Domov Internet

Rozměry PCI Express. Vše o sběrnici PCI a PCI Express – specifikace, rozdíly a kompatibilita

15.07.2024

Při výměně pouze jedné grafické karty nezapomeňte vzít v úvahu, že nové modely nemusí jednoduše pasovat na vaši základní desku, protože existuje nejen několik různých typů rozšiřujících slotů, ale také několik různých verzí (pro AGP i PCI Express) . Pokud si nejste jisti svými znalostmi na toto téma, přečtěte si prosím pozorně tuto sekci.

Jak jsme uvedli výše, grafická karta je vložena do speciálního rozšiřujícího slotu na základní desce počítače a prostřednictvím tohoto slotu si video čip vyměňuje informace s centrálním procesorem systému. Základní desky mají nejčastěji rozšiřující sloty jednoho nebo dvou různých typů, které se liší šířkou pásma, nastavením napájení a dalšími charakteristikami, a ne všechny jsou vhodné pro instalaci grafických karet. Je důležité znát konektory dostupné v systému a kupovat pouze grafickou kartu, která jim odpovídá. Různé rozšiřující konektory jsou fyzicky a logicky nekompatibilní a grafická karta určená pro jeden typ se do jiného nevejde a nebude fungovat.

Naštěstí v poslední době upadly v zapomnění nejen rozšiřující sloty ISA a VESA Local Bus (které zajímají pouze budoucí archeology) a odpovídající grafické karty, ale prakticky zmizely i grafické karty pro sloty PCI. Modely AGP jsou beznadějně zastaralé. A všechny moderní GPU používají pouze jeden typ rozhraní – PCI Express. Dříve byl standard AGP široce používán;

Pouze velmi malá část moderních základních desek nemá sloty PCI Express, a pokud je váš systém tak starý, že používá grafickou kartu AGP, nebudete jej moci upgradovat – musíte změnit celý systém. Pojďme se na tato rozhraní podívat blíže; Podívejte se na fotky a porovnejte.

AGP (Accelerated Graphics Port nebo Advanced Graphics Port) je vysokorychlostní rozhraní založené na specifikaci PCI, ale vytvořené speciálně pro připojení grafických karet a základních desek. Sběrnice AGP, i když je ve srovnání s PCI (ne Express!) vhodnější pro grafické adaptéry, poskytuje přímé spojení mezi centrálním procesorem a video čipem a také některé další funkce, které v některých případech zvyšují výkon, například GART - schopnost číst textury přímo z paměti RAM bez jejich kopírování do video paměti; vyšší takty, zjednodušené protokoly přenosu dat atd., ale tento typ slotu je beznadějně zastaralý a nové produkty s ním již dlouho nevycházejí.

Ale přesto pro pořádek zmiňme tento typ. Specifikace AGP se objevily v roce 1997, kdy Intel vydal první verzi specifikace, včetně dvou rychlostí: 1x a 2x. Ve druhé verzi (2.0) se objevil AGP 4x a ve 3.0 - 8x. Zvažme všechny možnosti podrobněji:
AGP 1x je 32bitové spojení pracující na 66 MHz, s propustností 266 MB/s, což je dvojnásobná šířka pásma PCI (133 MB/s, 33 MHz a 32 bitů).
AGP 2x je 32bitový kanál pracující s dvojnásobnou šířkou pásma 533 MB/s při stejné frekvenci 66 MHz díky přenosu dat na dvou frontách, podobně jako DDR paměti (pouze pro směr „na grafickou kartu“).
AGP 4x je stejný 32bitový kanál pracující na 66 MHz, ale v důsledku dalších úprav bylo dosaženo čtyřnásobné „efektivní“ frekvence 266 MHz s maximální propustností více než 1 GB/s.
AGP 8x - dodatečné změny v této úpravě umožnily získat propustnost až 2,1 GB/s.

Grafické karty s rozhraním AGP a odpovídající sloty na základních deskách jsou v určitých mezích kompatibilní. Grafické karty dimenzované na 1,5 V nefungují ve slotech 3,3 V a naopak. Existují však i univerzální konektory, které podporují oba typy desek. O grafických kartách navržených pro morálně a fyzicky zastaralý slot AGP se dlouho neuvažovalo, takže abyste se dozvěděli o starých systémech AGP, bylo by lepší si přečíst článek:

PCI Express (PCIe nebo PCI-E, nezaměňovat s PCI-X), dříve známý jako Arapahoe nebo 3GIO, se liší od PCI a AGP v tom, že jde spíše o sériové než paralelní rozhraní, které umožňuje méně pinů a větší šířku pásma. PCIe je jen jedním příkladem přechodu od paralelních k sériovým sběrnicím, dalšími příklady tohoto pohybu jsou HyperTransport, Serial ATA, USB a FireWire. Důležitou výhodou PCI Express je, že umožňuje naskládat více jednotlivých linek do jednoho kanálu a zvýšit tak propustnost. Vícekanálový sériový design zvyšuje flexibilitu, pomalým zařízením lze přidělit méně linek s malým počtem kontaktů a rychlým zařízením lze přidělit více.

Rozhraní PCIe 1.0 přenáší data rychlostí 250 MB/s na jeden pruh, což je téměř dvojnásobek kapacity běžných PCI slotů. Maximální počet drah podporovaných sloty PCI Express 1.0 je 32, což dává propustnost až 8 GB/s. PCIe slot s osmi pracovními pruhy je v tomto parametru přibližně srovnatelný s nejrychlejší verzí AGP - 8x. Což je ještě působivější, když vezmete v úvahu schopnost vysílat současně v obou směrech při vysokých rychlostech. Nejběžnější sloty PCI Express x1 poskytují šířku pásma jednoho pruhu (250 MB/s) v každém směru, zatímco PCI Express x16, který se používá pro grafické karty a kombinuje 16 pruhů, poskytuje šířku pásma až 4 GB/s v každém směru.

Přestože spojení mezi dvěma zařízeními PCIe je někdy tvořeno několika pruhy, všechna zařízení podporují minimálně jeden pruh, ale volitelně jich zvládnou více. Fyzicky se rozšiřující karty PCIe vejdou a fungují normálně ve všech slotech se stejným nebo větším počtem drah, takže karta PCI Express x1 bude bez problémů fungovat ve slotech x4 a x16. Také fyzicky větší slot může pracovat s logicky menším počtem linek (například vypadá jako běžný x16 konektor, ale je směrováno pouze 8 linek). V kterékoli z výše uvedených možností si PCIe samo vybere nejvyšší možný režim a bude fungovat normálně.

Nejčastěji se pro video adaptéry používají konektory x16, ale existují i ​​desky s konektory x1. A většina základních desek se dvěma sloty PCI Express x16 pracuje v režimu x8 a vytváří systémy SLI a CrossFire. Fyzicky se jiné možnosti slotů, jako je x4, pro grafické karty nepoužívají. Připomínám, že to vše platí pouze na fyzické úrovni, existují i ​​základní desky s fyzickými konektory PCI-E x16, ale ve skutečnosti s 8, 4 nebo dokonce 1 kanály. A všechny grafické karty navržené pro 16 kanálů budou fungovat v takových slotech, ale s nižším výkonem. Mimochodem, na fotce nahoře jsou sloty x16, x4 a x1 a pro srovnání zbylo i PCI (dole).

I když rozdíl ve hrách není tak velký. Zde je například recenze dvou základních desek na našem webu, která zkoumá rozdíl v rychlosti 3D her na dvou základních deskách, dvojice testovacích grafických karet, ve kterých pracují v 8kanálovém a 1kanálovém režimu:

Srovnání, které nás zajímá, je na konci článku, pozor na poslední dvě tabulky. Jak vidíte, rozdíl při středním nastavení je velmi malý, ale v těžkých režimech se začíná zvětšovat a velký rozdíl je zaznamenán v případě méně výkonné grafické karty. Vezměte prosím na vědomí.

PCI Express se liší nejen propustností, ale také novými možnostmi spotřeby energie. Tato potřeba vyvstala, protože slot AGP 8x (verze 3.0) dokáže přenést celkem jen něco málo přes 40 wattů, což již tehdy chybělo u grafických karet určených pro AGP, které byly vybaveny jedním nebo dvěma standardními čtyřpinovými napájecími konektory. . Slot PCI Express může nést až 75 W, přičemž dalších 75 W je k dispozici prostřednictvím standardního šestipinového napájecího konektoru (viz poslední část této části). Nedávno se objevily grafické karty se dvěma takovými konektory, které celkem dávají až 225 W.

Následně skupina PCI-SIG, která vyvíjí příslušné standardy, představila hlavní specifikace PCI Express 2.0. Druhá verze PCIe zdvojnásobila standardní šířku pásma, z 2,5 Gbps na 5 Gbps, takže konektor x16 dokáže přenášet data rychlostí až 8 GB/s v každém směru. Zároveň je PCIe 2.0 kompatibilní s PCIe 1.1 staré rozšiřující karty obvykle fungují dobře na nových základních deskách.

Specifikace PCIe 2.0 podporuje přenosové rychlosti 2,5 Gb/s i 5 Gb/s, aby byla zajištěna zpětná kompatibilita se stávajícími řešeními PCIe 1.0 a 1.1. Zpětná kompatibilita PCI Express 2.0 vám umožňuje používat starší řešení 2,5 Gb/s v 5,0 Gb/s slotech, které pak budou jednoduše fungovat při nižší rychlosti. A zařízení navržená podle specifikací verze 2.0 mohou podporovat rychlosti 2,5 Gbps a/nebo 5 Gbps.

Přestože hlavní novinkou v PCI Express 2.0 je zdvojnásobení rychlosti na 5 Gbps, není to jediná změna, jsou zde další úpravy pro zvýšení flexibility, nové mechanismy pro softwarové řízení rychlostí připojení atd. Nejvíce nás zajímají změny související s s napájením zařízení, protože požadavky na napájení grafických karet se neustále zvyšují. Společnost PCI-SIG vyvinula novou specifikaci pro řešení rostoucí spotřeby energie grafických karet, která rozšiřuje současné možnosti napájení na 225/300 W na grafickou kartu. Pro podporu této specifikace je použit nový 2x4pinový napájecí konektor, navržený tak, aby poskytoval napájení špičkovým grafickým kartám.

Grafické karty a základní desky s podporou PCI Express 2.0 se objevily v širokém prodeji již v roce 2007 a nyní na trhu jiné nenajdete. Oba hlavní výrobci video čipů, AMD a NVIDIA, vydali nové řady GPU a grafických karet na nich založených, které podporují zvýšenou šířku pásma druhé verze PCI Express a využívají nové možnosti elektrického napájení pro rozšiřující karty. Všechny jsou zpětně kompatibilní se základními deskami, které mají na desce sloty PCI Express 1.x, i když v některých ojedinělých případech dochází k nekompatibilitě, takže musíte být opatrní.

Ve skutečnosti byl vznik třetí verze PCIe zřejmou událostí. V listopadu 2010 byly konečně schváleny specifikace pro třetí verzi PCI Express. Toto rozhraní má sice přenosovou rychlost 8 Gt/s místo 5 Gt/s u verze 2.0, ale jeho propustnost se oproti standardu PCI Express 2.0 opět zvýšila přesně na dvojnásobek. K tomu použili jiné schéma kódování pro data odesílaná po sběrnici, ale kompatibilita s předchozími verzemi PCI Express byla zachována. První produkty verze PCI Express 3.0 byly představeny v létě 2011 a skutečná zařízení se na trhu teprve začínají objevovat.

Mezi výrobci základních desek se rozpoutala celá válka o právo jako první představit produkt s podporou PCI Express 3.0 (založený především na čipsetu Intel Z68) a odpovídající tiskové zprávy prezentovalo několik společností najednou. Ačkoli v době aktualizace průvodce prostě neexistují žádné grafické karty s takovou podporou, takže to prostě není zajímavé. V době, kdy bude potřeba podpora PCIe 3.0, se objeví úplně jiné desky. S největší pravděpodobností se tak stane nejdříve v roce 2012.

Mimochodem, můžeme předpokládat, že PCI Express 4.0 bude představen v průběhu několika příštích let a nová verze také do té doby opět zdvojnásobí požadovanou šířku pásma. To se ale brzy nestane a zatím nás to nezajímá.

Externí PCI Express

V roce 2007 oznámila společnost PCI-SIG, která formálně standardizuje řešení PCI Express, přijetí specifikace PCI Express External Cabling 1.0, která popisuje standard přenosu dat přes externí rozhraní PCI Express 1.1. Tato verze umožňuje přenos dat rychlostí 2,5 Gbps a další by měla zvýšit propustnost na 5 Gbps. Standard obsahuje čtyři externí konektory: PCI Express x1, x4, x8 a x16. Starší konektory jsou vybaveny speciálním jazýčkem, který usnadňuje připojení.

Externí verzi rozhraní PCI Express lze využít nejen pro připojení externích grafických karet, ale také pro externí disky a další rozšiřující karty. Maximální doporučená délka kabelu je 10 metrů, ale lze ji zvýšit připojením kabelů přes opakovač.

Teoreticky by to mohlo usnadnit život milovníkům notebooků, když při provozu na baterie používají vestavěné video jádro s nízkou spotřebou a při připojení ke stolnímu monitoru výkonnou externí grafickou kartu. Upgrade takových grafických karet je výrazně jednodušší, není potřeba otevírat PC skříň. Výrobci mohou vyrábět zcela nové chladicí systémy, které nejsou omezeny funkcemi rozšiřujících karet, a mělo by být méně problémů s napájením - s největší pravděpodobností budou použity externí zdroje napájení, navržené speciálně pro konkrétní grafickou kartu, které lze postavit do jedné externí skříně s grafickou kartou s použitím jednoho chladicího systému. Může to usnadnit sestavování systémů na více grafických kartách (SLI/CrossFire) a vzhledem k neustálému růstu popularity mobilních řešení by takové externí PCI Express měly získat určitou popularitu.

Měli, ale nevyhráli. Od podzimu 2011 nejsou na trhu prakticky žádné externí možnosti pro grafické karty. Jejich sortiment omezují zastaralé modely videočipů a úzký výběr kompatibilních notebooků. Bohužel byznys s externími grafickými kartami nešel dál a pomalu odumřel. Už ani neslyšíme vítězné reklamní výroky výrobců notebooků... Možná, že výkon moderních mobilních grafických karet prostě stačí i pro náročné 3D aplikace včetně mnoha her.

Naděje na vývoj externích řešení zůstává ve slibném rozhraní pro připojení periferních zařízení Thunderbolt, dříve známém jako Light Peak. Byl vyvinut společností Intel Corporation založený na technologii DisplayPort a první řešení již vydala společnost Apple. Thunderbolt kombinuje možnosti DisplayPort a PCI Express a umožňuje připojení externích zařízení. Zatím však jednoduše neexistují, ačkoli kabely již existují:

V tomto článku se nedotýkáme zastaralých rozhraní, velká většina moderních grafických karet je navržena pro rozhraní PCI Express 2.0, takže při výběru grafické karty doporučujeme vzít v úvahu pouze to, že všechna data na AGP jsou uvedena pouze pro informaci. Nové desky využívají rozhraní PCI Express 2.0, kombinující rychlost 16 linek PCI Express, což dává propustnost až 8 GB/s v každém směru, což je několikanásobně více než stejná charakteristika nejlepších AGP. Navíc PCI Express na rozdíl od AGP funguje takovými rychlostmi v každém směru.

Na druhou stranu produkty s podporou PCI-E 3.0 zatím opravdu nevyšly, takže ani o nich nemá moc smysl uvažovat. Pokud se bavíme o upgradu staré nebo koupi nové desky nebo souběžné výměně systémových a videodesek, pak stačí zakoupit desky s rozhraním PCI Express 2.0, které bude zcela dostačující a nejrozšířenější na několik let, zejména protože produkty různých verzí PCI Express jsou vzájemně kompatibilní.

Stručná historie...

Poprvé samostatné rozhraní navržené tak, aby se stalonáhrada za PCI sběrnici pro grafické karty, byla představena v roce 1997. AGP (z anglického Accelerated Graphics Port, zrychlený grafický port) - tak Intel představil svůj nový vývoj současně s oficiálním oznámením čipsetu pro procesory Intel Pentium II.

Nárokované výhodyAGP před svým předchůdcemPCIbyly významné:

  • vyšší pracovní frekvence (66 MHz);
  • zvýšená šířka pásma mezi grafickou kartou a systémovou sběrnicí;
  • přímý přenos informací mezi grafickou kartou a RAM, obcházení procesoru;
  • vylepšený energetický systém;
  • vysokorychlostní přístup ke sdílené paměti.

Náležitý vývojový standardAGP 1x (specifikace AGP 1.0) nebylo přijato kvůli nízké rychlosti práce s pamětí a bylo téměř okamžitě vylepšeno a jeho rychlost byla zdvojnásobena - tak se objevilo rozhraní AGP 2x. Port AGP 2x přenáší 32 bitů (4 bajty) za cyklus hodin a může poskytnout v té době nevídaný špičkový výkon 66,6 x 4 x 2 = 533 M.B/ s.

V roce 1998 byl vydán standard AGP 4x (specifikace AGP 2.0), který poskytuje přenos až 4 bloků informací za takt. Současně bylo sníženo signálové napětí portu z 3,3 na 1,5 V. Maximální propustnost AGP 4x se stala asi 1G.B./ s. Následně se vývoj specifikací protahoval - důvodem byla velmi nízká rychlost tehdy existující flotily video akcelerátorů a také nízký směnný kurz s RAM.

Jakmile technický pokrok zasáhl sběrnici, která se ukázala být příliš malá na to, aby přenášela obrovské toky informací s moderními grafickými kartami, byl schválen nový standard - AGP 8x (specifikace AGP 3.0). Jak jste možná uhodli, dokáže přenést až 8 bloků informací za cyklus a má špičkovou propustnost 2G.B./ s. Sběrnice AGP 8x je zpětně kompatibilní s AGP 4x.

Technologický průmysl je neustále na vzestupu. Zvyšují se objemy přenášených a přenášených dat, rostou textury a jejich kvalita, to vše jistě nutí každého z výrobců, aby se otřásl a přišel s něčím novým a high-tech (standard, specifikace, protokol, rozhraní ), které se sebou spojí novou revoluci v oboruAhoj- tech.

Oficiálně se první základní specifikace PCI Express objevila v červenci 2002, čímž byl den postupné „smrti“ AGP 8x...

Úvod

V tuto chvíli má moderní čipset Intel P45/X48 oficiální podporu specifikací PCI Express 2.0, kterými se velmi běžný Intel P35 pochlubit nemohl. Pro ty, kteří teprve plánují pořízení moderní základní desky na platformě Intel, zůstává volba zcela jasná – čipset P45/X48 a nebudete mít dilema „je PCI Express 1.1 dostačující nebo nedostačující pro současné hi- koncová nebo střední grafická karta. Ale co majitelé P35s? Má cenu znovu běžet do obchodu?

V našem dnešním materiálu se pokusíme popsat všechna „je“ týkající se výhod PCI-E 2.0 oproti PCI-E 1.1 pro moderní akcelerátory. Budeme také experimentálně analyzovat výkon grafických karet při práci s různými rozhraními, na základě čehož bude vyvozen závěr o praktické hodnotě PCI-E 2.0.

A než začneme s nějakými objektivními testy, pojďme se ponořit trochu hlouběji do teorie, totiž pojďme přijít na to, jak to celé funguje.

PCI- Vyjádřit- stručně o tom hlavním

Jak bylo uvedeno výše, základní specifikace PCI Express se objevila v červenci 2002. Díky vysoké rychlosti a špičkovému výkonu nenechává sběrnice PCI Express žádnou šanci svému předchůdci AGP. Z hlediska softwarového modelu je nové rozhraní PCI-E v mnoha ohledech podobné PCI, což usnadňuje přizpůsobení současné flotily všech druhů zařízení novému rozhraní bez výrazných softwarových úprav.

Princip fungování PCI Express je založen na sériovém přenosu dat. Sběrnice je paketová síť s hvězdicovou topologií. Když PCI-E zařízení komunikují, používá se obousměrné dvoubodové spojení, nazývané "Line". Každé připojení PCI Express se může skládat z jednoho (1x) nebo více pruhů (4x, 16x atd.).

Pro základní konfiguraci PCI-Express 1x je teoretická propustnost 250 MB/s v každém směru (vysílání/příjem). V souladu s tím je pro PCI-E x16 tato hodnota 250 MB/s x 16 = 4 GB/s.

Pozoruhodné je, že po fyzické stránce rozhraní umožňuje například jakékoli desce s rozhraním PCI-E 1x s jistotou pracovat nejen ve standardním, ale i v jakémkoli jiném PCI Express slotu s vyšší šířkou pásma (4x, 16x , atd.). V tomto případě závisí maximální počet zapojených linek pouze na vlastnostech zařízení.

U všech vysokorychlostních protokolů vždy vyvstává otázka odolnosti proti šumu. K tomuto účelu používá PCI Express dlouho známé schéma 8/10 neboli nadměrného provozu (8 bitů dat přenášených kanálem je nahrazeno 10 bity, čímž se generují další informace, asi 20 % celkového „toku“).

PCIVyjádřit 2.0

Norma byla oficiálně schválena 15. ledna 2007. Ve druhé revizi PCI Express se výrazně zvýšila propustnost jednoho kanálu - až 5 Gb/s (PCI Express 1.x - 2,5 Gb/s). To znamená, že nyní pro linku x16 může maximální rychlost přenosu dat dosáhnout 8 GB/s v obou směrech oproti 4 GB/s u starého PCI Express 1.x.

Pozoruhodným faktem je, že PCI Express 2.0 je plně kompatibilní s PCI Express 1.1. V praxi to znamená, že staré grafické karty budou bez problémů fungovat na základních deskách s novými konektory a nové grafické adaptéry budou bez problémů fungovat ve starých konektorech PCI Express 1.x.

Možná, pojďme to uzavřít teorií a hlavními rysy PCI Express, je čas zahájit příslušné testy, což je ve skutečnosti to, co uděláme, i když o něco níže, ale nyní se pojďme seznámit s účastníky testování podrobně.

O účastnících testu

Bohužel v době testování nebylo možné pokrýt větší sadu grafických akcelerátorů, což v budoucnu určitě napravíme. Grafické karty třídy Low-End byly z testů záměrně vyloučeny, protože jsou málo použitelné pro režimy s vysokým rozlišením (přes 1280x1024) s maximálními detaily obrazu, kde mohou být výhody PCI-E 2.0 oproti nižšímu PCI-E 1.1. odhaleno.

Videokarta

Point of View GeForce GTX 280

POV GeForce 9600 GT 512 MB Extreme Overclock

Palit HD 4850 Sonic

Kódové jméno čipu

Technický proces

Pokud jde o jakákoli rozhraní v kontextu počítačových systémů, musíte být velmi opatrní, abyste „nenarazili“ na nekompatibilní rozhraní pro stejné komponenty v systému.

Naštěstí, pokud jde o rozhraní PCI-Express pro připojení grafické karty, nebudou s nekompatibilitou prakticky žádné problémy. V tomto článku se na to podíváme podrobněji a také si povíme, co je PCI-Express.



Proč je PCI-Express potřeba a co to je?

Začněme jako obvykle od úplných základů. Rozhraní PCI-Express (PCI-E) je v tomto kontextu prostředkem interakce, který se skládá z řadiče sběrnice a odpovídajícího slotu (obr. 2) na základní desce (ve shrnutí).

Tento vysoce výkonný protokol se používá, jak je uvedeno výše, k připojení grafické karty k systému. V souladu s tím má základní deska odpovídající slot PCI-Express, kde je nainstalován grafický adaptér. Dříve byly grafické karty připojeny přes rozhraní AGP, ale když toto rozhraní, jednoduše řečeno, „už nestačilo“, přišlo na pomoc PCI-E, o jehož podrobných charakteristikách si nyní povíme.



Obr.2 (PCI-Express 3.0 sloty na základní desce)


Klíčové vlastnosti PCI-Express (1.0, 2.0 a 3.0)

Přestože jsou názvy PCI a PCI-Express velmi podobné, principy jejich propojení (interakce) jsou radikálně odlišné. V případě PCI-Express se používá linka - obousměrné sériové připojení typu point-to-point těchto linek může být několik;

V případě grafických karet a základních desek (nebereme v úvahu Cross Fire a SLI), které podporují PCI-Express x16 (tedy většina), snadno uhodnete, že takových linek je 16 (obr. 3), poměrně často na základních deskách s PCI-E 1.0 bylo možné vidět druhý x8 slot pro provoz v režimu SLI nebo Cross Fire.

No a v PCI je zařízení připojeno ke společné 32bitové paralelní sběrnici.



Rýže. 3. Příklad slotů s různým počtem řádků
(jak již bylo zmíněno dříve, nejčastěji se používá x16)

U rozhraní PCI-Express 1.0 je propustnost 2,5 Gbit/s. Tato data potřebujeme ke sledování změn tohoto parametru v různých verzích PCI-E.

Dále se verze 1.0 vyvinula do PCI-E 2.0. V důsledku této transformace jsme dostali dvojnásobnou propustnost, tedy 5 Gbit/s, ale rád bych poznamenal, že grafické adaptéry na výkonu příliš nezískaly, jelikož se jedná pouze o verzi rozhraní.

Většina výkonu závisí na samotné grafické kartě; verze rozhraní může pouze mírně zlepšit nebo zpomalit přenos dat (v tomto případě nedochází k „brzdění“ a je zde dobrá rezerva).

Stejně tak bylo v roce 2010 s rezervou vyvinuto rozhraní PCI-E 3.0, v současné době se používá ve všech nových systémech, ale pokud stále máte 1.0 nebo 2.0, pak se nebojte - níže si povíme o relativní zpětné kompatibilitě různých verzí.

S PCI-E 3.0 byla šířka pásma ve srovnání s verzí 2.0 zdvojnásobena. Tam bylo také provedeno mnoho technických změn.

Očekává se, že do roku 2015 se objeví PCI-E 4.0, což není pro dynamický IT průmysl absolutně překvapivé.

Dobře, skončeme s těmito verzemi a údaji o šířce pásma a dotkneme se velmi důležitého problému zpětné kompatibility různých verzí PCI-Express.

Zpětně kompatibilní s verzemi PCI-Express 1.0, 2.0 a 3.0

Tato otázka znepokojuje mnohé, zejména při výběru grafické karty pro současný systém. Vzhledem k tomu, že jste spokojeni se systémem se základní deskou, která podporuje PCI-Express 1.0, vyvstávají pochybnosti, zda bude grafická karta s PCI-Express 2.0 nebo 3.0 fungovat správně?

Ano, bude, alespoň to slibují vývojáři, kteří zajistili tuto kompatibilitu. Jediná věc je, že grafická karta se nebude schopna plně odhalit v celé své kráse, ale ztráty výkonu budou ve většině případů zanedbatelné.




Naopak do základních desek, které podporují PCI-E 3.0 nebo 2.0, můžete bezpečně nainstalovat grafické karty s rozhraním PCI-E 1.0, takže si můžete být jisti kompatibilitou. Pokud je samozřejmě vše v pořádku s jinými faktory, mezi ně patří nedostatečně výkonný zdroj atp.

Celkově jsme mluvili docela dost o PCI-Express, což by vám mělo pomoci objasnit spoustu zmatků a pochybností o kompatibilitě a pochopení rozdílů mezi verzemi PCI-E.

PCI Express se narodil 22. července 2002. Jeho tvůrcem byla společnost Intel Corporation a právě v tento den byla k dispozici jeho technická dokumentace. Až do tohoto okamžiku, ve fázi vývoje, měla „sběrnice“ označení 3GIO (vstup-výstup třetí generace). Tato dvě jména byla označena PCI SIG (organizace, která nyní prosazuje tento standard).

PCIe je vysoce výkonné připojení typu point-to-point, které nahradilo sběrnici PCI (čteno jako PiSiI). V tom se fyzicky liší nepoužívá běžné vyhrazené linky pro komunikaci s procesorem, ale pro každé připojené zařízení má vlastní. Napětí přenosu signálu je 0,8 voltu. Každý kanál představuje dva fyzické vodiče (čtyři kontakty). Při přenosu informací je osm bitů zakódováno do deseti, což poskytuje dobrou ochranu proti rušení.

Jeho běžný softwarový model je podobný jeho předchůdci. Pro přenos dat, který je v tomto případě prováděn sekvenčně, se používá fyzický protokol s velkou šířkou pásma. Slouží k připojení vysoce výkonných periferních zařízení. Pseudobusu byla přidělena role místního kanálu pro výměnu dat.

Rozdíly mezi PCI Express a PCI

PCI je primárně sběrnice, tedy společný kanál, který sdílejí všechna zařízení k němu připojená. A PCI Express - pro každé zařízení má své vlastní cesty, které jsou fyzicky navrženy. Kontinuita digitální struktury přenosu informace zjednodušuje adaptaci existující produkty dříve vyrobené pro práci se starou pneumatikou. Ve výrobě se ukazuje, že stačí provést drobné úpravy designu a můžete vyrábět stejnou odrůdu, ale s novým rozhraním.

Funkční princip, kompatibilita

Být obousměrný, spojení přenáší data sériově v dávkovém režimu. Propustnost závisí na implementaci v každém konkrétním případě. PCI Express může být jedna (1x), dvě nebo více transportních linek (2X, 4X, 6x, 8x, 12x, 16x, 32x), která určuje délku slotu na základní desce. Je typické, že zařízení je schopno pracovat s kterýmkoli z nich, ale rozšiřující karty přizpůsobené pro vysoké rychlosti se fyzicky nevejdou do méně produktivních slotů, jednoduše neodpovídají velikosti. I když naopak méně produktivní rozšiřující desky, které mají krátké kontaktní skupiny, se snadno vejdou do větších a fungují správně.

V tabulce jsme uvedli souhrnnou tabulku poměru počet linek a šířka pásma:

Nyní dostupný několik specifikací pneumatiky:

  • PCI Express 1.0 a 1.1. První a nejméně produktivní řešení, která se dnes již prakticky nepoužívají. Jsou uloženy na starých deskách, které se stále používají.
  • 2.0. Všechny vlastnosti určující výkon byly přepracovány a vylepšeny, byly vylepšeny logické protokoly, komplexně optimalizována správa komunikace a vylepšena automatická detekce zásuvných modulů.
  • Specifikace externího kabeluPCIe. Umožňuje připojit zařízení kabelem o délce až 10 m.
  • 2.1. Střední analog 2.0 s některými pokročilými funkcemi předcházejícími vzhledu 3.0.
  • 3.0. Rychlosti 8 gigatransakcí za sekundu (GT/s) jsou možné díky novému systému šifrování 128b/130b. Rozdíl mezi pci 2.0 a 3.0 je tedy v šifrování a rychlosti přenosu dat.
  • 4.0. Norma byla nedávno schválena – 5. října 2017. Oproti předchozímu je rychlost dvojnásobná. Zvýšily se jednotlivé ukazatele související s virtualizací a optimalizoval se přenos datových paketů.
  • 5.0. Vydání je předběžně plánováno na zimu-jaro 2019. Je oznámena rozšířená podpora pro aplikace, které vizualizují virtuální realitu.

Stávající konektory a typy portů

Existuje mnoho připojovacích portů pro rozhraní. Podívejme se na některé z nejběžnějších:

  • MiniPCI-E (M.2). Společná sběrnice pro některé z nejběžnějších počítačových protokolů a zařízení s rozhraními x1 a x4 PCIe.
  • ExpressCard. Podobný konektor, ale se sběrnicovým výstupem pouze pro x1 PCIe.
  • AdvancedTCA, MicroTCA – porty pro komunikační zařízení.
  • MobilePCIExpressModule (MXM) – vyvinutý společností NVIDIA pro připojení grafických karet.
  • StackPC – pro vytváření superpočítačů, umožňuje škálovat výpočetní zařízení.

Jak zjistit verzi PCI Express na vaší základní desce

Obvykle je napsán v blízkosti samotného slotu na základní desce, ale může být napsán i jinde. Stále často napsat na obal základní desce a je uvedeno v návodu. Můžete jít na oficiální stránky a zadat do vyhledávání sériové číslo základní desky, nebo zkusit vyhledat specifikaci podle názvu a revize (variety).

Nejběžnější periferie pro nejproduktivnější x16 sloty jsou grafické karty a jednotky SSD. Neobvyklé nejsou ani ovladače jako přídavné USB, SATA a podobné vysokorychlostní porty nebo různé adaptéry, jako jsou zvukové, hudební karty, Wi-Fi moduly.

Videokarta

HDD

Bezdrátový adaptér

Pinout PCI Express

Jednodušší je komplexně ukázat umístění výstupů komunikačních linek na příkladu linek největšího a nejrychlejšího portu.

Zařízení skupiny kontaktů PCI-Express 16x slot:

Připojení PCIe prokázalo svou účinnost. Splňuje všechny moderní požadavky na rychlost přenosu informací a provozní stabilitu. Vlastnit obrovský potenciál modernizace umožňuje zachovat kompatibilitu mnoha zařízení různých generací: řadiče, adaptéry. Kromě toho slouží jako široký kanál pro zvýšení výpočetního výkonu. Zvláštním a nečekaným místem pro uplatnění této technologie je telekomunikační sektor.

Představeno v roce 2002, toto druh dopravyúdaje jsou stále nejrelevantnější, nejrozšířenější, neustále se vyvíjející a stále slibné.

  1. Ahoj! Vysvětlete prosím rozdíl v propustnosti mezi rozhraním PCI Express 3.0 x16 a PCI Express 2.0 x16. V současné době jsou stále v prodeji základní desky s rozhraním PCI Express 2.0 x16. jsem s Pokud nainstaluji novou grafickou kartu rozhraní, ztratím hodně na výkonu videaPCI Express 3.0 na počítači se základní deskou pouze s konektoremPCI-E 2.0? Myslím, že prohraju, protože celkempřenosová rychlost pro PCI Express 2.0 je to - 16 GB/s a celkemPCI Express 3.0 má dvojnásobnou rychlost přenosu dat - 32 GB/s.
  2. Ahoj! Mám počítač s výkonným, ale již ne novým, procesorem Intel Core i7 2700K a základní deskou s konektorem PCI Express 2.0. Řekněte mi, když si koupím novou grafickou kartu PCI Express 3.0, bude tato grafická karta fungovat dvakrát pomaleji, než kdybych měl základní desku s konektorem PCI Express 3.0? Takže je čas, abych změnil počítač?
  3. Odpovězte prosím na tuto otázku. Moje základní deska má dva konektory: PCI Express 3.0 a PCI Express 2.0, ale v konektoru Nová grafická karta PCI Express 3.0 PCI Express 3.0 nepasuje, radiátor jižního můstku překáží. Pokud nainstaluji grafickou kartuSlot PCI-E 3.0 PCI-E 2.0, bude moje grafická karta fungovat hůře, než kdyby byla nainstalována do slotu PCI Express 3.0?
  4. Dobrý den, chci si od přítele koupit mírně použitou základní desku za dva tisíce rublů. Před třemi lety ho koupil za 7 000 rublů, ale mate mě, že má slot pro grafickou kartu rozhraní PCI-E 2.0 a mám grafickou kartuPCI-E 3.0. Poběží moje grafická karta na této základní desce na plnou kapacitu nebo ne?

Dobrý den, přátelé! Dnes v prodeji najdete základní desky s konektorem pro instalaci grafických karet PCI Express 2.0 x16 a PCI Express 3,0 x 16. Totéž lze říci o grafických adaptérech, v prodeji jsou grafické karty s rozhraním PCI-E 3.0, stejně jako PCI-E 2.0. Pokud se podíváte na oficiální charakteristiky rozhraní PCI Express 3.0 x16 a PCI Express 2.0 x16, zjistíte, že celková rychlost přenosu dat PCI Express 2.0 je- 16 GB/s a PCI Express 3.0 je dvakrát tak velký -32 GB/s. Nebudu zabíhat do podrobností o tom, jak tato rozhraní fungují, a jednoduše vám řeknu, že je tak velký rozdíl vrychlost přenosu dat je viditelná pouze teoreticky, ale v praxi je velmi malá.Pokud čtete články na toto téma na internetu, pakdojdete k závěru, že moderní grafické karty s rozhraním PCI Express 3.0 pracují stejnou rychlostí ve slotech PCI Express 3.0 x16 a PCI Express 2.0 x16 a rozdíl v propustnostimezi PCI-E 3.0 x16 a PCI-E 2.0 x16 je pouze 1-2% ztráta výkonu grafické karty. To znamená, že nezáleží na tom, do kterého slotu grafickou kartu nainstalujete, PCI-E 3.0 nebo PCI-E 2.0, vše bude fungovat stejně.

Ale bohužel, všechny tyto články byly napsány v roce 2013 a 2014 a v té době nebyly hry jako Far Cry Primal, Battlefield 1 a další nové produkty, které se objevily v roce 2016. Vydáno také v roce 2016 rodina grafických procesorů NVIDIA řady 10, například grafické karty GeForce GTX 1050 a GeForce GTX 1050 Ti a dokonce i GTX 1060. Mé experimenty s novými hrami a novými grafickými kartami ukázaly, že rozhraní PCI-E 3.0 má oprotiPCI-E 2.0 už není 1-2 %, ale v průměru 6-7 %. Zajímavé je, že grafická karta je nižší třídy než GeForce GTX 1050 , pak je procento menší (2-3%) , a pokud naopak, pak více - 9-13%.

V mém experimentu jsem tedy použil grafickou kartu GeForce GTX 1050 PCI-E 3.0 rozhraní a základní deska s konektory PCI Express 3.0 x16 a PCI Express 2.0 x16.

N Nastavení grafiky ve hrách je všude maximální.

  1. Hra FAR CRY PRIMAL. Rozhraní PCI-E 3.0 ukázal výhodu oproti PCI-E 2.0, od r vždy vyšší o 4-5 snímků, což je přibližně procento 4 % %.
  2. Hra Battlefield 1. Rozdíl mezi PCI-E 3.0 a PCI-E 2.0 byl 8-10 snímků , což v procentech činí přibližně 9 %.
  3. Rise of the Tomb Raider. Výhoda PCI-E 3.0 průměry 9- 10 snímků za sekundu nebo 9 %.
  4. Čaroděj. Výhoda PCI-E 3.0 byla 3 %.
  5. Grand Theft Auto V. Výhodou PCI-E 3.0 je 5 fps neboli 5 %.

To znamená, že mezi rozhraními PCI-E 3.0 x16 a PCI-E 2.0 x16 stále existuje rozdíl v propustnosti a není ve prospěch PCI-E 2.0. Základní desku s jedním PCI-E 2.0 slotem bych proto v tuto chvíli nekupoval.

Jeden z mých přátel koupil použitou základní desku za tři tisíce rublů. Ano, kdysi to bylo sofistikované a stálo to asi deset tisíc rublů, má spoustu konektorů SATA III a USB 3.0, také 8 slotů pro RAM, podporuje technologii RAID a další, ale je postaven na zastaralém čipsetu a slot na grafickou kartu je PCI Express 2.0! Podle mě by bylo lepší koupit. Proč?

Může se stát, že za rok nebo dva budou nejnovější grafické karty fungovat pouze v konektoru PCI Express 3.0 x16 a vaše základní deska bude mít zastaralý konektor, který již výrobci nepoužívají PCI Express 2.0 x16 . Koupíte si novou grafickou kartu, ale ta odmítne fungovat ve starém konektoru. Osobně jsem se již mnohokrát setkal s tím, že grafická karta PCI-E 3.0 na základní desce neběželo. deska s konektorem PCI-E 2.0 a Nepomohla ani aktualizace BIOSu základní desky.Zabýval jsem se také grafickými kartamiPCI-E 2.0 x16, který odmítal fungovat na starších základních deskách s rozhraním PCI-E 1.0 x16, i když všude píšou o zpětné kompatibilitě.Případy, kdy se grafická karta PCI Express 3.0 x16 nespustila na základních deskách sPCI Express 1.0 x16, ještě více.

No, letos nezapomeňte na vzhled rozhraní PCI Express 4.0. V tomto případě bude PCI Express 3.0 zastaralá.