Miért különböznek a PCI Express portok az alaplapomon? x16, x8, x4 és x1 magyarázattal

A PCI Express szabvány a modern számítástechnika egyik kapocsa, ahol az utóbbi évtizedben több vagy kevesebb asztali számítógépet használnak. De a kapcsolat jellege némileg ködös: egy új PC-n három vagy négy különböző méretben láthat egy fél tucat portot, melyek mindegyike „PCIE” vagy „PCI-E” lesz. amit ténylegesen használ?

A PCI Express busz megértése

Az eredeti PCI (Peripheral Component Interconnect) rendszer frissítéseként a PCI Expressnek egy hatalmas előnye volt, amikor a 2000-es évek elején fejlesztették ki: a soros busz helyett pont-pont hozzáférési buszt használt. Ez azt jelentette, hogy minden egyes PCI port és telepített kártyái teljes mértékben ki tudják használni a maximális sebességüket, anélkül, hogy több busz vagy bővítés lenne eltömődve egyetlen buszon.

A PCI Express felváltotta a régebbi PCI slot szabványt. Ez az alaplap mindkettőt támogatja: PCIE x16 kék, PCIE x1 fekete és PCI bézs.

A laikus kifejezések szerint képzelje el asztali számítógépét, mint éttermet. A régi PCI-szabvány olyan volt, mint egy deli, mindenki egy sorban várva, hogy kézbesítse, és a szolgáltatás sebessége egyetlen személy által korlátozott volt a pultnál. A PCI-E több, mint egy bár, minden pártoló egy kijelölt helyszínen ül, és több csapos egyszerre fogadja mindenki rendjét. (Oké, így soha nem lehet egy csaposnak minden pártfogót azonnal eljutni, de tegyük úgy, hogy ez egy igazán nagyszerű bár.) Minden bővítőkártyához vagy perifériához dedikált adatátviteli sávokkal a teljes számítógép gyorsabban hozzáférhet az alkatrészekhez és tartozékokhoz.

Most, hogy meghosszabbítsuk a deli / bar metaforát, képzeljük el, hogy ezeknek az üléseknek egy része több bártársakat tart fenn csak nekik. Ott jön be a több sáv ötlete.

Élet a gyorsávokban

A PCI-E kezdete óta többször módosult; jelenleg az új alaplapok általában a szabvány 3. változatát használják, a gyorsabb verzió 4 egyre gyakrabban fordul elő, és az 5-ös verzió várhatóan 2019-ben várható. De a különböző módosítások ugyanazokat a fizikai kapcsolatokat használják, és ezek a kapcsolatok négy elsődleges méretben használhatók. : x1, x4, x8 és x16. (x32 port létezik, de rendkívül ritka és általában nem látható a fogyasztói hardveren.)

A különböző méretű kártyák különböző maximális PCI-Express sávokat támogatnak.

A különböző fizikai méretek lehetővé teszik, hogy az alaplaphoz különböző számú egyidejű adatcsatlakozás érhető el: minél nagyobb a port, annál nagyobb a kapcsolat a kártyán és a porton. Ezek a kapcsolatok beszédesen „sávok” néven ismertek, mindegyik PCI-E sáv két jelzőpárból áll, az egyik az adatok küldésére, a másik pedig az adatok fogadására. A PCI-E szabvány különböző módosításai lehetővé teszik a különböző sebességeket minden sávon. Általánosságban elmondható, hogy minél több sáv van egyetlen PCI-E porton és a csatlakoztatott kártyán, annál gyorsabb az adatáramlás a periféria és a számítógép többi része között.

Visszatérve a bar-metaforánkhoz: ha elképzelné, hogy minden egyes pártoló PCI-E eszközként ül a bárban, akkor egy x1 sáv egyetlen csaposként szolgálna egyetlen ügyféllel. De a kijelölt „x4” ülésen ülő védőszentje lenne négy az italokat és az ételeket behozó csaposok, valamint az „x8” ülés nyolc barmérnője lenne az italok számára, és az „x16” ülésen egy tizenhat csaposnak kellene lennie. És most megállunk a bárokról és a csaposokról beszélni, mert szegény metaforikus ivóink veszélyeztetik az alkohol mérgezését.

Milyen perifériák használják melyik portot?

A PCI Express közös 3.0-s verziójú verziója esetén a maximális sávos adatátviteli sebesség nyolc gigatranszfer, egy olyan kifejezés, amely „az összes adatot és az elektronikus többletet egyszerre” jelenti. A valós világban a PCI-E 3. változatának sebessége a következő: egy gigabájt másodpercenként egy sávonként.

Tehát egy olyan eszköz, amely PCI-E x1 portot használ, mint egy kis teljesítményű hangkártya vagy egy Wi-Fi antenna, körülbelül 1 GB / s sebességgel tud adatokat továbbítani a számítógép többi részére. Egy olyan kártya, amely a fizikailag nagyobb x4 vagy x8 nyílásba ütközik, mint az USB 3.0 bővítő kártya, az adatokat négy-nyolcszor gyorsabban tudja átvinni, és akkor is, ha az USB-portok közül kettőnél többet használnak. átviteli sebesség. A PCI-E x16 portok, amelyek elméleti maximuma körülbelül 15 GB / s a ​​3.0-s verziónál, az NVIDIA és az AMD szinte minden modern grafikus kártyájához használatosak..

A legtöbb diszkrét grafikus kártya teljes PCI-E x16 foglalatot használ.

Nincsenek olyan iránymutatások, amelyekkel a bővítőkártyák milyen számú sávot használnak. A grafikus kártyák általában a maximális adatátvitel érdekében használják az x16-at, de természetesen nem kell hálózati kártyát használni az x16 port és a tizenhat teljes sáv használatához, ha Ethernet portja csak egy gigabit / másodperc adatátvitelre képes ( körülbelül egy nyolcad az egyik PCI-E sáv-emlékezet, a nyolc bit egy bájtra. Van egy kis mennyiségű PCI-E-vel felszerelt szilárdtest-meghajtó, amely előnyben részesíti az x4-es portot, de úgy tűnik, hogy az új M.2-es szabvány, amely szintén a PCI-E buszt használhatja. A high-end hálózati kártyák és a rajongók, mint például az adapterek és a RAID vezérlők x4 ​​és x8 formátumú keverékeket használnak.

Ne feledje: a PCI-E port mérete és a sávok nem azonosak

Itt van a PCI-E telepítés egyik zavarosabb része: a port lehet x16-os méretű, de csak annyi adatsáv van, ami sokkal kevésbé gyors, mint az x4. Ez azért van, mert míg a PCI-E alapvetően korlátlan mennyiségű egyedi csatlakozást képes befogadni, még mindig van egy gyakorlati korlát a chipkészlet sávátviteli teljesítményére. Az olcsóbb alaplapok, amelyek több költségvetés-orientált lapkakészletet tartalmaznak, csak egy x8-os nyílásba kerülhetnek, még akkor is, ha az adott slot fizikailag képes egy x16-os kártyára. Eközben a „gamer” alaplapok legfeljebb négy teljes x16-méretű és x16-sávos PCI-E bővítőhelyet tartalmaznak a maximális GPU kompatibilitás érdekében. (Itt részletesebben megvitattuk.)

Ez a lelkes alaplap öt teljes méretű PCI-E x16 bővítőhelyet tartalmaz, de csak kettőjük rendelkezik a 16 teljes sávtal - a többiek x8 és x4.

Nyilvánvaló, hogy ez problémákat okozhat. Ha az alaplapnak két x16-os bővítőhelye van, de egyiküknek csak x4 sávja van, akkor a képzeletbeli új grafikus kártya rossz nyílásba történő csatlakoztatása 75% -kal szűkítheti teljesítményét. Természetesen ez egy elméleti eredmény: az alaplapok architektúrája azt jelenti, hogy nem lát majd ilyen drámai csökkenést. A lényeg az, hogy a megfelelő kártyának a jobb oldali nyílásba kell mennie.

Szerencsére a konkrét PCI-rések sávkapacitását általában a számítógép vagy az alaplap kézikönyvében írják le. Ha nincs a kézikönyved, a sávok száma általában a port melletti alaplap PCB-jére íródik, így:

Ezeken a portokon található címkék a rendelkezésre álló sávokat mutatják: a tetején lévő x1 portnak egy sávja van, de az alábbi x16 port csak négy, annak fizikai mérete ellenére. A PCIEX1_2 azt jelenti, hogy az alaplap második x1 portja.

Továbbá egy rövidebb x1 vagy x4 kártya fizikailag illeszkedik egy hosszabb x8 vagy x16 nyílásba: az elektromos érintkezők kezdeti tűs konfigurációja kompatibilis. A kártya fizikailag kicsit laza lehet, de ha egy PC-tok bővítőhelyeibe kerül, akkor ez több, mint megfelelő. Természetesen, ha a kártya kapcsolatai fizikailag nagyobbak, mint a nyílás, akkor nem helyezhető be.

Ne feledje tehát, hogy a PCI Express bővítőhelyek bővítési vagy frissítési kártyáinak megvásárlásakor figyelembe kell vennie a rendelkezésre álló portok méretét és sávszámait is.

Kép hitel: Newegg, Amazon