Miks on minu emaplaadi PCI Express sadamates erinevad suurused? x16, x8, x4 ja x1 selgitatud

PCI Express standard on üks kaasaegse andmetöötluse klambreid, mille pesa on enam-vähem igal lauaarvutil tehtud viimase kümne aasta jooksul. Kuid ühenduse olemus on mõnevõrra udune: uues arvutis võib näha poolteist sadamat kolme või nelja erineva suurusega sadamasse, mis kõik on tähistatud “PCIE” või PCI-E-ga. ”Miks siis segadus ja millised võivad olla te tegelikult kasutate?

PCI Express bussi mõistmine

Algse PCI (Peripheral Component Interconnect) süsteemi uuendusena oli PCI Expressil üks suur eelis, kui see algselt välja töötati 2000ndate alguses: ta kasutas seerianumbrite asemel punkt-punkti juurdepääsu bussi. See tähendas, et iga PCI port ja selle paigaldatud kaardid saaksid täielikult ära kasutada nende maksimaalset kiirust, ilma et ühel bussil oleks mitu kaarti või laiendust..

PCI Express asendas vanema PCI pesa standardi. See emaplaat toetab mõlemat: PCIE x16 sinine, PCIE x1 must ja PCI beež.

Kujutage ette oma lauaarvutit restoranina. Vana PCI standard oli nagu deli, igaüks ootab ühes reas, et saada kätte, kusjuures teeninduskiirus oli piiratud ühe loenduriga. PCI-E on rohkem nagu baar, iga patroon istub määratud kohtades, kus mitu baarmenit võtavad igaühe korraga korraga. (Okei, nii et pole kunagi võimalik saada baarmenit igale patroonile kohe, kuid teeskleme, et see on tõesti suur baar.) Iga laienduskaardi või välisseadme jaoks mõeldud spetsiaalsete andmeseadmete abil saab kogu arvuti komponente ja tarvikuid kiiremini kasutada.

Nüüd, kui laiendada meie deli / bar metafoori, kujutage ette, et mõnel neist istmetest on mitu baarmenit, kes on nende jaoks reserveeritud. Seal tuleb sisse mitme sõiduraja idee.

Elu kiirteedel

PCI-E on selle loomisest alates läbi teinud mitmeid muudatusi; Praegu kasutavad uued emaplaadid tavaliselt standardi versiooni 3, kusjuures kiirem versioon 4 muutub üha tavalisemaks ja versioon 5 eeldatavasti tabab 2019. aastal. Kuid kõik erinevad versioonid kasutavad samu füüsilisi ühendusi ja need ühendused võivad olla neljas esmases suuruses : x1, x4, x8 ja x16. (olemas on x32 sadamat, kuid need on äärmiselt haruldased ja üldjuhul tarbijate riistvaral puuduvad).

Erinevad suurusega kaardid toetavad erinevaid maksimaalseid PCI-Express ridu.

Erinevad füüsilised suurused võimaldavad emaplaadi erinevate samaaegsete andmesideühenduste arvu: mida suurem on port, seda rohkem kaarte ja pordi maksimaalsed ühendused. Need ühendused on kõnekeelselt tuntud kui „sõidurajad”, kusjuures iga PCI-E rada koosneb kahest signaalimispaarist, millest üks on andmete saatmiseks ja teine ​​andmete vastuvõtmiseks. PCI-E standardi erinevad muudatused võimaldavad igas sõidurajal erineva kiirusega. Üldiselt öeldes, mida rohkem ridu on ühel PCI-E pordil ja sellega ühendatud kaardil, seda kiiremini saab andmeid perifeerse ja ülejäänud arvuti vahel..

Tagasi meie baari metafoori juurde: kui te kujutate ette, et iga patroon, kes istub baaris PCI-E seadmena, oleks x1 sõidurada üks baarimees, kes teenindab ühte klienti. Kuid määratud „x4” istmel istuv patroon oleks neli baarmenid, kes tõid talle jooke ja toitu, ning „x8” istmel oleks kaheksa baarimeest just oma jookide jaoks, ja „x16” istmel oleval baaril on ainult kuuskümmend baari. Ja nüüd me lõpetame räägime baaridest ja baarmenidest, sest meie vaesed metafoorilised joogijad on alkoholi mürgistuse ohus.

Mis välisseadmed kasutavad seda, milliseid porde?

PCI Expressi ühise versiooni 3.0 versiooni puhul on maksimaalne sõiduraja andmeedastuskiirus kaheksa gigatransfere, mis tähendab terminit „kõik andmed ja elektroonilised üldkulud”. Reaalses maailmas on PCI-E versiooni 3 kiirus veidi vähem kui üks gigabait sekundis sõiduraja kohta.

Nii võib seade, mis kasutab PCI-E x1 porti, nagu väikese võimsusega helikaart või Wi-Fi antenn, edastada andmeid ülejäänud arvutis umbes 1 GB / s. Kaart, mis tõmbub kuni füüsiliselt suurema x4 või x8 pesani, nagu USB 3.0 laienduskaart, võib andmeid edastada neli või kaheksa korda kiiremini - ja see peaks olema, kui rohkem kui kahte neist USB-porti kasutataks maksimaalselt edastuskiirus. PCI-E x16 porte, mille teoreetiline maksimum on umbes 15GBps 3.0 versioonis, kasutatakse peaaegu kõigi NVIDIA ja AMD kujundatud kaasaegsete graafikakaartide jaoks..

Enamik diskreetseid graafikakaarte kasutavad täielikku PCI-E x16 pesa.

Ei ole kehtestatud juhiseid, millele laienduskaardid kasutavad seda, kui palju sõidurada. Graafikakaardid kalduvad kasutama x16 ainult maksimaalse andmeedastuse huvides, kuid ilmselt ei ole vaja võrgukaarti x16 pordi ja kuueteistkümne täisraadi kasutamiseks, kui selle Etherneti port on võimeline edastama andmeid ainult ühe gigabiti sekundis ( umbes kaheksandik ühe PCI-E sõiduraja mälust, kaheksa bitti baitile). On väike kogus PCI-E paigaldatud tahkis-draive, mis eelistavad x4-porti, kuid need tunduvad olevat kiiresti ületanud uue M.2-standardi, mis võib kasutada ka PCI-E-bussi. High-end võrgukaardid ja entusiastivarustus, nagu adapterid ja RAID kontrollerid, kasutavad x4 ja x8 formaate.

Pidage meeles: PCI-E Port Size ja Lanes ei pruugi olla samad

Siin on üks PCI-E seadistuse segadust tekitavatest osadest: port võib olla x16-kaardi suurus, kuid sellel on piisavalt andmeliine, mis võimaldab midagi palju kiiremat, näiteks x4. Seda seetõttu, et kuigi PCI-E mahutab põhimõtteliselt piiramatuid koguseid üksikuid ühendusi, on kiibistiku sõiduraja läbilaskvus siiski praktiline. Odavamad emaplaadid, millel on rohkem eelarvele orienteeritud kiibistikke, võivad minna ainult ühe x8 pesa juurde, isegi kui see pesa mahutab füüsiliselt x16 kaardi. Samal ajal sisaldavad “gamer” emaplaadid kuni nelja täielikku x16-suurust ja x16-lane PCI-E pesa maksimaalse GPU ühilduvuse tagamiseks. (Me oleme seda siin üksikasjalikumalt arutanud.)

See entusiast emaplaat sisaldab viit täismõõdulist PCI-E x16 pesa, kuid ainult kahel neist on täis 16 andmesidet - teised on x8 ja x4.

Ilmselt võib see põhjustada probleeme. Kui teie emaplaadil on kaks x16-suurust teenindusaega, kuid ühel neist on ainult x4 sõidurada, siis võib teie uhke uue graafikakaardi ühendamine valesse pesasse takistada selle jõudlust 75% võrra. See on muidugi teoreetiline tulemus: emaplaatide arhitektuur tähendab, et te ei näe sellist dramaatilist langust. Asi on selles, et õige kaart peab minema paremale pesale.

Õnneks on konkreetsete PCI-pesade sõiduraja võimsus üldiselt välja toodud arvuti või emaplaadi käsiraamatus, kus on näidatud, millise pilu maht on. Kui teil ei ole oma käsiraamatut, kirjutab sõiduradade arv sadama kõrval asuva emaplaadi PCB-le, näiteks:

Nendes sadamates olevad sildid näitavad saadaolevaid sõiduradasid: üleval asuval x1-pordil on üks rada, kuid allpool oleval x16-pordil on hoolimata selle füüsilisest suurusest ainult neli. PCIEX1_2 tähendab, et see on emaplaadi teine ​​x1 port.

Ka lühem x1 või x4 kaart mahub füüsiliselt pikema x8 või x16 pesasse: elektrikontaktide esialgne pin konfiguratsioon muudab selle ühilduvaks. Kaart võib olla natuke lahti füüsiliselt, kuid kui see on PC-korpuse laienduspesadesse paigutatud, on see rohkem kui piisavalt tugev. Loomulikult, kui kaardi kontaktid on pesast füüsiliselt suuremad, ei saa seda sisestada.

Nii et pidage meeles, et PCI Express teenindusaegade laiendus- või täienduskaartide ostmisel peate arvestama nii olemasolevate sadamate suuruse kui ka sõidurea reitinguga.

Pildi krediit: Newegg, Amazon