Co to jest PCIe 2.0. Jaka jest różnica między PCI Express a PCI? Wpływ liczby linii na przepustowość

Wstęp

Prawo Moore'a mówi, że liczba tranzystorów na chipie krzemowym, którego produkcja jest opłacalna, podwaja się co kilka lat. Ale nie myśl, że szybkość procesora również podwaja się co kilka lat. Jest to powszechne błędne przekonanie wśród wielu użytkowników, a użytkownicy często oczekują wykładniczego skalowania wydajności komputerów.

Jednak, jak zapewne zauważyłeś, topowe procesory na rynku od sześciu lat utknęły między 3 a 4 GHz. A przemysł komputerowy musiał znaleźć nowe sposoby na zwiększenie wydajności obliczeniowej. Najważniejszą z tych metod jest utrzymanie równowagi między komponentami platformy korzystającymi z magistrali PCI Express, otwartego standardu, który umożliwia wymianę informacji przez szybkie karty graficzne, karty rozszerzeń i inne komponenty. A PCI Express jest tak samo ważny dla skalowania wydajności, jak procesory wielordzeniowe. Podczas gdy dwurdzeniowe, czterordzeniowe i sześciordzeniowe procesory mogą być ładowane tylko przez aplikacje zoptymalizowane pod kątem wielowątkowości, każdy program zainstalowany na komputerze współdziała w taki czy inny sposób z komponentami podłączonymi przez PCI Express.

Wielu dziennikarzy i ekspertów spodziewało się, że płyty główne i chipsety nowej generacji PCI Express 3.0 pojawią się w pierwszym kwartale 2010 roku. Niestety problemy z kompatybilnością wsteczną opóźniły PCI Express 3.0, a dziś minęło pół roku, ale wciąż czekamy na oficjalne informacje na temat publikacja nowego standardu.

Rozmawialiśmy jednak z PCI-SIG (Special Interest Group, która jest odpowiedzialna za PCI i PCI Express), co pozwoliło nam uzyskać kilka odpowiedzi.

PCI Express 3.0: plany

Al Yanes, prezes i przewodniczący PCI-SIG oraz Ramin Neshati, przewodniczący PCI-SIG Serial Communications Workgroup, podzielili się swoimi aktualnymi planami dotyczącymi PCI Express 3.0.

23 czerwca 2010 została wydana wersja 0.71 specyfikacji PCI Express 3.0. Yans argumentował, że wersja 0.71 powinna naprawić wszelkie problemy ze zgodnością wsteczną, które spowodowały początkowe opóźnienie. Neshati zauważył, że głównym problemem z kompatybilnością była funkcja „wędrówki DC”, którą wyjaśnił, że PCI Express 2.0 i wcześniejsze urządzenia „nie dawały niezbędnych zer i jedynek”, aby pasowały do ​​interfejsu PCI Express 3.0.

Dzisiaj, po rozwiązaniu problemów z kompatybilnością wsteczną, PCI-SIG jest gotowe do wydania wersji podstawowej wersji 0.9 „pod koniec tego lata”. A za tą podstawową wersją, w czwartym kwartale tego roku spodziewana jest wersja 1.0.

Oczywiście najbardziej intrygującym pytaniem jest, kiedy płyty główne PCI Express 3.0 trafią na sklepowe półki. Neshati zaznaczył, że spodziewa się, iż pierwsze produkty pojawią się w pierwszym kwartale 2011 roku (trójkąt „FYI” na zdjęciu z planem).

Neshati dodał, że nie powinno być żadnych zmian na poziomie krzemu między wersjami 0.9 i 1.0 (czyli wszystkie zmiany będą dotyczyć tylko oprogramowania i firmware), więc niektóre produkty powinny trafić na rynek jeszcze przed pojawieniem się ostatecznej specyfikacji 1.0. Produkty mogą już być certyfikowane na „Listę integratorów” PCI-SIG (trójkąt „IL”), która jest odmianą logo zgodności PCI-SIG.

Neshati żartobliwie nazwał trzeci kwartał 2011 r. datą „Fry's and Buy” (prawdopodobnie odnosząc się do Frys.com, Buy.com lub Best Buy). Oznacza to, że w tym okresie powinniśmy spodziewać się, że w sklepach detalicznych i sklepach internetowych pojawi się duża liczba produktów z obsługą PCI Express 3.0.

PCI Express 3.0: Zaprojektowany z myślą o szybkości

Dla użytkowników końcowych główną różnicą między PCI Express 2.0 a PCI Express 3.0 będzie znaczny wzrost maksymalnej przepustowości. PCI Express 2.0 ma szybkość transmisji sygnału 5 GT/s, czyli przepustowość wynosi 500 MB/s dla każdej linii. Tym samym główne gniazdo graficzne PCI Express 2.0, które zazwyczaj wykorzystuje 16 linii, zapewnia dwukierunkową przepustowość do 8 GB/s.

W przypadku PCI Express 3.0 otrzymamy podwojenie tych wskaźników. PCI Express 3.0 wykorzystuje szybkość sygnalizacji 8 GT/s, co daje przepustowość 1 GB/s na linię. W ten sposób główne gniazdo karty graficznej otrzyma przepustowość do 16 GB / s.

Na pierwszy rzut oka wzrost prędkości sygnału z 5 GT/s do 8 GT/s nie wydaje się podwojenie. Jednak PCI Express 2.0 używa schematu kodowania 8b/10b, w którym 8 bitów danych jest przesyłanych jako 10-bitowe znaki w celu naprawy błędów. W efekcie otrzymujemy 20% redundancję, czyli spadek użytecznej przepustowości.

PCI Express 3.0 przechodzi na znacznie wydajniejszy schemat kodowania 128b/130b, eliminując 20% nadmiarowości. Dlatego 8 GT/s nie jest już prędkością „teoretyczną”; jest to rzeczywista szybkość, porównywalna pod względem wydajności z szybkością sygnału 10 GT / s, jeśli zastosowano zasadę kodowania 8b / 10b.

Zapytaliśmy Yansa o urządzenia, które wymagałyby zwiększenia prędkości. Odpowiedział, że będą to „przełączniki PLX, kontrolery Ethernet 40 Gb/s, InfiniBand, coraz popularniejsze urządzenia półprzewodnikowe i oczywiście karty graficzne”. Dodał: „Nie zabrakło nam innowacji, nie pojawiają się statycznie, są ciągłym strumieniem”, otwierają drogę do dalszych ulepszeń w przyszłych wersjach interfejsu PCI Express.

Analiza: gdzie wykorzystamy PCI Express 3.0?

Urządzenia pamięci masowej

AMD już zintegrowało obsługę SATA 6 Gb/s w swojej ósmej linii chipsetów, a producenci płyt głównych dodają kontrolery USB 3.0. Intel pozostaje trochę w tyle w tej dziedzinie, ponieważ nie obsługuje USB 3.0 ani SATA 6 Gb/s w chipsetach (mamy już wstępne próbki płyt głównych na P67 w naszym laboratorium i obsługują one SATA 6 Gb/s, ale USB 3.0 w tej generacji nie otrzymamy). Jednak, jak wielokrotnie widzieliśmy w konfrontacji między AMD i Intelem, innowacje AMD często inspirują Intela. Biorąc pod uwagę szybkość interfejsu pamięci masowej i urządzeń peryferyjnych nowej generacji, nie ma jeszcze potrzeby przenoszenia żadnej z technologii do PCI Express 3.0. Zarówno w przypadku USB 3.0 (5 Gb/s), jak i SATA 6 Gb/s (nie ma jeszcze napędów, które dotknęłyby granic tego interfejsu) wystarczy jedna linia PCI Express drugiej generacji.

Oczywiście, jeśli chodzi o napędy, interakcja między napędami a sterownikami to tylko część pytania. Wyobraź sobie macierz wielu dysków SSD SATA 6 Gb/s na chipsecie, gdzie macierz RAID 0 może potencjalnie załadować jedną linię PCI Express drugiej generacji, którą większość producentów płyt głównych używa do podłączenia kontrolera. Tak więc, po kilku prostych obliczeniach, możesz zdecydować, czy interfejsy USB 3.0 i SATA 6 Gb/s naprawdę mogą wymagać obsługi PCI Express 3.0.

Jak już wspomnieliśmy, interfejs USB 3.0 daje maksymalną prędkość 5 Gbps. Ale jako standard PCI Express 2.1, USB 3.0 wykorzystuje kodowanie 8b/10b, co oznacza, że ​​rzeczywista prędkość szczytowa wynosi 4 Gb/s. Podziel bity przez osiem, aby przekonwertować je na bajty, a uzyskasz szczytową przepustowość 500 MB / s - dokładnie tyle samo, co pojedyncza linia w obecnym standardzie PCI Express 2.1. SATA 6 Gb/s działa z prędkością 6 Gb/s, ale wykorzystuje również schemat kodowania 8b/10b, który przekłada teoretyczne 6 Gb/s na rzeczywiste 4,8 Gb/s. Ponownie przekonwertuj tę wartość na bajty, a otrzymasz 600 MB / s, czyli 20% więcej niż może zapewnić linia PCI Express 2.0.

Problem polega jednak na tym, że nawet najszybsze obecnie dyski SSD nie mogą w pełni załadować połączenia SATA 3Gb/s. Urządzenia peryferyjne nie zbliżają się do obciążenia interfejsu USB 3.0, to samo można powiedzieć o najnowszej generacji SATA 6Gb/s. Przynajmniej dziś PCI Express 3.0 nie jest konieczny do jego aktywnej promocji na rynku platform. Mamy nadzieję, że wraz z przejściem na pamięć flash NAND trzeciej generacji, szybkość zegara wzrośnie i będziemy dysponować urządzeniami zdolnymi przewyższyć poziom 3 Gb/s portów SATA drugiej generacji.

Karty wideo

Przeprowadziliśmy własne badania dotyczące wpływu przepustowości PCI Express na wydajność kart graficznych - po wprowadzeniu na rynek PCI Express 2.0 , na początku 2010 r. i również ostatnio... Załadowanie przepustowości x16 dostępnej obecnie na płytach głównych PCI Express 2.1 było bardzo trudne. Będziesz potrzebować konfiguracji z wieloma GPU lub ekstremalnie wysokiej klasy karty graficznej na jednym GPU, aby móc odróżnić połączenia x8 i x16.

Poprosiliśmy AMD i Nvidię o komentarz na temat zapotrzebowania na PCI Express 3.0 – czy ta szybka magistrala będzie potrzebna, aby uwolnić pełny potencjał wydajności kart graficznych nowej generacji? Rzecznik AMD powiedział nam, że nie może jeszcze komentować.

Rzecznik Nvidii był bardziej przychylny: "Nvidia odegrała kluczową rolę w branży w opracowywaniu PCI Express 3.0, które powinno podwoić przepustowość standardu obecnej generacji (2.0). Konsumenci i profesjonaliści odniosą korzyści z nowego standardu ze zwiększoną grafiką i mocą obliczeniową wydajność w notebookach, komputerach stacjonarnych, stacjach roboczych i serwerach z procesorami graficznymi.”

Być może kluczową frazę można nazwać „pojawią się aplikacje, które będą mogły z nich korzystać”. Wygląda na to, że w świecie grafiki nic się nie zmniejsza. Wyświetlacze stają się coraz większe, wysokie rozdzielczości zastępują standardową, tekstury w grach stają się bardziej szczegółowe i intrygujące. Dziś nie sądzimy, że nawet najnowsze karty graficzne z najwyższej półki potrzebują 16-liniowego interfejsu PCI Express 3.0. Jednak entuzjaści widzą, jak historia powtarza się rok po roku: postęp technologiczny toruje drogę nowym sposobom wykorzystania „grubszych rur”. Być może będziemy świadkami gwałtownego rozwoju aplikacji, które sprawią, że obliczenia na GPU staną się bardziej powszechne. A może spadek wydajności, który obserwuje się, gdy pamięć karty graficznej wykracza poza granice pamięci, po rozpoczęciu wymiany z pamięci systemowej, nie będzie już tak zauważalny w produktach masowych i tańszych. W każdym razie niedługo zobaczymy innowacje, które PCI Express 3.0 przyniesie AMD i Nvidia.

Połączenia elementów płyty głównej

AMD i Intel zawsze bardzo niechętnie dzielą się informacjami o interfejsach, których używają do komunikacji między komponentami chipsetu lub logicznymi „blokami konstrukcyjnymi” w mostach północ/południe. Wiemy, jak szybko działają te interfejsy, a także, że są zaprojektowane tak, aby nie tworzyć wąskich gardeł, jeśli to możliwe. Czasami wiemy, kto wyprodukował określoną część logiki systemu, na przykład AMD użyło kontrolera SATA w SB600 w oparciu o opracowanie Silicon Logic. Ale technologia wykorzystywana do budowania mostów między komponentami często pozostaje „białymi plamami”. PCI Express 3.0 wydaje się oczywiście bardzo atrakcyjnym rozwiązaniem, podobnie jak interfejs A-Link, z którego korzysta AMD.

Niedawne pojawienie się kontrolerów USB 3.0 i SATA 6 Gb/s na dużej liczbie płyt głównych również pozwala nam ocenić sytuację. Ponieważ chipset Intel X58 nie zapewnia natywnej obsługi żadnej z tych dwóch technologii, firmy takie jak Gigabyte muszą zintegrować kontrolery ze swoimi płytami głównymi, korzystając z dostępnych linii do ich połączenia.

Płyta główna Gigabyte EX58-UD5 nie obsługuje USB 3.0 ani SATA 6 Gb/s. Ma jednak gniazdo x4 PCI Express.

Gigabyte wymienił płytę główną EX58-UD5 na nową X58A-UD5, która ma obsługę dwóch portów USB 3.0 oraz dwóch portów SATA 6Gb/s. Gdzie Gigabyte znalazł przepustowość do obsługi tych dwóch technologii? Firma wzięła PCI Express 2.0 pod jedną linię dla każdego kontrolera, ograniczając możliwości instalacji kart rozszerzeń, ale jednocześnie wzbogacając funkcjonalność płyty głównej.

Poza dodaniem USB 3.0 i SATA 6Gb/s, jedyna zauważalna różnica między dwiema płytami głównymi dotyczy usunięcia gniazda x4.

Czy interfejs PCI Express 3.0, podobnie jak wcześniejsze standardy, umożliwi dodawanie przyszłych technologii i kontrolerów do płyt głównych, których nie będzie w obecnych generacjach chipsetów w formie zintegrowanej? Jak nam się wydaje, tak będzie.

CUDA i obliczenia równoległe

Wkraczamy w erę superkomputerów desktopowych. Nasze systemy są zasilane przez procesory graficzne, zasilacze i płyty główne intensywnie pracujące równolegle, obsługujące do czterech kart graficznych jednocześnie. Technologia CUDA firmy Nvidia przekształca kartę graficzną w narzędzie dla programistów do obliczeń nie tylko w grach, ale także w dziedzinach naukowych i zastosowaniach inżynierskich. Interfejs programowania sprawdził się już doskonale, gdy opracowywanie różnorodnych rozwiązań dla sektora korporacyjnego w tym obrazowanie medyczne, matematykę, poszukiwanie ropy i gazu.

Poprosiliśmy o opinię programistę OpenGL Terry'ego Welsha z Naprawdę zgrabne wygaszacze ekranu o PCI Express 3.0 i obliczeniach na GPU. Terry powiedział nam, że „PCI Express ma dobry start i uwielbiam, że programiści podwajają przepustowość, kiedy tylko chcą – jak w wersji 3.0. Jednak w projektach, nad którymi muszę pracować, nie spodziewam się żadnej różnicy .moja praca jest związana z symulatorami lotu, ale zazwyczaj są one ograniczone wydajnością pamięci i dysku twardego we/wy; magistrala graficzna wcale nie jest wąskim gardłem. Obliczenia na GPU, dla osób wykonujących pracę naukową z dużymi danymi.”

Możliwość podwojenia szybkości przesyłania danych w przypadku intensywnych obliczeń matematycznych z pewnością motywuje rozwój CUDA i Fusion. I to jest jeden z najbardziej obiecujących obszarów nadchodzącego interfejsu PCI Express 3.0.

Każdy gracz z chipsetem Intel P55 może mówić o zaletach i wadach Intel P55 w porównaniu z chipsetem Intel X58. Zaleta: Większość płyt głównych P55 jest bardziej przystępna cenowo niż płyty główne Intel X58 (oczywiście ogólnie). Wada: P55 ma minimalną łączność PCI Express, główne zadanie jest przydzielone procesorom Intel Clarkdale i Lynnfield, które mają 16 linii PCIe drugiej generacji w samym procesorze. Tymczasem X58 może pochwalić się 36 liniami PCI Express 2.0.

W przypadku nabywców P55, którzy chcą korzystać z dwóch kart graficznych, każda z nich będzie musiała być połączona liniami x8. Jeśli chcesz dodać trzecią kartę graficzną do platformy Intel P55, będziesz musiał użyć linii chipsetu - ale niestety są one ograniczone szybkością pierwszej generacji, a chipset może przydzielić maksymalnie cztery linie dla gniazdo rozszerzeń.

Kiedy zapytaliśmy Ala Yansa z PCI-SIG, ile linii można się spodziewać w chipsetach obsługujących PCI Express 3.0 od AMD i Intela, odpowiedział, że są to „prywatne informacje”, których „nie może ujawnić”. Oczywiście nie spodziewaliśmy się odpowiedzi, ale i tak warto było zadać pytanie. Jest jednak mało prawdopodobne, aby firmy AMD i Intel, które wchodzą w skład Rady Dyrektorów PCI-SIG, zainwestowały czas i pieniądze w PCI Express 3.0, gdyby planowały wykorzystać nowy standard PCI Express po prostu jako sposób na zmniejszenie liczby linie. Wydaje nam się, że w przyszłości chipsety AMD i Intel będą nadal segmentować się tak, jak widzimy to dzisiaj, platformy z wyższej półki będą miały wystarczająco dużo opcji, aby podłączyć parę kart graficznych z pełnym interfejsem x16, a chipsety dla rynku masowego będą mieć zmniejszoną liczbę linii.

Wyobraź sobie chipset taki jak Intel P55, ale z dostępnymi 16 liniami PCI Express 3.0. Ponieważ te 16 linii jest dwa razy szybsze niż PCI Express 2.0, otrzymujemy odpowiednik 32 linii starego standardu. W takiej sytuacji to do Intela będzie zależeć na uczynieniu chipsetu kompatybilnym z 3- i 4-kierunkowymi konfiguracjami GPU. Niestety, jak już wiemy, następna generacja chipsetów Intel P67 i X68 będzie ograniczona do obsługi PCIe 2.0 (a procesory Sandy Bridge będą podobnie ograniczone do obsługi 16 linii).

Oprócz obliczeń równoległych CUDA/Fusion, obserwujemy również wzrost możliwości systemów przeznaczonych na rynek masowy ze względu na zwiększoną prędkość komunikacji komponentów PCI Express 3.0 – tutaj też naszym zdaniem kryje się duży potencjał. Bez wątpienia PCI Express 3.0 poprawi możliwości tanich płyt głównych, które były dostępne tylko na platformach z wyższej półki w poprzedniej generacji. A wysokiej klasy platformy z PCI Express 3.0 do ich dyspozycji pozwolą nam ustanawiać nowe rekordy wydajności dzięki innowacjom w grafice, podsystemie pamięci masowej i technologiach sieciowych, które mogą wykorzystać dostępną przepustowość magistrali.

Standard PCI Express to jeden z fundamentów nowoczesnych komputerów. Gniazda PCI Express od dawna zajmują solidne miejsce na każdej płycie głównej komputera stacjonarnego, zastępując inne standardy, takie jak PCI. Ale nawet standard PCI Express ma swoje własne odmiany i różne wzorce połączeń. Na nowych płytach głównych, począwszy od około 2010 roku, na jednej płycie głównej widać całe rozproszenie portów oznaczonych jako PCIE lub PCI-E, które mogą różnić się liczbą wierszy: jeden x1 lub kilka x2, x4, x8, x12, x16 i x32.

Przekonajmy się więc, dlaczego istnieje takie zamieszanie wśród pozornie prostego portu peryferyjnego PCI Express. A jaki jest cel każdego standardu PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 i x32?

Co to jest magistrala PCI Express?

W odległych latach 2000, kiedy miało miejsce przejście ze starzejącego się standardu PCI (ext. - łączenie komponentów peryferyjnych) na PCI Express, ten ostatni miał jedną ogromną zaletę: zamiast magistrali szeregowej, którą było PCI, punkt-to- wykorzystano magistralę dostępową do punktu. Oznaczało to, że każdy pojedynczy port PCI i zainstalowane w nim karty mogły w pełni wykorzystać maksymalną przepustowość bez wzajemnego zakłócania się, tak jak miało to miejsce przy podłączeniu do PCI. W tamtych czasach liczba urządzeń peryferyjnych wkładanych do kart rozszerzeń była ogromna. Karty sieciowe, karty dźwiękowe, tunery telewizyjne i tak dalej — wszystkie wymagały sporej ilości zasobów komputera. Ale w przeciwieństwie do standardu PCI, który używał wspólnej magistrali do przesyłania danych z kilkoma urządzeniami połączonymi równolegle, PCI Express, ogólnie rzecz biorąc, jest siecią pakietową o topologii gwiazdy.

PCI Express x16, PCI Express x1 i PCI na jednej karcie

W kategoriach laika wyobraź sobie swój komputer stacjonarny jako mały sklep z jednym, dwoma sprzedawcami. Stary standard PCI był jak sklep spożywczy: wszyscy czekali w tej samej kolejce do obsługi, doświadczając problemów z szybkością z ograniczonym jednym sprzedawcą przy kasie. PCI-E przypomina bardziej hipermarket: każdy klient podąża swoją indywidualną trasą po zakupy spożywcze, a kilku kasjerów przyjmuje zamówienie przy kasie.

Oczywiście hipermarket jest kilka razy szybszy pod względem szybkości obsługi od zwykłego sklepu, ponieważ sklep nie może sobie pozwolić na przepustowość więcej niż jednego sprzedawcy przy jednym kasie.

Również z dedykowanymi ścieżkami danych dla każdej karty rozszerzeń lub wbudowanych komponentów płyty głównej.

Wpływ liczby linii na przepustowość

Teraz, aby rozwinąć naszą metaforę sklepu i hipermarketu, wyobraź sobie, że każdy dział hipermarketu ma swoich kasjerów, zarezerwowanych tylko dla nich. Tu właśnie pojawia się idea wielu torów transmisji danych.

PCI-E przeszło wiele zmian od samego początku. Obecnie nowe płyty główne zwykle korzystają już z wersji 3 standardu, przy czym szybsza wersja 4 staje się coraz bardziej powszechna, a wersja 5 jest oczekiwana w 2019 roku. Ale różne wersje wykorzystują te same połączenia fizyczne, a połączenia te mogą być wykonane w czterech podstawowych rozmiarach: x1, x4, x8 i x16. (porty x32 istnieją, ale są niezwykle rzadkie na płytach głównych zwykłych komputerów).

Różne rozmiary fizyczne portów PCI-Express pozwalają nam wyraźnie podzielić je według liczby jednoczesnych połączeń z płytą główną: im większy jest fizycznie port, tym więcej maksymalnych połączeń może przenieść na kartę lub odwrotnie. Związki te są również nazywane linie... Jedną linię można traktować jako ścieżkę składającą się z dwóch par sygnałów: jednej do wysyłania danych, a drugiej do odbioru.

Różne wersje standardu PCI-E pozwalają na różne prędkości na każdej linii. Ale ogólnie rzecz biorąc, im więcej linii znajduje się na pojedynczym porcie PCI-E, tym szybciej dane mogą przepływać między urządzeniem peryferyjnym a resztą komputera.

Wracając do naszej metafory: jeśli mówimy o jednym sprzedawcy w sklepie, to strip x1 będzie jedynym sprzedawcą obsługującym jednego klienta. Sklep z 4 kasjerami ma już 4 linie x4... I tak dalej, możesz opisać kasjerów liczbą linii, mnożąc przez 2.

Różne karty PCI Express

Typy urządzeń korzystających z PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 i x32

W przypadku wersji PCI Express 3.0 całkowita maksymalna szybkość przesyłania danych wynosi 8 GT / s. W rzeczywistości prędkość dla wersji PCI-E 3 jest nieco mniejsza niż jeden gigabajt na sekundę na linię.

Tym samym urządzenie korzystające z portu PCI-E x1, takie jak karta dźwiękowa o małej mocy czy antena Wi-Fi, będzie w stanie przesyłać dane z maksymalną prędkością 1 Gb/s.

Karta, która fizycznie mieści się w większym gnieździe — x4 lub x8 Na przykład karta rozszerzeń USB 3.0 może przesyłać dane odpowiednio cztery lub osiem razy szybciej.

Szybkość transferu portów PCI-E x16 jest teoretycznie ograniczona przez maksymalną przepustowość około 15 Gbps. To więcej niż wystarczająco w 2017 roku dla wszystkich nowoczesnych kart graficznych opracowanych przez NVIDIA i AMD.

Większość oddzielnych kart graficznych korzysta z gniazda PCI-E x16

PCI Express 4.0 pozwala na wykorzystanie 16 GT/s, a PCI Express 5.0 na 32 GT/s.

Ale obecnie nie ma komponentów, które mogłyby wykorzystać tak wiele linii z maksymalną przepustowością. Nowoczesne karty graficzne z najwyższej półki zazwyczaj korzystają ze standardu x16 PCI Express 3.0. Nie ma sensu używać tych samych linii dla karty sieciowej, która będzie używać tylko jednej linii na porcie x16, ponieważ port Ethernet jest w stanie przesyłać dane tylko do jednego gigabita na sekundę (co stanowi około jednej ósmej przepustowości jednej linii PCI-E - pamiętaj: osiem bitów w jednym bajcie).

Na rynku można znaleźć dyski SSD PCI-E obsługujące port x4, ale wydaje się, że wkrótce zostaną one wyparte przez szybko rozwijający się nowy standard M.2. dla dysków półprzewodnikowych, które mogą również korzystać z magistrali PCI-E. Wysokiej klasy karty sieciowe i sprzęt dla entuzjastów, taki jak kontrolery RAID, wykorzystują mieszankę formatów x4 i x8.

Rozmiary portów i linii PCI-E mogą się różnić

Jest to jedno z najbardziej mylących zadań dla PCI-E: port może być wykonany w formacie x16, ale ma niewystarczającą przepustowość do przesyłania danych, na przykład tylko x4. Dzieje się tak, ponieważ chociaż PCI-E może obsługiwać nieograniczoną liczbę pojedynczych połączeń, nadal istnieje praktyczny limit przepustowości chipsetu. Tańsze płyty główne z bardziej budżetowymi chipsetami mogą mieć tylko jedno gniazdo x8, mimo że to gniazdo może fizycznie pomieścić kartę x16.

Ponadto płyty główne zorientowane na graczy zawierają do czterech pełnych gniazd PCI-E z x16 i taką samą liczbą linii dla maksymalnej przepustowości.

Oczywiście może to powodować problemy. Jeśli płyta główna ma dwa gniazda x16, ale jedno z nich ma tylko paski x4, to podłączenie nowej karty graficznej obniży wydajność pierwszego aż o 75%. To oczywiście tylko teoretyczny wynik. Architektura płyt głównych jest taka, że ​​nie zobaczysz dramatycznego spadku wydajności.

Prawidłowa konfiguracja dwóch kart graficznych wideo powinna wykorzystywać dokładnie dwa gniazda x16, jeśli chcesz uzyskać maksymalny komfort z tandemu dwóch kart wideo. Aby dowiedzieć się, ile linii na płycie głównej ma dane gniazdo, pomoże instrukcja obsługi w biurze. strona producenta.

Czasami producenci zaznaczają nawet liczbę linii na płytce drukowanej płyty głównej obok gniazda

Należy pamiętać, że krótsza karta x1 lub x4 może fizycznie zmieścić się w dłuższym gnieździe x8 lub x16. Umożliwia to konfiguracja styków styków elektrycznych. Oczywiście, jeśli karta jest fizycznie większa niż gniazdo, włożenie jej nie będzie działać.

Dlatego pamiętaj, kupując karty rozszerzeń lub modernizując obecne, zawsze musisz pamiętać zarówno o rozmiarze gniazda PCI Express, jak i liczbie wymaganych linii.

"Obława1908„Obsługa przez płytę główną nowego standardu PCI Express v.3.0 nie jest tak naprawdę jej przewagą nad konkurencją.” Zasadniczo otrzymujemy to w PCI Express 3.0, w rzeczywistości nie ma to realnych zalet i nie zwiększy szybkości w nowoczesnych grach. wtedy nikt tego nie potrzebuje i nie jest zainteresowany, nie ma zysku, co oznacza, że ​​jest do bani, ale oprócz funkcji gier standardu PCI Express v.3.0 ma inne funkcje, w szczególności USB 3.0 zależy bezpośrednio od płyta główna z funkcją obsługi PCI Express 3.0, sami mówią, że Cóż, obecność dwóch lub czterech portów USB 3.0 w komputerze, według dzisiejszych standardów, jest po prostu konieczna, 3.0 jest znacznie szybszy niż 2.0, wielu przetestowało to w praktyce 3.0 jest potrzebny, wiele najnowszych technologii jest związanych z tym konkretnym standardem.Dlaczego ktokolwiek miałby odmówić posiadania takiej listy na płycie głównej!
SupremeFX IV
Doskonały dźwięk
Ta płyta główna posiada wysokiej jakości system audio oparty na wbudowanej karcie dźwiękowej SupremeFX IV, oznaczonej na PCB specjalną kreską. Kondensatory o dużej pojemności i ekranowanie elektromagnetyczne zapewniają najwyższą jakość dźwięku. Ponadto SupremeFX IV zawiera dedykowany wzmacniacz słuchawkowy.

Pierwsza gra ii
Oparta na cFos Traffic Shaping, GameFirst II pomaga w ustalaniu priorytetów wykorzystania przepustowości Internetu przez różne aplikacje. Po otrzymaniu najwyższego priorytetu gry online będą działać tak szybko, jak to możliwe, bez irytujących „opóźnień”, a inne aplikacje internetowe o niskim priorytecie korzystania z kanału internetowego nie będą im przeszkadzać. Dostęp do tej funkcji zapewnia przyjazny dla użytkownika interfejs graficzny w stylu ROG.

Kontroler Gigabit Ethernet
Kontrolery sieciowe Intel są znane ze stabilnej i wydajnej pracy przy niskim obciążeniu procesora.

Adapter MPCIe Combo i kontroler Wi-Fi / Bluetooth 4.0
Aby zaoszczędzić na głównych gniazdach rozszerzeń, ta płyta główna została wyposażona w specjalne gniazdo dodatkowe z adapterem mPCIe Combo, do którego można podłączyć urządzenia z mSATA (np. dysk SSD) i mPCIe (przejściówki bezprzewodowe Wi-Fi, 3G / 4G, GPS itp.) .). Co więcej, w pakiecie znajduje się już karta mPCIe z obsługą Wi-Fi 802.11 a/b/g/n oraz Bluetooth 4.0.

System chłodzenia termicznego Fusion
Do chłodzenia elementów systemu zasilania na tej płycie głównej zastosowano specjalną chłodnicę ROG Fusion Thermo, która składa się z miedzianego bloku wodnego, masywnych radiatorów i rurki cieplnej. Dzięki temu może być stosowany jako część systemu chłodzenia cieczą, a także do konwencjonalnego chłodzenia za pomocą wentylatorów. > Dowiedz się więcej
ROG Połącz

Podkręcanie i podkręcanie interfejsu ROG Connect
Dzięki funkcji ROG Connect możesz monitorować stan swojego komputera i regulować jego parametry w czasie rzeczywistym za pomocą laptopa, podłączając go do głównego systemu za pomocą kabla USB.

Extreme Engine Digi + II
Cyfrowy system zasilania o wysokiej wydajności
System zarządzania energią Extreme Engine Digi + II jest bardzo wydajny dzięki zmiennej częstotliwości PWM cyfrowych regulatorów napięcia w procesorze i pamięci. Wykorzystuje również wysokiej jakości japońskie kondensatory. Niezawodny i wydajny system zasilania to klucz do udanego przetaktowania!

ROG CPU-Z
Nowe oblicze słynnego użytkowego
ROG CPU-Z to dostosowana wersja dobrze znanego narzędzia informacyjnego z CPUID. Zapewnia taką samą funkcjonalność i dokładność danych systemowych jak oryginał, ale ma unikalny interfejs w stylu Republic of Gamers. Dzięki ROG CPU-Z możesz uzyskać pełne informacje o procesorze i niektórych innych podzespołach Twojego komputera.

Technologie multi-GPU
LucidLogix Virtu MVP
Wysoka prędkość w aplikacjach graficznych
Technologia LucidLogix Virtu MVP to oprogramowanie systemu Windows 7, które automatycznie przełącza się między rdzeniem graficznym w układzie a osobną grafiką. Przełączając dyskretną kartę graficzną w tryb uśpienia w tych momentach, w których jej zasoby nie są potrzebne, osiąga się oszczędność energii, zmniejsza się poziom hałasu z komputera i temperatura wewnątrz jednostki systemowej, co przyczynia się do korzystniejszego trybu działanie wszystkich komponentów. Ponadto możesz użyć zintegrowanej grafiki do przyspieszenia głównej karty graficznej, co może zwiększyć wydajność nawet o 60% (zmierzono w testach porównawczych 3DMark Vantage). Warto również zauważyć, że technologia ta jest w pełni kompatybilna z funkcją transkodowania wideo Intel Quick Sync 2.0.

Jeśli chodzi o jakiekolwiek interfejsy w kontekście systemów komputerowych, należy bardzo uważać, aby nie „napotkać” niekompatybilnych interfejsów dla tych samych komponentów w systemie.

Na szczęście, jeśli chodzi o interfejs PCI-Express do podłączenia karty graficznej, praktycznie nie będzie problemów z niekompatybilnością. W tym artykule przeanalizujemy to bardziej szczegółowo, a także porozmawiamy o tym, czym dokładnie jest ten PCI-Express.

Do czego służy PCI-Express i do czego służy?

Zacznijmy jak zwykle od samych podstaw. Interfejs PCI-Express (PCI-E) Czy środek interakcji, w tym kontekście, składający się z kontrolera magistrali i odpowiedniego gniazda (rys. 2) włączony? płyta główna (podsumowując).

Ten wysokowydajny protokół jest używany, jak wspomniano powyżej, do podłączenia karty graficznej do systemu. W związku z tym na płycie głównej znajduje się odpowiednie gniazdo PCI-Express, w którym zainstalowana jest karta wideo. Wcześniej karty graficzne były podłączane przez interfejs AGP, ale kiedy ten interfejs, mówiąc wprost: „już nie wystarczał”, na ratunek przyszedł PCI-E, którego szczegółowe cechy omówimy teraz.

Rysunek 2 (gniazda PCI-Express 3.0 na płycie głównej)

Główne cechy PCI – Express (1.0, 2.0 i 3.0)

Pomimo tego, że nazwy PCI i PCI-Express są bardzo podobne, zasady połączenia (interakcji) są zasadniczo różne. W przypadku PCI-Express wykorzystywana jest linia - dwukierunkowe połączenie szeregowe, punkt-punkt, tych linii może być kilka. W przypadku kart graficznych i płyt głównych (nie bierzemy pod uwagę Cross Fire i SLI) obsługujących PCI-Express x16 (czyli większości) można łatwo domyślić się, że jest 16 takich linii (rys. 3), dość często na płytach głównych z PCI-E 1.0 można było zobaczyć drugie gniazdo x8, do pracy w trybach SLI lub Cross Fire.

Cóż, w PCI urządzenie łączy się ze wspólną 32-bitową szyną równoległą.

Ryż. 3. Przykład slotów z różną liczbą linii

(jak wspomniano wcześniej, x16 jest najczęściej używany)

W przypadku interfejsu przepustowość wynosi 2,5 Gb/s. Potrzebujemy tych danych do śledzenia zmian tego parametru w różnych wersjach PCI-E.

Co więcej, wersja 1.0 ewoluowała w PCI-E 2.0... W wyniku tej transformacji uzyskaliśmy dwukrotnie większą przepustowość, czyli 5 Gb/s, ale chciałbym zauważyć, że karty graficzne nie zyskały szczególnie na wydajności, ponieważ jest to tylko wersja interfejsu. Większość wydajności zależy od samej karty graficznej, wersja interfejsu może tylko nieznacznie poprawić lub spowolnić transfer danych (w tym przypadku nie ma „hamowania” i jest dobry margines).

W ten sam sposób w 2010 roku z pewnym marginesem opracowano interfejs PCI-E 3.0, w tej chwili jest używany we wszystkich nowych systemach, ale jeśli nadal masz 1.0 lub 2.0, nie martw się - poniżej omówimy względną kompatybilność wsteczną różnych wersji.

W PCI-E 3.0 przepustowość została podwojona w porównaniu do 2.0. Wprowadzono tam również wiele zmian technicznych.

Oczekuje się, że urodzi się do 2015 r. PCI-E 4.0, co absolutnie nie jest zaskoczeniem dla dynamicznej branży IT.

No dobrze, skończmy z tymi wersjami i numerami przepustowości i poruszymy bardzo ważną kwestię wstecznej kompatybilności różnych wersji PCI-Express.

Wstecznie kompatybilny PCI-Express 1.0, 2.0 i 3.0

To pytanie niepokoi wielu, zwłaszcza gdy wybór karty graficznej dla obecnego systemu. Skoro jesteś zadowolony z systemu z płytą główną obsługującą PCI-Express 1.0, istnieją wątpliwości, czy karta graficzna z PCI-Express 2.0 lub 3.0 będzie działać poprawnie? Tak, przynajmniej tak będzie dla twórców, którzy dostarczyli tę obietnicę kompatybilności. Jedyną rzeczą jest to, że karta graficzna nie będzie w stanie w pełni ujawnić się w całej okazałości, ale straty wydajności w większości przypadków będą nieznaczne.

Wręcz przeciwnie, możesz bezpiecznie zainstalować karty graficzne z interfejsem PCI-E 1.0 w płytach głównych obsługujących PCI-E 3.0 lub 2.0, tutaj nic nie jest ograniczone, więc bądź spokojny o kompatybilność. Jeśli oczywiście wszystko jest w porządku z innymi czynnikami, na przykład niewystarczająco mocny zasilacz itp.

Ogólnie rzecz biorąc, omówiliśmy dość szczegółowo PCI-Express, co pozwoli pozbyć się wielu niejasności i wątpliwości dotyczących kompatybilności i zrozumienia różnic w wersjach PCI-E.