автор: Darien Graham-Smith

6 декабря 2021 г.

6 декабря 2021 г. стандарт, который был разработан как стандартизированный интерфейс для компонентов материнской платы. К ним относятся графика, память и хранилище.

Несмотря на то, что он является одним из основных элементов современных вычислений и считается само собой разумеющимся, на самом деле существуют глубины стандарта, о которых вы, возможно, не знаете. Мы расскажем о восьми фактах о PCI Express, о которых вы, возможно, не знали, в том числе о том, как он работает, и о будущем стандарта.

PCI Express достаточно стар, чтобы купить стаканчик напитков

Мы можем думать о PCI Express как о современном стандарте, но впервые он был представлен еще в 2002 году. Чтобы понять, как давно это было, кросс- Промышленная группа, разработавшая его, включала Compaq и компанию, которая до сих пор носила полное название Hewlett-Packard, а также Dell, IBM, Intel и Microsoft.

Первоначально технология называлась 3GIO, что означает «ввод-вывод третьего поколения». Это отражает ее роль преемника почтенной шины PCI и ее недолговечного преемника PCI-X. Однако, хотя название подчеркивает его наследие, PCI Express работает принципиально иначе, чем его предшественники. Эти старые интерфейсы использовали параллельную передачу данных, тогда как PCI Express переключился на последовательный подход.

Это связано с тем, что, хотя последовательное соединение может передавать не так много битов за цикл, как параллельное, оно часто может надежно работать на гораздо более высоких частотах (примерно в это время жесткие диски переживали аналогичный переход, переходя от параллельного стандарт IDE на Serial ATA или сокращенно SATA). Благодаря новой архитектуре интерфейс PCI Express 1.0 мог поддерживать двунаправленную передачу данных со скоростью до 4 ГБ/с, что примерно в четыре раза быстрее, чем аппаратное обеспечение PCI-X, распространенное в то время.

Шина PCI Express обладает феноменальной способностью кросс-генерации

Первый интерфейс PCI Express имел большой успех, быстро вытеснив PCI-X как в потребительском, так и в серверном оборудовании. Но люди хотели большего: в 2007 году межотраслевая PCI-SIG («Special Interest Group») представила стандарт PCI-E 2. 0, удвоивший максимальную скорость до 8 ГБ/с в каждом направлении.

Три года спустя появился PCI-E 3.0, в котором использовалась новая система кодирования, чтобы почти удвоить эффективную максимальную скорость, с 8 ГБ/сек до 15,75 ГБ/сек. Теперь мы видим системы PCI-E 4.0, которые увеличивают пропускную способность до 31,5 ГБ/с.

Эти скачки поколений подкрепили два десятилетия повышения производительности всех вычислительных технологий. Действительно впечатляет то, что во всех них PCI-E (или PCIe) сохранил полную прямую и обратную совместимость. Вы можете подключить карту PCI-E 1.0 в слот PCI-E 4.0 без каких-либо настроек. В качестве альтернативы вы можете установить в компьютер совершенно новую карту PCI-E 4.0 15-летней давности, и она будет работать без шума, хотя более медленный слот не позволит ей работать на полную мощность.

Размер слота коррелирует со скоростью… ну, в основном

Почти все материнские платы предлагают сочетание длинных и коротких слотов PCI-E. Полноразмерный 89-миллиметровый слот может поддерживать самые высокие скорости передачи данных за счет объединения 16 «линий передачи данных» с использованием 82 электрических контактов между картой и разъемом. Самые короткие 25-миллиметровые слоты идентичны с точки зрения программного обеспечения, но имеют только 18 контактов и поддерживают только одну полосу данных. Они называются разъемами PCI-E x1, а полноразмерные слоты называются PCI-E x16. Существуют также стандартные размеры для вариантов x4 и x8.

Это усложняет стандарт PCI Express: карта PCI-E, предназначенная для слота x16, физически не помещается в гнездо x1 или x4. Чего вы можете не осознавать, так это того, что PCI-E работает наоборот, поэтому карта x1 легко вставляется в разъем x16 и работает отлично.

То же самое относится к картам PCI-E x4 и x8, таким как карты расширения USB или контроллеры жестких дисков. Если на вашей материнской плате нет подходящего слота, вы можете просто использовать слот большего размера. Действительно, некоторые материнские платы имеют открытые слоты, позволяющие вставить, скажем, карту x8 в слот x4. Это тоже будет работать, но ограниченная пропускная способность может вызвать проблемы в работе.

Здесь есть еще один потенциальный подвох. Вместо того, чтобы предлагать слоты в форматах x4 и x8, производители иногда предоставляют слоты размера x16, которые поддерживают только соединения x4 или x8. Если вы подозреваете, что видеокарта или другое устройство работает не так гладко, как должно, выясните, действительно ли этот слот PCI-E является тем, чем кажется, или низкоскоростным самозванцем.

Вам не нужно выключать компьютер для замены карт PCI Express

Здесь есть оговорка, но давайте начнем с хорошего: PCI Express поддерживает горячую замену. Другими словами, вы можете засунуть карту в слот во время работы Windows, и она должна просто начать работать. Это не просто анекдотическое наблюдение: это преднамеренная часть спецификации. Контакты на плате, которые получают питание от материнской платы, короче тех, которые передают данные, поэтому они не вступают в контакт, пока все остальное не будет выстроено и подключено.

Несмотря на то, что разъем предназначен для работы с этим типом специального подключения (и отключения), это не гарантирует, что все остальное в системе будет работать. Если вы используете контроллер накопителя PCI-E, резкое его отключение без полного отключения дисков может привести к потере данных или даже к сбою приложений или ОС при исчезновении используемого тома.

Также обратите внимание, что большинство графических карт имеют дополнительные разъемы питания, которые обеспечивают питание напрямую от основного источника питания. Это означает, что питание будет оставаться включенным, пока вы вытаскиваете карту из слота, что может привести к сбоям и сбоям. Мы не слышали о том, чтобы кто-то повредил свое оборудование, пытаясь подключить активную видеокарту в горячем режиме, но мы советуем вам не делать это привычкой.

Интерфейс PCI Express обеспечивает не только передачу данных, но и питание.

Обычно мы концентрируемся на возможностях передачи данных интерфейса PCI-E, но слот x16 также может обеспечивать мощность 75 Вт для подключенной карты. Этого недостаточно для работы с топовой видеокартой (Nvidia RTX 3090 FE может потреблять более 350 Вт при сильной нагрузке), но этого должно быть достаточно для большинства других типов оборудования, включая массивы хранения. Меньшие слоты имеют меньший бюджет мощности, но карта x1 по-прежнему может потреблять до 25 Вт.

Для более прожорливых периферийных устройств обычно предоставляются два типа разъема внешнего питания — шестиконтактный разъем, рассчитанный на мощность до 75 Вт, и восьмиконтактный вариант, обеспечивающий мощность до 150 Вт. Они не являются строго частью стандарта PCI-E — они определены в стандарте ATX 2 для блоков питания, пересмотренном в 2003 году, — но их часто называют разъемами питания PCI Express, поскольку они были специально разработаны для работы с PCI. -Е карты.

Они также олицетворяют философию PCI-E: точно так же, как вы можете комбинировать карты и слоты, вы можете делать то же самое с этими вилками и розетками. Восьмиконтактная вилка будет нормально работать в шестиконтактной розетке (с двумя торчащими штырями на конце), а шестиконтактный разъем питания подойдет к левой стороне восьмиконтактной розетки, хотя аппаратное обеспечение может быть недовольна пониженной мощностью.

Разъемы PCI-E бывают разных форм и размеров

Когда вы думаете о PCI Express, вы, вероятно, представляете себе стандартный слот материнской платы, но нет причин, по которым подключение PCI-E должно ограничиваться этим форматом. Почти все ноутбуки используют PCI-E в качестве внутреннего межсоединения, даже если у них нет доступных для пользователя слотов, и существует множество вариантов разъемов PCI-E, предназначенных для определенных ролей.

Одним из известных примеров является NVM Express (NVMe). Твердотельные накопители, использующие стандарт NVMe, обычно поставляются в виде модуля M.2 размером 22 x 80 мм с 75-контактным разъемом на короткой стороне. Во всех смыслах это карта mini PCI-E x4, поэтому в системе PCI-E 3.0 она может передавать данные со скоростью, близкой к 4 ГБ/сек. (Формат M.2 также может подключать диск к контроллеру SATA компьютера, но в этой возможности мало необходимости, поскольку NVMe намного быстрее.) 

Другой вариант PCI Express использует не слот, а разъем USB. Thunderbolt может передавать как обычные USB-соединения, так и данные PCI Express. Кабель Thunderbolt 3 поддерживает четыре линии передачи данных PCI-E 3.0, что делает его достаточно быстрым для подключения высокоскоростных накопителей и внешних видеокарт.

PCI-E 4.0 имеет большое значение для систем хранения следующего поколения

Четвертое поколение стандарта PCI Express было завершено в 2017 году и стало широко доступным в 2019 году как часть платформы AMD Zen 2 (Ryzen 3000). В прошлом году Intel выпустила свои мобильные чипы 11-го поколения и, наконец, обновила свои настольные процессоры до PCI-E 4.0 в марте 2021 года. В результате почти любой компьютер, купленный сегодня, будет поддерживать PCI-E 4.0.

В PCI-E 4.0 нет ничего шокирующего; как и в предыдущих обновлениях, он удваивает пропускную способность линии передачи данных с 985 МБ/с до 1,97 ГБ/с, поэтому соединение x16 теперь может передавать почти 32 ГБ в секунду. В то же время он сохраняет обратную совместимость с более ранними версиями PCI-E, так что вы можете даже не заметить, какой разъем у вашего компьютера.

Этот шаг важен по одной важной причине. Сегодня самые быстрые твердотельные накопители NVMe способны развивать скорость, значительно превышающую 4 ГБ/с, но все еще распространенный интерфейс PCI-E 3.0 x4 — нет. Чтобы реализовать весь потенциал производительности современного твердотельного накопителя, вам нужен накопитель и материнская плата, которые используют PCI-E 4.0. Самые быстрые накопители PCI-E 4.0 уже обеспечивают скорость чтения, приближающуюся к 6 ГБ/сек, а будущие модели, несомненно, будут развивать максимальную скорость до 8 ГБ/сек.

PCI-E 5.0 уже здесь, как и его преемник

Если даже 8 ГБ/с кажутся слишком медленными, не беспокойтесь: в то время как PCI-E 4.0 завоевывает популярность, PCI-SIG завершает работу спецификация 5.0 с образцами оборудования в производстве. Вы не будете удивлены, узнав, что это обновление снова удваивает пропускную способность до чуть менее 4 ГБ/с для одной линии или 63 ГБ/с для канала x16.

Такие скорости прямо сейчас являются излишними для потребителей, но у поклонников ИИ и больших данных слюнки текут при мысли о получении и обработке данных с такими огромными скоростями. PCI-E 5.0 также может быть полезен для предприятий и центров обработки данных, позволяя им размещать сетевую карту 400GbE в одном слоте PCI-E 5.0 x16.

Хотите верьте, хотите нет, но спецификация PCI-E 6.0 уже опубликована. Используя новую схему кодирования, ему снова удается удвоить максимальную скорость передачи данных до 126 ГБ/с, но при этом он по-прежнему сможет взаимодействовать со старыми картами и слотами. Поэтому представляется очевидным, что PCI Express будет развиваться и процветать по крайней мере через 25 лет после своего создания, обеспечивая поразительное 31,5-кратное увеличение производительности при сохранении полной обратной совместимости — невероятное свидетельство недооцененной технологии.

  • Аппаратное обеспечение
  • Ноутбуки
  • Технология
  • Компоненты

Имея ресурсы

Ускорение трансформации медицинского обслуживания с помощью пациентов, связанных с пациентами,

900 900 900 900 900 900 900.

900. Большая отдача от больших ставок на автоматизацию на основе ИИ

Компании, совершившие прорыв в области автоматизации, получают в 1,5 раза больший рост доходов

Бесплатная загрузка

Топ-10 поставщиков облачных услуг гипермасштабирования

Почему компаниям важно обращать внимание на поставщиков облачных услуг гипермасштабирования и почему они важны

Бесплатная загрузка

Стратегическая модернизация приложений стимулирует цифровую трансформацию в будущем

Скачать бесплатно

Самый популярный

Предоставление сотрудникам возможности по-настоящему работать где угодно

Спонсируется

Уполномоченные сотрудников по -настоящему работают в любом месте

22 ноября 2022 г.

22 ноября 2022 г.

Как загрузить Windows 11 в сейфном режиме

Microsoft Windows

Как загрузить Windows 11 в сейфном режиме

1522229

Как загрузить Windows 11 в сейфной режиме

1522229

.