Što znači pci express x16? PCI sučelje u računalu: vrste i namjena

U proljeće 1991. Intel je završio razvoj prve prototipne verzije PCI sabirnice. Inženjeri su imali zadatak razviti jeftino rješenje visokih performansi koje bi ostvarilo mogućnosti procesora 486, Pentium i Pentium Pro. Osim toga, bilo je potrebno uzeti u obzir pogreške koje je napravio VESA pri projektiranju VLB sabirnice (električno opterećenje nije dopuštalo spajanje više od 3 kartice za proširenje), kao i implementirati automatsku konfiguraciju uređaja.

Godine 1992. pojavila se prva verzija PCI sabirnice, Intel je objavio da će standard sabirnice biti otvoren i stvorio PCI Special Interest Group. Zahvaljujući tome, svaki zainteresirani programer ima priliku kreirati uređaje za PCI sabirnicu bez potrebe za kupnjom licence. Prva verzija sabirnice imala je taktnu frekvenciju od 33 MHz, mogla je biti 32- ili 64-bitna, a uređaji su mogli raditi sa signalima od 5 V ili 3,3 V. Teoretski, propusnost sabirnice bila je 133 MB/s, ali u stvarnosti propusnost je bila oko 80 MB/s

Glavne karakteristike:

• frekvencija sabirnice - 33,33 ili 66,66 MHz, sinkroni prijenos;
• širina sabirnice - 32 ili 64 bita, multipleksirana sabirnica (adresa i podaci se prenose preko istih linija);
• vršna propusnost za 32-bitnu verziju koja radi na 33,33 MHz je 133 MB/s;
• memorijski adresni prostor - 32 bita (4 bajta);
• adresni prostor I/O portova - 32 bita (4 bajta);
• konfiguracijski adresni prostor (za jednu funkciju) - 256 bajtova;
• napon - 3,3 ili 5 V.

Fotografije konektora:

MiniPCI - 124 pinski
MiniPCI Express MiniSata/mSATA - 52 pinski
Apple MBA SSD, 2012
Apple SSD, 2012
Apple PCIe SSD
MXM, grafička kartica, 230 / 232 pin
MXM2 NGIFF 75 pinova KLJUČ A PCIe x2 KLJUČ B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, grafička kartica, 314 pin
PCI 5V
PCI univerzalni
PCI-X 5v
AGP univerzalni
AGP 3.3v
AGP 3.3 v + ADS napajanje
PCIe x1
PCIe x16
Prilagođeni PCIe
ISA 8 bita
ISA 16-bitni
eISA
VESA
NuBus
PDS
PDS
Apple II/GS utor za proširenje
PC/XT/AT sabirnica proširenja 8 bita
ISA (industrijska standardna arhitektura) - 16 bit
eISA
MBA - Micro Bus arhitektura 16 bit
MBA - Micro Bus arhitektura sa 16 bitnim videom
MBA - Micro Bus arhitektura 32 bit
MBA - Micro Bus arhitektura s 32-bitnim videom
ISA 16 + VLB (VESA)
Procesor Direct Slot PDS
601 Processor Direct Slot PDS
LC procesor izravni utor PERCH
NuBus
PCI (Peripheral Computer Interconnect) - 5v
PCI 3.3v
CNR (komunikacije / uspon mreže)
AMR (Audio/Modem Riser)
ACR (Advanced Communication riser)
PCI-X (Periferni PCI) 3.3v
PCI-X 5v
PCI 5v + RAID opcija - ARO
AGP 3.3v
AGP 1,5 v
AGP univerzalni
AGP Pro 1.5v
AGP Pro 1.5v+ADC napajanje
PCIe (expresno međusobno povezivanje periferne komponente) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

Prva verzija osnovnog standarda koja je postala široko rasprostranjena koristila je i kartice i utore s naponom signala od samo 5 volti. Vršna propusnost - 133 MB/s.

PCI 2.1 - 3.0

Od verzije 2.0 razlikovale su se mogućnošću istovremenog rada nekoliko mastera sabirnice (engleski bus-master, tzv. natjecateljski način rada), kao i pojavom univerzalnih kartica za proširenje koje mogu raditi iu utorima koristeći napon od 5 volti. , te u utorima koji koriste 3,3 volta (s frekvencijom od 33 odnosno 66 MHz). Vršna propusnost za 33 MHz je 133 MB/s, a za 66 MHz 266 MB/s.

• Verzija 2.1 - rad s karticama dizajniranim za napon od 3,3 volta, a prisutnost odgovarajućih strujnih vodova bila je izborna.
• Verzija 2.2 - kartice za proširenje izrađene u skladu s ovim standardima imaju univerzalni ključ priključka za napajanje i mogu raditi u mnogim kasnijim tipovima utora PCI sabirnice, kao i, u nekim slučajevima, u utorima verzije 2.1.
• Verzija 2.3 - Nekompatibilno s PCI karticama dizajniranim za korištenje 5 volti, unatoč stalnoj upotrebi 32-bitnih utora s ključem od 5 volti. Kartice za proširenje imaju univerzalni priključak, ali ne mogu raditi u 5-voltnim utorima ranijih verzija (do 2.1 uključivo).
• Verzija 3.0 - dovršava prijelaz na PCI kartice od 3,3 V, PCI kartice od 5 V više nisu podržane.

PCI 64

Proširenje osnovnog PCI standarda, uvedeno u verziji 2.1, koje udvostručuje broj podatkovnih staza, a time i propusnost. PCI 64 utor je proširena verzija običnog PCI utora. Formalno, kompatibilnost 32-bitnih kartica sa 64-bitnim utorima (pod uvjetom da postoji zajednički podržani napon signala) je puna, ali kompatibilnost 64-bitne kartice s 32-bitnim utorima je ograničena (u svakom slučaju bit će gubitak performansi). Radi na radnoj frekvenciji od 33 MHz. Vršna propusnost - 266 MB/s.

• Verzija 1 - koristi 64-bitni PCI utor i napon od 5 volti.
• Verzija 2 - koristi 64-bitni PCI utor i napon od 3,3 volta.

PCI 66

PCI 66 je 66 MHz evolucija PCI 64; koristi 3,3 volta u utoru; kartice imaju univerzalni ili 3,3 V faktor propusnosti je 533 MB/s.

PCI 64/66

Kombinacija PCI 64 i PCI 66 omogućuje četiri puta veću brzinu prijenosa podataka od osnovnog PCI standarda; koristi 64-bitne 3.3V utore, kompatibilne samo s univerzalnima, i 3.3V 32-bitne kartice za proširenje. PCI64/66 kartice imaju ili univerzalni (ali s ograničenom kompatibilnošću s 32-bitnim utorima) ili 3,3-voltni oblik faktora (zadnja opcija je fundamentalno nekompatibilna s 32-bitnim 33-MHz utorima popularnih standarda). Vršna propusnost - 533 MB/s.

PCI-X

PCI-X 1.0 je proširenje PCI64 sabirnice s dodatkom dviju novih radnih frekvencija, 100 i 133 MHz, kao i zasebnim transakcijskim mehanizmom za poboljšanje performansi kada više uređaja radi istovremeno. Općenito unatrag kompatibilan sa svim 3,3 V i generičkim PCI karticama. PCI-X kartice obično su implementirane u 64-bitnom 3.3B formatu i imaju ograničenu povratnu kompatibilnost s PCI64/66 utorima, a neke PCI-X kartice su u univerzalnom formatu i mogu raditi (iako to nema gotovo nikakvu praktičnu vrijednost ) u običnom PCI 2.2/2.3. U teškim slučajevima, kako biste bili potpuno sigurni u funkcionalnost kombinacije matične ploče i kartice za proširenje, morate pogledati popise kompatibilnosti proizvođača oba uređaja.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0 - daljnje proširenje mogućnosti PCI-X 1.0; dodane su frekvencije 266 i 533 MHz, kao i korekcija paritetne pogreške tijekom prijenosa podataka (ECC). Omogućuje dijeljenje u 4 neovisne 16-bitne sabirnice, što se koristi isključivo u ugrađeni i industrijski sustavi; Napon signala smanjen je na 1,5 V, ali su konektori kompatibilni sa svim karticama unatrag uz upotrebu napona signala od 3,3 V. Trenutno, za neprofesionalni segment tržišta računala visokih performansi (snažne radne stanice i početni poslužitelji ), u kojoj se koristi PCI-X sabirnica, proizvodi se vrlo malo matičnih ploča koje podržavaju sabirnicu. Primjer matične ploče za ovaj segment je ASUS P5K WS. U profesionalnom segmentu koristi se u RAID kontrolerima i SSD diskovima za PCI-E.

Mini PCI

Faktor forme PCI 2.2, namijenjen uglavnom za korištenje u prijenosnim računalima.

PCI Express

PCI Express, ili PCIe, ili PCI-E (također poznat kao 3GIO za I/O 3. generacije; ne treba ga brkati s PCI-X i PXI) - računalna sabirnica(iako na fizičkoj razini to nije autobus, jer je veza od točke do točke), korištenje softverski model PCI sabirnice i fizički protokol visokih performansi temeljen na serijski prijenos podataka. Razvoj PCI Express standarda započeo je Intel nakon napuštanja InfiniBand sabirnice. Službeno, prva osnovna PCI Express specifikacija pojavila se u srpnju 2002. godine. Razvoj PCI Express standarda provodi PCI Special Interest Group.

Za razliku od PCI standarda, koji je koristio zajedničku sabirnicu za prijenos podataka s više paralelno povezanih uređaja, PCI Express je općenito paketna mreža s zvijezda topologija. PCI Express uređaji međusobno komuniciraju putem medija koji čine preklopnici, pri čemu je svaki uređaj izravno povezan vezom od točke do točke na preklopnik. Osim toga, PCI Express sabirnica podržava:

• Hot swap kartice;
• zajamčena propusnost (QoS);
• upravljanje energijom;
• praćenje integriteta prenesenih podataka.

PCI Express sabirnica namijenjena je za korištenje samo kao lokalna sabirnica. Budući da je softverski model PCI Express u velikoj mjeri naslijeđen od PCI-ja, postojeći sustavi i kontroleri mogu se modificirati za korištenje PCI Express sabirnice zamjenom samo fizičkog sloja, bez modificiranja softvera. Visoka vršna izvedba PCI Express sabirnice omogućuje da se koristi umjesto AGP sabirnica, a još više PCI i PCI-X. De facto, PCI Express je zamijenio ove sabirnice u osobnim računalima.

• MiniCard (Mini PCIe) - zamjena za faktor oblika Mini PCI. Priključak Mini Card ima sljedeće sabirnice: x1 PCIe, 2.0 i SMBus.
  • M.2 je druga verzija Mini PCIe, do x4 PCIe i SATA.
• ExpressCard - sličan PCMCIA formatu. ExpressCard konektor podržava x1 PCIe i USB 2.0 sabirnice; ExpressCard kartice podržavaju vruće uključivanje.
• AdvancedTCA, MicroTCA - faktor oblika za modularnu telekomunikacijsku opremu.
  
• Mobile PCI Express Module (MXM) je industrijski oblik koji je NVIDIA kreirala za prijenosna računala. Koristi se za povezivanje grafičkih akceleratora.
• Specifikacije PCI Express kabela dopuštaju duljinu jedne veze na desetke metara, što omogućuje stvaranje računala čiji se periferni uređaji nalaze na znatnoj udaljenosti.
  
• StackPC je specifikacija za izgradnju računalnih sustava koji se mogu složiti. Ova specifikacija opisuje priključke za proširenje StackPC, FPE i njihove relativne položaje.

Unatoč činjenici da standard dopušta x32 linije po portu, takva su rješenja fizički prilično glomazna i nisu dostupna.

PCI Express 2.0

PCI-SIG je objavio specifikaciju PCI Express 2.0 15. siječnja 2007. Ključne inovacije u PCI Express 2.0:

• Povećana propusnost: propusnost jedne linije 500 MB/s, odnosno 5 GT/s ( Gigatransakcije/s).
• Učinjena su poboljšanja u protokolu prijenosa između uređaja i softverskog modela.
• Dinamička kontrola brzine (za kontrolu brzine komunikacije).
• Bandwidth Alert (za obavještavanje softvera o promjenama u brzini i širini sabirnice).
• Usluge kontrole pristupa - Dodatne mogućnosti upravljanja transakcijama od točke do točke.
• Kontrola vremenskog ograničenja izvršenja.
• Resetiranje na razini funkcije je dodatni mehanizam za resetiranje PCI funkcija unutar PCI uređaja.
• Ponovno definiranje ograničenja snage (za ponovno definiranje ograničenja snage utora pri povezivanju uređaja koji troše više energije).

PCI Express 2.0 potpuno je kompatibilan s PCI Express 1.1 (stari će raditi u matičnim pločama s novim konektorima, ali samo pri brzini od 2,5 GT/s, budući da stari čipseti ne mogu podržati dvostruke brzine prijenosa podataka; novi video adapteri će raditi bez problema u stari PCI Express 1.x konektori).

PCI Express 2.1

Po fizičkim karakteristikama (brzina, priključak) odgovara 2.0; u softverskom dijelu dodane su funkcije koje se planiraju u potpunosti implementirati u verziji 3.0. Budući da se većina matičnih ploča prodaje s verzijom 2.0, posjedovanje samo video kartice s 2.1 ne dopušta vam korištenje 2.1 načina rada.

PCI Express 3.0

U studenom 2010. odobrene su specifikacije za PCI Express 3.0. Sučelje ima brzinu prijenosa podataka od 8 GT/s ( Gigatransakcije/s). Ali unatoč tome, njegova stvarna propusnost još uvijek je udvostručena u usporedbi sa standardom PCI Express 2.0. To je postignuto zahvaljujući agresivnijoj shemi kodiranja 128b/130b, gdje je 128 bita podataka poslanih sabirnicom kodirano u 130 bita. U isto vrijeme, održava se puna kompatibilnost s prethodnim verzijama PCI Expressa. PCI Express 1.x i 2.x kartice će raditi u utoru 3.0 i, obrnuto, PCI Express 3.0 kartica će raditi u utorima 1.x i 2.x.

PCI Express 4.0

PCI Special Interest Group (PCI SIG) izjavila je da bi se PCI Express 4.0 mogao standardizirati prije kraja 2016., ali sredinom 2016., kada je niz čipova već bio u pripremi za proizvodnju, mediji su objavili da se standardizacija očekuje početkom 2017. . imat će propusnost od 16 GT/s, odnosno bit će dvostruko brži od PCIe 3.0.

Ostavite svoj komentar!

Fizički sloj sučelja omogućuje i električnu i optičku implementaciju. Osnovni priključak električnog sučelja (1x) čine dva diferencijalna niskonaponska signalna para - odašiljački (signali PETp0, PETn0) i prijamni (PERp0, PERn0). Sučelje koristi DC izolaciju odašiljača i prijamnika, što osigurava kompatibilnost komponenti bez obzira na tehnologiju proizvodnje komponente i eliminira neke probleme u prijenosu signala. Za prijenos se koristi samosinkronizirajuće kodiranje, što omogućuje postizanje visokih brzina prijenosa. Osnovna brzina je 2,5 Gbit/s neobrađenih podataka (nakon 8B/10B kodiranja) u svakom smjeru, s većim brzinama planiranim u budućnosti. Za skaliranje propusnosti, moguće je agregirati signalne vodove (trake, signalne parove u električnom sučelju), po istom broju u oba smjera. Specifikacija razmatra mogućnosti povezivanja od 1, 2, 4, 8, 12, 16 i 32 linije (označene kao x1, x2, x4, x8, x12, x16 i x32); Podaci koji se prenose između njih distribuiraju se bajt po bajt. U svakoj od linija, samosinkronizacija se izvodi neovisno, tako da je fenomen prijenosa (pošast paralelnih sučelja) odsutan. Na taj način se postižu brzine do 32×2,5 = 80 Gbit/s, što otprilike odgovara vršnoj brzini od 8 GB/s. Tijekom inicijalizacije hardvera, svaka veza dogovara broj linija i brzinu prijenosa; pregovori se izvode na niskoj razini bez ikakvog programskog uključivanja. Dogovoreni parametri priključka vrijede za cijelo vrijeme trajanja naknadnih radova.

Pružanje vrućeg uključivanja na PCI Express fizičkom sloju ne zahtijeva nikakve dodatne hardverske troškove, budući da veza od točke do točke ne uključuje nepotrebne sudionike. Nije potrebno sigurno prebacivanje signala; mogućnosti spojenog uređaja ni na koji način ne utječu na načine rada drugih uređaja.

Mali broj signalnih pinova sučelja daje veću slobodu u odabiru implementacija PCI Express dizajna:

• spajanje komponenti unutar ploče;
• utori i kartice za proširenje u dizajnu PC/AT i ATX;
• Unutarnje i vanjske kartice za proširenje za mobilna računala;
• Ulazni/izlazni moduli male veličine za poslužitelje i komunikacijsku opremu;
• moduli za industrijska računala;
• odvojiva veza "kćeri" kartica (mezanin sučelje);
• kabelske veze blokova.

Za kartice za proširenje u dizajnu PC/AT i ATX, dostupne su različite modifikacije utora za PCI Express konektor, koje se razlikuju u broju pari signalnih linija (x1, x4, x8, x16) i, sukladno tome, u veličini (vidi slika ispod). Istodobno, kartice s konektorom iste veličine ili manjim mogu se ugraditi u veće utore (ovo se zove Up-plugging). Međutim, suprotna opcija (Downplugging) - velika kartica u manji utor - mehanički je nemoguća (u PCI/PCI-X je moguća). Kao što je prikazano gore, najmanja PCI Express varijanta pruža istu propusnost kao standardna PCI sabirnica.

Dodjela pinova PCI Express utora prikazana je u donjoj tablici.

Skup signala PCI Express sučelja je mali:

• PETp0, PETn0… PETp15, PETn15 — izlazi odašiljača signalnog para 0…15;
• PERp0, PERn0... PERp15, PERn15 — ulazi prijemnika;
• REFCLK+ i REFCLK - signali referentne frekvencije 100 MHz;
• PREST# — signal resetiranja kartice;
• WAKE# — signal “buđenja” (s kartice);
• PRSNT1#, PRSNT2# - signali otkrivanja spajanja/prekida kartice za sustav vrućeg priključka. Na karti su ovi krugovi međusobno povezani, a za PRSNT2# odabran je kontakt s najvećim brojem. To vam omogućuje točnije praćenje trenutaka spajanja i odspajanja (u slučaju naginjanja kartice). Za određivanje broja linija spojene kartice, ove linije se ne koriste - kapacitet linije se određuje automatski kada se veza uspostavi (u postupku obuke).

Dodatno, utor sadrži izborne signale sabirnice SMBus (SMB_CLK i SMB_DATA) i signale JTAG sučelja (TCLK, TDI, TDO, TMS, TRST#).

Kartice se napajaju putem sljedećih sabirnica:

• +3,3 V — glavno napajanje +3 V pri struji do 9 A;
• +12V — glavno napajanje +12 V pri struji do 0,5/2,1/4,4A za utore x1/x4, x8/x16;
• +3.3Vaux - dodatna snaga, struja do 375 mA u sustavima koji se mogu probuditi signalom s kartice i do 20 mA u sustavima koji se ne mogu probuditi.

Stol. PCI Express utori

Za mobilna računala, PCMCIA je uvela dizajn ExpressCard (vidi sljedeću sliku), za koji se na sistemski priključak izlaze dva sučelja: PCI Express (1x) i USB 2.0. ExpressCard moduli su kompaktniji od prethodnih PCMCIA kartica (PC Card i CardBus); Dostupne su dvije modifikacije koje se razlikuju po širini: ExpressCard/34 (34×75×5 mm) i ExpressCard/54 (54×75×5 mm). Debljina modula je samo 5 mm, ali po potrebi duži moduli mogu imati zadebljanja na dijelovima koja izlaze izvan dimenzija kućišta računala (iznad 75 mm od ruba konektora). Poput starijih PCIMCIA kartica, ExpressCards su dostupne korisniku i mogu se uključiti bez prekida.

Za unutarnje kartice za proširenje prijenosnih računala uveden je Mini PCI Express dizajn (vidi sliku ispod), čiji je format izveden iz Mini PCI tipa IIIA. Zahvaljujući smanjenju broja pinova, širina kartice smanjena je na 30 mm, tako da umjesto jedne Mini PCI kartice možete stati par Mini PCI Express kartica. Uz PCI Express, konektor kartice (vidi tablicu ispod) sadrži sučelja serijske sabirnice USB 2.0 (USB_D+ i USB_D-) i SMBus (SMB_CLK i SMB_DATA), napajanje +3,3 V (750 mA glavno i 250 mA dodatno) i + 1,5 V (375 mA). Samo PCI Express sučelje (x1) zauzima samo 6 pinova (izlazi odašiljača PETp0 i PETn0, ulazi prijemnika PERp0 i PERn0, kao i signali referentne frekvencije od 100 MHz REFCLK+ i REFCLK-. PERST# signal - reset kartice, WAKE# signal - “ probudi se” (s kartice) LED_Wxxx# signali koriste se za kontrolu statusnih LED dioda.

Stol. Mini PCI Express konektori

PCI Express sučelje prikladno prilagođava ulazno/izlazne i mrežne module sučelja za poslužitelje i komunikacijske uređaje za montažu na stalak. Takvi moduli mogu biti prilično kompaktni (visina 2U ne uzrokuje probleme s postavljanjem konektora), dok je izvedba sučelja dovoljna čak i za kritične module kao što su Fibre Channel, Gigabit Ethernet (GbE), 10GbE.

PCI Express sučelje je također prihvaćeno za industrijska računala, za koje postoje PICMG 3.4 specifikacije (mali dizajni za x1, x2 i x4), kao i dizajni u Compact PCI formatu.

PCI Express sučelje postoji iu kabelskoj verziji za kabelsko povezivanje jedinica koje se nalaze na maloj udaljenosti jedna od druge. Na primjer, putem PCI Expressa možete spojiti priključne stanice na prijenosna računala. Mogućnost izlaza sučelja na razini sustava izvan kućišta računala od prethodnika PCI Expressa podržavala je samo ISA sabirnica, a zatim samo pri niskim brzinama komunikacije (na frekvencijama do 5 MHz). Od novih serijskih sučelja na razini sustava, InfiniBand također ima ovu mogućnost. Prisutnost kabelske verzije sučelja na razini sustava visokih performansi može nam omogućiti da se odmaknemo od tradicionalnog rasporeda računala, u kojem su sve komponente koje zahtijevaju intenzivnu razmjenu s jezgrom računala koncentrirane u jedinici sustava.

Gotovo sve moderne matične ploče trenutno su opremljene PCI-E x16 utorom za proširenje. To ne čudi: u njemu je instaliran diskretni grafički akcelerator, bez kojeg je stvaranje produktivnog osobnog računala općenito nemoguće. U budućnosti će se raspravljati o njegovoj pozadini, tehničkim specifikacijama i mogućim načinima rada.

Pozadina izgleda utora za proširenje

Početkom 2000-ih, s AGP utorom za proširenje, koji je u to vrijeme korišten za instalaciju, došlo je do situacije kada je dostignuta maksimalna razina performansi i njegove mogućnosti više nisu bile dovoljne. Kao rezultat toga, stvoren je konzorcij PCI-SIG, koji je započeo razvoj softverskih i hardverskih komponenti budućeg utora za instaliranje grafičkih akceleratora. Plod njegove kreativnosti bila je prva specifikacija PCI Express 16x 1.0 2002. godine.

Kako bi se osigurala kompatibilnost između dva diskretna priključka za instalaciju grafičkog adaptera koji su postojali u to vrijeme, neke su tvrtke razvile posebne uređaje koji su omogućili instaliranje zastarjelih grafičkih rješenja u novi utor za proširenje. Na jeziku profesionalaca, ovaj razvoj je imao svoje ime - PCI-E x16/AGP adapter. Njegova glavna svrha je smanjiti troškove nadogradnje osobnog računala korištenjem komponenti iz prethodne konfiguracije sistemske jedinice. Ali ova praksa nije postala raširena zbog činjenice da su početne video kartice na novom sučelju imale cijenu gotovo jednaku cijeni adaptera.

Paralelno s tim, stvorene su jednostavnije modifikacije ovog utora za proširenje za vanjske kontrolere, koji su zamijenili u to vrijeme poznate PCI portove. Unatoč vanjskoj sličnosti, ovi su se uređaji značajno razlikovali. Ako su se AGP i PCI mogli pohvaliti paralelnim prijenosom informacija, tada je PCI Express bio serijsko sučelje. Njegova veća izvedba osigurana je značajno povećanom brzinom prijenosa podataka u dupleksnom načinu (informacije su se u ovom slučaju mogle prenositi u dva smjera odjednom).

Brzina prijenosa i metoda šifriranja

U oznaci PCI-E x16 sučelja broj označava broj traka koje se koriste za prijenos podataka. U ovom slučaju, ima ih 16. Svaki od njih se sastoji od 2 para žica za prijenos informacija. Kao što je navedeno, veća brzina je osigurana činjenicom da ti parovi rade u full duplex modu. Odnosno, prijenos informacija može ići u dva smjera odjednom.

Za zaštitu od mogućeg gubitka ili izobličenja prenesenih podataka, ovo sučelje koristi poseban informacijski sustav zaštite koji se zove 8V/10V. Ova se oznaka dešifrira na sljedeći način: za ispravan i ispravan prijenos 8 bita podataka, moraju se nadopuniti s 2 servisna bita za provjeru ispravnosti. U tom slučaju sustav je prisiljen odašiljati 20 posto servisnih informacija, koje ne nose korisno opterećenje za korisnika računala. Ali to je cijena za pouzdan i stabilan rad grafičkog podsustava osobnog računala, a bez njega sigurno nema načina.

PCI-E verzije

PCI-E x16 konektor je izvana isti na svim matičnim pločama. Samo se brzina prijenosa informacija u svakom slučaju može značajno razlikovati. Kao rezultat toga, performanse uređaja također su različite. A izmjene za ovo grafičko sučelje su sljedeće:

• 1. PCI modifikacija - Express x16 v. 1.0 imao je teoretski protok od 8 Gb/s.
• 2. generacija PCI - Express x16 v. 2.0 se već može pohvaliti dvostruko većom propusnošću od 16 Gb/s.
• Sličan trend već se nastavio za treću verziju ovog sučelja. U ovom slučaju, ta je brojka postavljena na 64 Gb/s.

Nemoguće je vizualno razlikovati mjestom kontakata. Istovremeno su kompatibilni jedni s drugima. Na primjer, ako instalirate karticu grafičkog adaptera u utor verzije 3.0 koji zadovoljava specifikacije 2.0 na fizičkoj razini, tada će se cijeli sustav obrade automatski prebaciti na način rada s najmanjom brzinom (tj. 2.0) i nastavit će funkcionirati s protok od 64 Gb/s.

PCI Express prve generacije

Kao što je ranije navedeno, PCI Express je prvi put predstavljen 2002. Njegovo izdanje označilo je pojavu osobnih računala s višestrukim grafičkim adapterima, koji su se, osim toga, mogli pohvaliti povećanom izvedbom čak i s instaliranim jednim akceleratorom. Standard AGP 8X omogućio je protok od 2,1 Gb/s, a prva revizija PCI Expressa - 8 Gb/s.

Naravno, o osmerostrukom povećanju ne treba govoriti. 20 posto povećanja iskorišteno je za prijenos servisnih informacija, što je omogućilo pronalaženje grešaka.

Druga modifikacija PCI-E

Prva generacija ove je 2007. godine zamijenjena PCI-E 2.0 x16. Video kartice 2. generacije, kao što je ranije navedeno, bile su fizički i softverski kompatibilne s prvom modifikacijom ovog sučelja. Samo u ovom slučaju performanse grafičkog sustava bile su znatno smanjene na razinu verzije sučelja PCI Express 1.0 16x.

Teoretski, ograničenje prijenosa informacija u ovom slučaju iznosilo je 16 Gb/s. Ali 20 posto rezultirajućeg povećanja potrošeno je na zaštićene informacije. Kao rezultat toga, u prvom slučaju, stvarni prijenos bio je jednak: 8 Gb/s - (8 Gb/s x 20%: 100%) = 6,4 Gb/s. A za drugo izvršenje grafičkog sučelja, ova vrijednost je već bila ova: 16 Gb/s - (16 Gb/s x 20%: 100%) = 12,8 Gb/s. Podijelimo li 12,8 Gb/s sa 6,4 Gb/s, dobivamo stvarno praktično povećanje performansi od 2 puta između 1. i 2. verzije PCI Expressa.

Treća generacija

Zadnje i najnovije ažuriranje ovog sučelja objavljeno je 2010. godine. Vršna brzina PCI-E x16 u ovom slučaju porasla je na 64 Gb/s, a maksimalna snaga grafičkog adaptera bez dodatne snage u ovom slučaju može biti jednaka 75 W.

Mogućnosti konfiguracije s više grafičkih akceleratora na jednom računalu. Njihove prednosti i mane

Jedna od najvažnijih inovacija ovog sučelja je mogućnost da imate više x16 grafičkih adaptera odjednom. U ovom slučaju, video kartice se kombiniraju jedna s drugom i čine, u biti, jedan uređaj. Njihova ukupna izvedba je sažeta, a to vam omogućuje značajno povećanje performansi vašeg računala u smislu obrade izlazne slike. Za NVidia rješenja ovaj način se naziva SLI, a za AMD grafičke procesore - CrossFire.

Budućnost ovog standarda

PCI-E x16 utor se sigurno neće mijenjati u dogledno vrijeme. To će omogućiti korištenje snažnijih grafičkih kartica u sklopu zastarjelih osobnih računala i time postupnu nadogradnju računalnog sustava. Sada se razrađuju specifikacije za 4. verziju ove metode prijenosa podataka. Za grafičke adaptere u ovom slučaju bit će osigurano najviše 128 GB/s. To će vam omogućiti prikaz slike na zaslonu monitora u “4K” kvaliteti ili više.

Rezultati

Bilo kako bilo, PCI-E x16 trenutno je jedini grafički utor i sučelje. Bit će relevantan još dugo vremena. Njegovi parametri omogućuju stvaranje početnih računalnih sustava i osobnih računala visokih performansi s nekoliko akceleratora. Upravo zbog te fleksibilnosti ne očekuju se značajnije promjene u ovoj niši.

WiFi moduli i drugi slični uređaji. Intel je počeo razvijati ovu sabirnicu 2002. godine. Sada neprofitna organizacija PCI Special Interest Group razvija nove verzije ovog autobusa.

Trenutno je PCI Express sabirnica potpuno zamijenila zastarjele sabirnice kao što su AGP, PCI i PCI-X. PCI Express sabirnica nalazi se na dnu matične ploče u vodoravnom položaju.

PCI Express je sabirnica koja je razvijena na temelju PCI sabirnice. Glavne razlike između PCI Expressa i PCI leže na fizičkom sloju. Dok PCI koristi zajedničku sabirnicu, PCI Express koristi zvjezdastu topologiju. Svaki uređaj je spojen na zajednički prekidač posebnim priključkom.

Softverski model PCI Express uvelike slijedi PCI model. Stoga se većina postojećih PCI kontrolera može lako modificirati za korištenje PCI Express sabirnice.

PCI Express i PCI utori na matičnoj ploči

Osim toga, PCI Express sabirnica podržava nove značajke kao što su:

• Vruće uključivanje uređaja;
• Zajamčena brzina razmjene podataka;
• Upravljanje energijom;
• Praćenje cjelovitosti prenesenih informacija;

Kako radi PCI Express sabirnica?

PCI Express sabirnica koristi dvosmjernu serijsku vezu za povezivanje uređaja. Štoviše, takva veza može imati jednu (x1) ili više (x2, x4, x8, x12, x16 i x32) odvojenih linija. Što se više takvih linija koristi, to veću brzinu prijenosa podataka može pružiti PCI Express sabirnica. Ovisno o broju podržanih linija, veličina razreda na matičnoj ploči bit će drugačija. Postoje utori s jednom (x1), četiri (x4) i šesnaest (x16) linija.

Vizualna demonstracija dimenzija PCI Express utora

Štoviše, bilo koji PCI Express uređaj može raditi u bilo kojem utoru ako utor ima iste ili više linija. To vam omogućuje da instalirate PCI Express karticu s x1 konektorom u x16 utor na matičnoj ploči.

PCI Express propusnost ovisi o broju traka i verziji sabirnice.

Primjeri PCI Express uređaja

PCI Express prvenstveno se koristi za povezivanje diskretnih video kartica. Od pojave ove sabirnice, koriste je apsolutno sve video kartice.

GIGABYTE GeForce GTX 770 grafička kartica

Međutim, to nije sve što PCI Express sabirnica može. Koriste ga proizvođači ostalih komponenti.

SUS Xonar DX zvučna kartica

SSD pogon OCZ Z-Drive R4 Enterprise

Pozdrav prijatelji.

Već dugi niz godina matične ploče opremljene su utorima PCI-E standarda, koji je istisnuo svog praoca PCI i još zastarjelijeg prethodnika AGP. Međutim, ovaj standard ima nekoliko podvrsta, a mogu se nalaziti na matičnoj ploči u isto vrijeme.

Ovo često dovodi korisnike u zabludu pri odabiru hardvera za svoje računalo. U svom ću članku govoriti o PCI Express x16, jer je ova specifikacija danas najtraženija i moći ćete je razlikovati od ostalih.

Ukratko o PCI-E

Za one koji nisu upućeni, prije svega ću ukratko objasniti što je zapravo PCI Express. Ovo je naziv moderne računalne sabirnice koja je dizajnirana za prijenos podataka između funkcionalnih blokova osobnog računala.

No, u fizičkom smislu to nije sabirnica, već veza od točke do točke, odnosno izravno spaja dva uređaja. Što se može povezati? Možete povezati matičnu ploču s video, audio i mrežnim karticama, Bluetooth i Wi-Fi modulima, specijaliziranim dijagnostičkim kontrolerima i drugim uređajima. Ali uglavnom u ovom utoru za video karticu.

Prije svega treba razlikovati PCI-E generacije. Danas je najčešći 3.0, ali ga već aktivno zamjenjuje njegov nasljednik, jer radi dvostruko brže. Specifikacija 5.0. pojavit će se tek 2019.

Sve generacije standarda imaju isti izgled staza na matičnoj ploči. Ali njihova duljina može biti drugačija. Konkretno, 4 glavne veličine: PCI Express x16, x8, x4, x1. Što je veći broj, to je šire područje kontakta.

Broj maksimalnih veza koje sučelje može prenijeti na karticu i natrag ovisi o faktoru oblika. Ispravnije je ove veze nazvati linijama, koje se sastoje od dva para signala: jedan prenosi informacije, drugi prima. Brzina prijenosa podataka određena je PCI-E verzijom.

Brzine i kompatibilnost

Kako biste bolje razumjeli o čemu govorim, pogledajte tablicu:

Protok PCI Express x16 u najčešćoj trećoj generaciji danas je 4 GB/s u svakom smjeru. Kada ih pomnožimo, dobijemo ukupnu brojku od 16 GB/s, ali u praksi je to nešto manje. Ovo je sasvim dovoljno za moderne video kartice.

Imajte na umu da se uređaj manjeg formata može umetnuti u veći utor, ali će raditi svojom brzinom. Na primjer, video kartica ima x4 sučelje, a matična ploča ima x16 sučelje; Oni su međusobno kompatibilni, ali utor ne može dodati snagu uređaju. Zauzvrat, umetanje uređaja s većim sučeljem nego što ga ima matična ploča nije ni fizički moguće.

To je sve.