pci express-kaarten. PCI, PCI Express-bussen en hun onbetwiste succes

PCI- nadrukkelijk (PCIe,PCI-e)- seriële, universele bus voor het eerst onthuld 22 juli 2002 van het jaar.

Is een algemeen, verenigend een bus voor alle knooppunten van het moederbord, waarin alle apparaten die erop zijn aangesloten aangrenzend zijn. Kwam om een ​​verouderde band te vervangen PCI en zijn variaties AGP, vanwege de toegenomen eisen aan busbandbreedte en de onmogelijkheid voor redelijke middelen om de snelheidsprestaties van laatstgenoemde te verbeteren.

De band gedraagt ​​zich als schakelaar door simpelweg te signaleren van het ene punt naar het andere zonder het te veranderen. Hierdoor kan, zonder duidelijk snelheidsverlies, met minimale wijzigingen en fouten een signaal verzenden en ontvangen.

Gegevens op de bus gaan simplex(full duplex), d.w.z. gelijktijdig in beide richtingen met dezelfde snelheid, en signaal langs de lijnen stroomt continu, zelfs wanneer het apparaat is uitgeschakeld (als een constante stroom of een bitsignaal van nullen).

Synchronisatie gebouwd volgens de redundante methode. Dat wil zeggen, in plaats van 8 bits informatie wordt verzonden 10 bits, waarvan er twee zijn officieel (20% ) en in een bepaalde volgorde serveren bakens voor synchronisatie klokgeneratoren of fout detectie. Daarom is de aangegeven snelheid voor één regel in 2,5 Gbps, gaat eigenlijk over 2,0 Gbps echt.

Voeding elk apparaat op de bus, afzonderlijk geselecteerd en geregeld met behulp van technologie ASPM (Energiebeheer in actieve toestand). Hiermee kunt u, wanneer het apparaat inactief is (zonder signaal) onderschat zijn klokgenerator en zet de bus op verminderd stroomverbruik. Als er gedurende enkele microseconden geen signaal wordt ontvangen, beschouwd als inactief en schakelt over naar de modus verwachtingen(tijd is afhankelijk van het type apparaat).

Snelheidskenmerken in twee richtingen PCI- Express 1.0 :*

1 x PCI-E~ 500 Mbps

4x PCI-E~ 2 Gbps

8 x PCI-E~ 4 Gbps

16x PCI-E~ 8 Gbps

32x PCI-E~ 16 Gbps

*De gegevensoverdrachtsnelheid in één richting is 2 keer lager dan deze indicatoren

15 januari 2007 PCI-SIG heeft een bijgewerkte specificatie uitgebracht genaamd PCI Express 2.0

De belangrijkste verbetering was in 2 keer hogere snelheid dataoverdracht ( 5,0 GHz, tegen 2,5 GHz in de oude versie). Er zijn ook verbeteringen aangebracht punt-naar-punt communicatieprotocol(punt-naar-punt), afgerond softwarecomponent en toegevoegd systeem programma monitoring voor bandensnelheid. Tegelijkertijd heeft het bewaard compatibiliteit met protocolversies PCI-E 1.x

In de nieuwe versie van de standaard ( PCI-Express 3.0 ), zal de belangrijkste innovatie zijn: aangepast coderingssysteem: En synchronisatie. In plaats van 10 bits systemen ( 8 bits informatie, 2 bits officieel), is van toepassing 130 bit (128 bit informatie, 2 bits officieel). Dit zal verminderen verliezen in snelheid van 20% tot ~1,5%. Wordt ook opnieuw ontworpen synchronisatie-algoritme: zender en ontvanger, verbeterd PLL(fasevergrendelde lus).Transmissiesnelheid: zal naar verwachting toenemen 2 keer(vergeleken bij PCI-E2.0), waarin compatibiliteit blijft met eerdere versies PCI-Express.

Welke connectoren zitten er op het moederbord en waar zijn ze voor. Dat leer je in dit artikel.

CPU-socket of socket

De processorsocket is een grote rechthoekige socket. Deze connector bevindt zich in de regel aan de bovenkant van het bord.

Er zijn verschillende soorten connectoren. Om een ​​processor op een moederbord te kunnen installeren, moet deze compatibel zijn met de socket op het bord.

Er zijn gevallen waarin het sockettype van de processor en het bord hetzelfde zijn, maar het bord ondersteunt dit processormodel niet. Hierdoor zal zo'n combinatie van moederbord en processor niet werken.

processorsocket of socket

Moderne processors van Intel gebruiken de volgende soorten sockets:

• stopcontact 1150
• stopcontact 1155
• stopcontact 1356
• stopcontact 1366
• stopcontact2011

Moderne processors van AMD gebruiken de volgende soorten sockets:

• StopcontactAM3
• stopcontact AM3+
• Contactdoos FM1
• Contactdoos FM2

Connectoren voor het installeren van RAM of slots

De RAM-sleuven zijn lange, verticale sleuven die zich aan de rechterkant of aan weerszijden van de processor bevinden. Moderne RAM-sockets op het moederbord zijn van het DDR3-type.

Oudere moederborden kunnen DDR2- of DDR1-sockets gebruiken. Al deze typen zijn niet compatibel met elkaar. Daarom zal het installeren van DDR3 in een DDR2-slot niet werken.

PCI Express-connectoren

PCI Express-slots zijn slots op het moederbord die zijn ontworpen om extra kaarten te installeren. Deze connectoren bevinden zich aan de onderkant van het moederbord.

PCI Express-connectoren

Er zijn verschillende soorten PCI Express-connectoren: PCI Express x1, PCI Express x4 en PCI Express x16. In de meeste gevallen wordt het PCI Express x16-slot gebruikt om videokaarten te installeren en worden de overige slots gebruikt om andere uitbreidingskaarten, zoals geluidskaarten, te installeren.

Er zijn drie versies van PCI Express. Dit zijn PCI Express 1.0, PCI Express 2.0 en PCI Express 3.0. Al deze versies zijn volledig compatibel. Hierdoor kunnen nieuwe PCI Express 3.0-apparaten op oudere PCI Express 1.0-moederborden worden geïnstalleerd. De enige beperking is de gegevensoverdrachtsnelheid. Wanneer u een nieuw apparaat installeert in een oudere versie van PCI Express, werkt het apparaat met de snelheid van de oude versie van PCI Express.

Het PCI slot is de oude connector voor het aansluiten van uitbreidingskaarten. Nu wordt het praktisch niet gebruikt en is het alleen op sommige moederborden geïnstalleerd.

Het PCI-slot bevindt zich aan de onderkant van het moederbord, naast de PCI Express-slots.

SATA-connectoren zijn connectoren die zijn ontworpen om harde schijven, SSD-schijven en schijfstations aan te sluiten.

Deze connectoren bevinden zich aan de onderkant van het moederbord en zijn in de meeste gevallen rood gekleurd.

Er zijn drie versies van SATA, dit zijn SATA 1.0, SATA 2.0 en SATA 3.0. Al deze versies zijn volledig compatibel en verschillen alleen in snelheid van gegevensoverdracht. SATA 1.0 is 1.5Gb/s, SATA 2.0 is 3Gb/s en SATA 3.0 is 6Gb/s.

De voedingsconnector van het moederbord bevindt zich rechts van het RAM-geheugen. Deze kan uit 20, 24 of 28 pinnen bestaan.

Sluit de voeding van de voeding aan op deze connector.

In contact met

PCI Express werd geboren op 22 juli 2002. Intel Corporation werd de maker, op die dag kwam de technische documentatie beschikbaar. Tot nu toe had de "bus" in de ontwikkelingsfase de aanduiding 3GIO (derde generatie input-output). Deze twee namen werden gebrandmerkt door de PCI SIG (de organisatie die nu deze standaard promoot).

PCIe is een krachtige point-to-point-verbinding die de PCI-bus heeft vervangen (lees als PiSiAi). Fysiek anders daarin gebruikt geen common speciale lijnen voor communicatie met de processor, maar heeft zijn eigen, voor elk aangesloten apparaat. signaal transmissie spanning: bedraagt ​​0,8 volt. Elk kanaal vertegenwoordigt twee fysieke geleiders (vier contacten). Bij het uitzenden van informatie worden acht bits gecodeerd door tien, wat een goede bescherming biedt tegen interferentie.

Het gemeenschappelijke programmamodel is gerelateerd aan zijn voorganger. Voor gegevensoverdracht, die in dit geval sequentieel wordt uitgevoerd, wordt een fysiek protocol met een grote bandbreedte gebruikt. Wordt gebruikt om hoogwaardige randapparatuur aan te sluiten. De rol van een lokaal gegevensuitwisselingskanaal werd toegewezen aan de pseudobus.

Verschillen tussen PCI Express en PCI

PCI is in de eerste plaats een bus, dat wil zeggen een gemeenschappelijk kanaal dat wordt gedeeld door alle apparaten die erop zijn aangesloten. En PCI Express - want elk apparaat heeft zijn eigen paden, die fysiek zijn ontworpen. Continuïteit van de digitale structuur van informatieoverdracht vereenvoudigt aanpassing bestaande producten die eerder werden geproduceerd om met een oude band te werken. In de productie blijkt het voldoende om kleine aanpassingen in het ontwerp te maken en kun je dezelfde variëteit produceren, maar dan met een nieuwe interface.

Werkingsprincipe, compatibiliteit:

Omdat het tweerichtingsverkeer is, is de verbinding verzendt gegevens opeenvolgend in batchmodus. De doorvoer is in elk geval afhankelijk van de implementatie. PCI Express wordt geleverd met één (1x), twee of meer transportbanen (2x, 4x, 6x, 8x, 12x, 16x, 32x), die de lengte van het slot op het moederbord bepalen. Het is typisch dat de apparatuur met elk van hen kan werken, maar uitbreidingskaarten die zijn aangepast voor serieuze snelheden, passen fysiek niet in minder productieve slots, omdat ze gewoon niet even groot zijn. Hoewel daarentegen minder productieve uitbreidingskaarten met korte contactgroepen gemakkelijk in grote passen en correct werken.

In de tabel hebben we een samenvattende tabel van de verhouding gegeven aantal lijnen en bandbreedte:

Nu beschikbaar meerdere specificaties banden:

• PCI Express 1.0 en 1.1. De eerste en minst productieve oplossingen die nu praktisch niet worden gebruikt. Ze worden opgeslagen op oude planken die nog steeds in gebruik zijn.
• 2.0. Alle prestatiebepalende eigenschappen zijn verwerkt en verbeterd, logische protocollen zijn verbeterd, het communicatiebeheer is volledig geoptimaliseerd en de automatische detectie van plug-ins is verbeterd.
• Externe kabelspecificatie:PCIe. Hiermee kunt u apparatuur aansluiten met een kabel tot 10 m lang.
• 2.1. Een tussenliggende analoog van 2.0 met enkele geavanceerde functies die voorafgingen aan de komst van 3.0.
• 3.0. Dankzij het nieuwe 128b/130b-encryptiesysteem zijn nu snelheden van 8 gigatransacties per seconde (GT/s) beschikbaar. Het verschil tussen pci 2.0 en 3.0 zit dus in de codering en de snelheid van gegevensoverdracht.
• 4.0. De norm is onlangs goedgekeurd - 10/5/2017. In vergelijking met de vorige is de snelheid verdubbeld. Individuele indicatoren geassocieerd met virtualisatie zijn toegenomen, de overdracht van datapakketten is geoptimaliseerd.
• 5.0. Voorlopig staat de release gepland voor winter-lente 2019. Er is uitgebreide ondersteuning aangekondigd voor applicaties die virtual reality visualiseren.

Bestaande connectoren en typen poorten

Er zijn veel aansluitpoorten voor een interface. Laten we eens kijken naar enkele van de meest voorkomende:

• MiniPCI-E (M.2). Gemeenschappelijke bus voor enkele van de meest voorkomende computerprotocollen en x1- en x4 PCIe-interface-apparaten.
• Express Card. Gelijkaardige connector, maar met een buspin alleen voor x1 PCIe.
• AdvancedTCA, MicroTCA - poorten voor communicatieapparatuur.
• MobilePCIExpressModule (MXM) is NVIDIA's ontwikkeling voor het aansluiten van videokaarten.
• StackPC - voor het maken van supercomputers, waarmee u computerapparaten kunt schalen.

Hoe de PCI Express-versie op het moederbord te achterhalen?

Meestal geschreven in de buurt van de sleuf zelf op het moederbord, maar kan elders worden toegepast. Vaker schrijf op het pakket: moederbord en vermeld in de handleiding. U kunt naar de officiële website gaan en het serienummer van het moederbord invoeren in de zoekopdracht, of proberen de specificatie op naam en revisie (variëteit) te zoeken.

De meest voorkomende randapparatuur voor de meest productieve x16-slots zijn videokaarten en ssd-schijven. Niet zeldzaam zijn controllers zoals extra USB-, SATA- en vergelijkbare high-speed poorten of verschillende adapters, zoals geluid, muziekkaarten, wifi-modules.

videokaart

HDD

Draadloze adapter

PCI Express-pinout

Het is gemakkelijker om de locatie van de uitgangen van communicatielijnen uitputtend weer te geven aan de hand van het voorbeeld van de lijnen van de grootste en snelste poort.

PCI-Express 16x slot pingroep apparaat:

De PCIe-verbinding heeft zijn waarde bewezen. Het voldoet aan alle moderne eisen voor de snelheid van informatieoverdracht en stabiliteit van het werk. Bezitten enorm potentieel modernisering stelt u in staat om de compatibiliteit van tal van apparaten van verschillende generaties te behouden: controllers, adapters. Bovendien dient het als een breed kanaal dat toenemende rekenkracht mogelijk maakt. De telecommunicatiesector is een bijzondere en onverwachte plaats van toepassing van deze technologie geworden.

Geïntroduceerd in 2002, dit: soort vervoer data is nog steeds de meest relevante, wijdverbreide, voortdurend in ontwikkeling en nog steeds veelbelovend.

1. Hallo! Leg het verschil in bandbreedte tussen PCI Express 3.0 x16 en PCI Express 2.0 x16 uit. Er zijn nog wel moederborden met PCI Express 2.0 x16 interface te koop. ik ben met Ik zal de videoprestaties verliezen als ik een nieuwe interface-videokaart installeerPCI Express 3.0 naar een computer met een moederbord, waar alleen een connector isPCIe 2.0? Ik denk dat ik zal verliezen, omdat het totaalbaudrate PCI Express 2.0 heeft - 16 GB / s, en het totaalPCI Express 3.0-gegevensoverdrachtsnelheid is twee keer zo snel - 32GB/sec.
2. Hallo! Ik heb een computer met een krachtige maar niet nieuwe Intel Core i7 2700K-processor en een moederbord met een PCI Express 2.0-slot. Vertel me, als ik een nieuwe PCI Express 3.0 interface-videokaart koop, dan zal deze videokaart twee keer zo traag werken als met een moederbord met een connector PCI-Express 3.0? Betekent dit dat ik van computer moet veranderen?
3. Gelieve deze vraag te beantwoorden. Mijn moederbord heeft twee connectoren: PCI Express 3.0 en PCI Express 2.0, maar in de connector PCI Express 3.0 nieuwe grafische kaart PCI Express 3.0 niet klimt, interfereert de Southbridge-radiator. Als ik een videokaart installeerPCI-E 3.0 per sleuf PCI-E 2.0, zal mijn videokaart slechter presteren dan wanneer deze in een PCI Express 3.0-slot zou zijn geïnstalleerd?
4. Hallo, ik wil een gebruikt moederbord van een vriend kopen voor tweeduizend roebel. Drie jaar geleden kocht hij het voor 7.000 roebel, maar ik ben in de war door het feit dat het een slot heeft voor een interface-videokaart PCI-E 2.0, en ik heb een videokaartPCI-E 3.0. Draait mijn grafische kaart op dit moederbord op volle capaciteit of niet?

Hallo vrienden! Tot op heden kunt u in de uitverkoop moederborden vinden met een slot voor het installeren van PCI Express 2.0 x16 videokaarten, en PCI Express 3,0x16. Hetzelfde kan gezegd worden over grafische adapters, er zijn videokaarten met een interface PCI-E 3.0, evenals PCI-E 2.0. Als je kijkt naar de officiële specificaties van de PCI Express 3.0 x16 en PCI Express 2.0 x16 interfaces, dan kom je erachter dat de totale gegevensoverdrachtsnelheid van PCI Express 2.0 is:- 16 GB / s, en PCI Express 3.0 is twee keer zo groot -32GB/sec. Ik zal niet ingaan op de bijzonderheden van deze interfaces en u vertellen dat er zo'n groot verschil is ingegevensoverdrachtsnelheid is alleen in theorie zichtbaar, maar in de praktijk is deze erg klein.Als u artikelen over dit onderwerp op internet leest, dan:u zult tot de conclusie komen dat moderne PCI Express 3.0-interfacevideokaarten met dezelfde snelheid werken in PCI Express 3.0 x16- en PCI Express 2.0 x16-slots, en verschil in doorvoertussen PCI-E 3.0 x16 en PCI-E 2.0 x16 is slechts 1-2% prestatieverlies van de videokaart. Dat wil zeggen, het maakt niet uit in welk slot je de videokaart installeert, in PCI-E 3.0 of PCI-E 2.0, alles werkt op dezelfde manier.

Maar helaas zijn al deze artikelen in 2013 en 2014 geschreven en waren er toen nog geen games zoals Far Cry Primal, Battlefield 1 en andere nieuwe producten die in 2016 verschenen. Ook uitgebracht in 2016 familie van NVIDIA 10-serie GPU's, zoals GeForce GTX 1050 en GeForce GTX 1050 Ti grafische kaarten, en zelfs GTX 1060. Mijn experimenten met nieuwe games en nieuwe videokaarten toonden aan dat het voordeel van de PCI-E 3.0-interface overPCI-E 2.0 is niet langer 1-2%, maar gemiddeld 6-7%. Wat is interessant als de videokaart van een lagere klasse is dan? GeForce GTX 1050 , dan is het percentage lager (2-3%) , en als vice versa, dan meer - 9-13%.

Dus in mijn experiment gebruikte ik een videokaart GeForce GTX 1050 PCI-E 3.0 interface en moederbord met sockets PCI Express 3.0 x16 en PCI Express 2.0 x16.

H grafische instellingen in games zijn altijd maximaal.

1. Spel FAR CRY PRIMAL. Koppel PCI-E 3.0 toonde een voordeel ten opzichte van PCI-E 2.0 als altijd hoger met 4-5 frames, wat ongeveer . is 4 % %.
2. Battlefield 1 spel. De kloof tussen PCI-E 3.0 en PCI-E 2.0 was: 8-10 beelden , wat ongeveer 9% is als percentage.
3. Opkomst van de Tomb Raider. Voordeel PCI-E 3.0 gemiddelden 9- 10 fps of 9%.
4. hekser. Het voordeel van PCI-E 3.0 was 3%.
5. Grand Theft Auto V. Het voordeel van PCI-E 3.0 is 5 fps of 5%.

Dat wil zeggen, er is nog steeds een verschil in bandbreedte tussen de PCI-E 3.0 x16 en PCI-E 2.0 x16 interfaces en is geen voorstander van PCI-E 2.0. Daarom zou ik op dit moment geen moederbord met één PCI-E 2.0 slot kopen.

Een vriend van mij kocht een gebruikt moederbord voor drieduizend roebel. Ja, toen het eenmaal was opgehoopt en ongeveer tienduizend roebel kostte, heeft het veel connectoren SATA III en USB 3.0, ook 8 slots voor RAM, het ondersteunt RAID-technologie, enz., maar het is gebouwd op een verouderde chipset en een PCI Express 2.0-videokaartslot erop! Volgens mij koop ik het liever. Waarom?

Het kan gebeuren dat over een jaar of twee de nieuwste videokaarten alleen in de connector werken PCI Express 3.0 x16 , en op je moederbord zal er een moreel verouderde en niet langer door fabrikanten gebruikte connector zijn PCI Express 2.0 x16 . Je koopt een nieuwe videokaart en deze werkt niet meer in het oude slot. Persoonlijk ben ik al vaak tegengekomen dat de videokaart PCI-E 3.0 draaide niet op de mat. aansluitbord PCI-E 2.0, en Zelfs het BIOS van het moederbord updaten hielp niet.Ik heb ook met videokaarten gewerktPCI-E 2.0 x16, die weigerde te werken op oudere moederborden met een interface PCI-E 1.0 x16, hoewel ze overal schrijven over achterwaartse compatibiliteit.Gevallen waarin een PCI Express 3.0 x16-videokaart niet startte op moederborden metPCI Express 1.0 x16, zelfs meer.

Nou, vergeet het uiterlijk van de interface dit jaar niet PCI-Express 4.0. In dit geval is PCI Express 3.0 verouderd.

WiFi-modules en andere soortgelijke apparaten. De ontwikkeling van deze bus is in 2002 gestart door Intel. Nu ontwikkelt de vzw PCI Special Interest Group nieuwe versies van deze bus.

Op dit moment heeft de PCI Express-bus verouderde bussen als AGP, PCI en PCI-X volledig vervangen. De PCI Express-bus bevindt zich aan de onderkant van het moederbord in een horizontale positie.

PCI Express is een bus die is ontwikkeld vanuit de PCI-bus. De belangrijkste verschillen tussen PCI Express en PCI liggen op fysiek niveau. Terwijl PCI een gewone bus gebruikt, gebruikt PCI Express een stertopologie. Elk apparaat is aangesloten op een gemeenschappelijke schakelaar met een aparte aansluiting.

Het softwaremodel van PCI Express herhaalt grotendeels het PCI-model. Daarom kunnen de meeste bestaande PCI-controllers eenvoudig worden aangepast om de PCI Express-bus te gebruiken.

PCI Express- en PCI-slots op het moederbord

Bovendien ondersteunt de PCI Express-bus nieuwe functies zoals:

• Hot-plug-apparaten;
• Gegarandeerde gegevensuitwisselingssnelheid;
• Energiebeheer;
• Controle van de integriteit van verzonden informatie;

Hoe de PCI Express-bus werkt

De PCI Express-bus gebruikt een bidirectionele seriële verbinding om apparaten aan te sluiten. Bovendien kan een dergelijke verbinding één (x1) of meerdere (x2, x4, x8, x12, x16 en x32) afzonderlijke lijnen hebben. Hoe meer van dergelijke lijnen worden gebruikt, hoe meer gegevensoverdrachtsnelheid de PCI Express-bus kan bieden. Afhankelijk van het aantal ondersteunde regels, zal de sorteergrootte op het moederbord verschillen. Er zijn slots met één (x1), vier (x4) en zestien (x16) regels.

Visuele demonstratie van de afmetingen van het PCI Express-slot

Tegelijkertijd kan elk PCI Express-apparaat in elk slot werken als het slot dezelfde of meer rijstroken heeft. Hiermee kunt u een PCI Express-kaart met een x1-slot in een x16-slot op het moederbord installeren.

De doorvoer van PCI Express is afhankelijk van het aantal rijstroken en de busversie.

Voorbeelden van PCI Express-apparaten

Allereerst wordt PCI Express gebruikt om discrete grafische kaarten aan te sluiten. Sinds de komst van deze bus gebruiken absoluut alle videokaarten deze.

Videokaart GIGABYTE GeForce GTX 770

Dit is echter niet alles wat de PCI Express-bus kan doen. Het wordt gebruikt door fabrikanten van andere componenten.

SUS Xonar DX-geluidskaart

OCZ Z-Drive R4 Enterprise SSD