pci express x16 нені білдіреді? Компьютердегі PCI интерфейсі: түрлері мен мақсаты

1991 жылдың көктемінде Intel PCI шинасының бірінші прототиптік нұсқасын әзірлеуді аяқтады. Инженерлер алдында 486, Pentium және Pentium Pro процессорларының мүмкіндіктерін іске асыратын арзан және өнімділігі жоғары шешім әзірлеу тапсырылды. Сонымен қатар, VLB шинасын жобалау кезінде VESA жіберген қателерді ескеру қажет болды (электрлік жүктеме 3-тен астам кеңейту картасын қосуға мүмкіндік бермеді), сондай-ақ құрылғының автоматты конфигурациясын жүзеге асыру қажет болды.

1992 жылы PCI шинасының бірінші нұсқасы пайда болды, Intel автобус стандарты ашық болатынын жариялады және PCI арнайы қызығушылық тобын құрды. Осының арқасында кез келген мүдделі әзірлеуші ​​​​лицензияны сатып алмай-ақ PCI шинасы үшін құрылғыларды жасауға мүмкіндігі бар. Автобустың бірінші нұсқасы 33 МГц тактілік жиілікке ие болды, 32 немесе 64 разрядты болуы мүмкін және құрылғылар 5 В немесе 3,3 В сигналдарымен жұмыс істей алады. Теориялық тұрғыдан автобустың өткізу қабілеті 133 МБ/с болды, бірақ шын мәнінде өткізу қабілеті шамамен 80 МБ/с болды

Негізгі сипаттамалары:

• шина жиілігі - 33,33 немесе 66,66 МГц, синхронды беру;
• шинаның ені – 32 немесе 64 бит, мультиплексирленген шин (адрес пен деректер бір жолдар арқылы беріледі);
• 33,33 МГц жиілікте жұмыс істейтін 32 биттік нұсқасы үшін ең жоғары өткізу қабілеті 133 МБ/с құрайды;
• жадтың адрестік кеңістігі – 32 бит (4 байт);
• енгізу/шығару порттарының адрестік кеңістігі – 32 бит (4 байт);
• конфигурация мекенжай кеңістігі (бір функция үшін) - 256 байт;
• кернеу - 3,3 немесе 5 В.

Қосқыштардың фотосуреттері:

MiniPCI - 124 істікшелі
MiniPCI Express MiniSata/mSATA - 52 істікшелі
Apple MBA SSD, 2012 ж
Apple SSD, 2012 ж
Apple PCIe SSD
MXM, графикалық карта, 230/232 істікшелі
MXM2 NGIFF 75 түйреуіш PCIe x2 кілті KEY B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, графикалық карта, 314 істікшелі
PCI 5V
PCI әмбебап
PCI-X 5v
AGP әмбебап
AGP 3.3v
AGP 3.3 v + ADS қуаты
PCIe x1
PCIe x16
Пайдаланушы PCIe
ISA 8 бит
ISA 16 бит
eISA
VESA
NuBus
PDS
PDS
Apple II/GS кеңейту ұясы
PC/XT/AT кеңейту шинасы 8 бит
ISA (салалық стандартты архитектура) - 16 бит
eISA
MBA - Micro Bus архитектурасы 16 бит
MBA - 16 биттік бейнемен Micro Bus архитектурасы
MBA - Micro Bus архитектурасы 32 бит
MBA - 32 биттік бейне бар Micro Bus архитектурасы
ISA 16 + VLB (VESA)
Processor Direct Slot PDS
601 Processor Direct Slot PDS
LC Processor Direct Slot PERCH
NuBus
PCI (Peripheral Computer Interconnect) - 5в
PCI 3.3v
CNR (коммуникациялар / желі көтергіші)
AMR (аудио/модем көтергіші)
ACR (Жетілдірілген байланыс көтергіші)
PCI-X (перифериялық PCI) 3.3v
PCI-X 5v
PCI 5v + RAID опциясы - ARO
AGP 3.3v
AGP 1,5в
AGP әмбебап
AGP Pro 1,5в
AGP Pro 1,5v+ADC қуаты
PCIe (перифериялық құрамдас өзара байланысты экспресс) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

Кең тараған негізгі стандарттың бірінші нұсқасы сигнал кернеуі небәрі 5 вольт болатын карталарды да, слоттарды да қолданды. Ең жоғары өткізу қабілеті - 133 МБ/с.

PCI 2.1 - 3.0

Олар 2.0 нұсқасынан бірнеше автобус шеберлерінің бір уақытта жұмыс істеу мүмкіндігімен (ағылшынша bus-master, бәсекеге қабілетті режим деп аталады), сондай-ақ 5 вольт кернеуі бар ұяшықтарда да жұмыс істей алатын әмбебап кеңейту карталарының пайда болуымен ерекшеленді. , және 3 ,3 вольтты пайдаланатын ұяшықтарда (тиісінше 33 және 66 МГц жиілігімен). 33 МГц үшін ең жоғары өткізу қабілеті 133 МГ/с, ал 66 МГц үшін 266 МГ/с құрайды.

• 2.1 нұсқасы - 3,3 вольт кернеуіне арналған карталармен жұмыс істеу және тиісті электр желілерінің болуы міндетті емес.
• 2.2 нұсқасы - осы стандарттарға сәйкес жасалған кеңейту карталарының әмбебап қуат қосқышы кілті бар және PCI шина слоттарының көптеген кейінгі түрлерінде, сондай-ақ кейбір жағдайларда 2.1 нұсқа слоттарында жұмыс істей алады.
• 2.3 нұсқасы - 5 вольтты кілті бар 32 биттік слоттарды үздіксіз пайдалануына қарамастан, 5 вольтты пайдалануға арналған PCI карталарымен үйлеспейді. Кеңейту карталарында әмбебап қосқыш бар, бірақ бұрынғы нұсқалардың 5 вольтты слоттарында жұмыс істей алмайды (2.1 қоса алғанда).
• 3.0 нұсқасы - 3,3 вольтты PCI карталарына көшуді аяқтайды, 5 вольтты PCI карталарына енді қолдау көрсетілмейді.

PCI 64

2.1 нұсқасында енгізілген негізгі PCI стандартының кеңейтімі деректер жолақтарының санын, демек өткізу қабілеттілігін екі есе арттырады. PCI 64 ұясы кәдімгі PCI слотының кеңейтілген нұсқасы болып табылады. Ресми түрде 64 биттік слоттары бар 32 биттік карталардың үйлесімділігі (жалпы қолдау көрсетілетін сигнал кернеуі болған жағдайда) толық, бірақ 32 биттік слоттары бар 64 биттік картаның үйлесімділігі шектеулі (кез келген жағдайда болады өнімділіктің жоғалуы). 33 МГц тактілік жиілікте жұмыс істейді. Ең жоғары өткізу қабілеті - 266 МБ/с.

• 1-нұсқа - 64-биттік PCI ұясы және 5 вольт кернеуі қолданылады.
• 2-нұсқа - 64 биттік PCI ұяшығы мен 3,3 вольт кернеуін пайдаланады.

PCI 66

PCI 66 - PCI 64 66 МГц эволюциясы; ұяшықта 3,3 вольтты пайдаланады; карталардың әмбебап немесе 3,3 В пішін факторы бар. Ең жоғары өткізу қабілеті 533 МБ/с.

PCI 64/66

PCI 64 және PCI 66 комбинациясы базалық PCI стандартынан төрт есе деректерді беру жылдамдығына мүмкіндік береді; тек әмбебаптармен үйлесімді 64-биттік 3.3В слоттарды және 3.3V 32-биттік кеңейту карталарын пайдаланады. PCI64/66 стандартты карталарының әмбебап (бірақ 32 биттік слоттармен үйлесімділігі шектеулі) немесе 3,3 вольтты пішін факторы бар (соңғы опция танымал стандарттардың 32 биттік 33 МГц слоттарымен түбегейлі үйлеспейді). Ең жоғары өткізу қабілеті - 533 МБ/с.

PCI-X

PCI-X 1.0 екі жаңа жұмыс жиілігі, 100 және 133 МГц қосылған PCI64 шинасының кеңеюі, сонымен қатар бірнеше құрылғылар бір уақытта жұмыс істегенде өнімділікті жақсарту үшін бөлек транзакция механизмі. Жалпы барлық 3.3V және жалпы PCI карталарымен кері үйлесімді. PCI-X карталары әдетте 64-биттік 3.3B пішімінде жүзеге асырылады және PCI64/66 слоттарымен кері үйлесімділігі шектеулі, ал кейбір PCI-X карталары әмбебап пішімде және жұмыс істеуге қабілетті (бірақ бұл практикалық мәні жоқ дерлік). ) әдеттегі PCI 2.2/2.3. Қиын жағдайларда, аналық плата мен кеңейту картасының комбинациясының функционалдығына толық сенімді болу үшін екі құрылғының өндірушілерінің үйлесімділік тізімдерін қарау керек.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0 - PCI-X 1.0 мүмкіндіктерін одан әрі кеңейту; 266 және 533 МГц жиіліктері қосылды, сондай-ақ деректерді беру (ECC) кезінде паритеттік қателерді түзету. Тек қолданылатын 4 тәуелсіз 16-биттік автобусқа бөлуге мүмкіндік береді ендірілген және өнеркәсіптік жүйелер; Сигнал кернеуі 1,5 В-қа дейін төмендетілді, бірақ қосқыштар 3,3 В сигнал кернеуін пайдаланатын барлық карталармен кері үйлесімді. Қазіргі уақытта өнімділігі жоғары компьютер нарығының кәсіби емес сегменті үшін (қуатты жұмыс станциялары мен бастапқы деңгейдегі серверлер) ), онда PCI-X шинасы қолданылады, шинаны қолдайтын аналық платалар өте аз. Бұл сегментке арналған аналық платаның мысалы ASUS P5K WS болып табылады. Кәсіби сегментте ол RAID контроллерлерінде және PCI-E үшін SSD дискілерінде қолданылады.

Шағын PCI

Форма факторы PCI 2.2, негізінен ноутбуктерде қолдануға арналған.

PCI Express

PCI Express немесе PCIe немесе PCI-E (3-ші буын енгізу/шығару үшін 3GIO ретінде де белгілі; PCI-X және PXI-мен шатастырмау керек) - компьютерлік автобус(бірақ физикалық деңгейде бұл автобус емес, нүктеден нүктеге байланыс бола отырып), пайдалану бағдарламалық модель PCI шиналары және жоғары өнімді физикалық протоколға негізделген деректерді сериялық жіберу. PCI Express стандартын әзірлеуді Intel InfiniBand шинасын тастағаннан кейін бастады. Ресми түрде бірінші негізгі PCI Express спецификациясы 2002 жылдың шілдесінде пайда болды. PCI Express стандартын әзірлеуді PCI Special Interest Group компаниясы жүзеге асырады.

Параллель қосылған бірнеше құрылғылармен деректерді тасымалдау үшін жалпы шинаны пайдаланатын PCI стандартынан айырмашылығы, PCI Express, жалпы алғанда, пакеттік желі болып табылады. жұлдыз топологиясы. PCI Express құрылғылары бір-бірімен қосқыштар арқылы құрылған орта арқылы байланысады, әрбір құрылғы қосқышқа нүктеден нүктеге қосылым арқылы тікелей қосылады. Сонымен қатар, PCI Express шинасы мыналарды қолдайды:

• ыстық своп карталары;
• кепілдендірілген өткізу қабілеттілігі (QoS);
• энергияны басқару;
• берілетін деректердің тұтастығын бақылау.

PCI Express шинасы тек жергілікті автобус ретінде пайдалануға арналған. PCI Express бағдарламалық құралының үлгісі негізінен PCI-ден мұраланғандықтан, бар жүйелер мен контроллерлерді бағдарламалық құралды өзгертпей, тек физикалық деңгейді ауыстыру арқылы PCI Express шинасын пайдалану үшін өзгертуге болады. PCI Express шинасының ең жоғары өнімділігі оны AGP шиналарының орнына пайдалануға мүмкіндік береді, одан да көп PCI және PCI-X. Іс жүзінде PCI Express бұл автобустарды дербес компьютерлерде ауыстырды.

• MiniCard (Mini PCIe) - Mini PCI пішін факторын ауыстыру. Мини карта қосқышы келесі автобустарды қолдайды: x1 PCIe, 2.0 және SMBus.
  • M.2 - Mini PCIe екінші нұсқасы, x4 PCIe және SATA дейін.
• ExpressCard - PCMCIA пішін факторына ұқсас. ExpressCard қосқышы x1 PCIe және USB 2.0 автобустарын қолдайды; ExpressCard карталары ыстық қосылымды қолдайды.
• AdvancedTCA, MicroTCA – модульдік телекоммуникациялық жабдыққа арналған форма факторы.
  
• Мобильді PCI Express модулі (MXM) - NVIDIA ноутбуктер үшін жасалған өнеркәсіптік форма факторы. Ол графикалық үдеткіштерді қосу үшін қолданылады.
• PCI Express кабелінің сипаттамалары бір қосылымның ұзындығын ондаған метрге жеткізуге мүмкіндік береді, бұл перифериялық құрылғылары айтарлықтай қашықтықта орналасқан компьютерді жасауға мүмкіндік береді.
  
• StackPC - жинақталатын компьютерлік жүйелерді құруға арналған спецификация. Бұл спецификация StackPC, FPE кеңейту қосқыштарын және олардың салыстырмалы орындарын сипаттайды.

Стандарт бір портқа x32 жолдарға рұқсат беретініне қарамастан, мұндай шешімдер физикалық тұрғыдан айтарлықтай көлемді және қол жетімді емес.

PCI Express 2.0

PCI-SIG 2007 жылдың 15 қаңтарында PCI Express 2.0 спецификациясын шығарды. PCI Express 2.0 негізгі инновациялары:

• Өткізу қабілетін арттыру: бір жолдың өткізу қабілеті 500 МБ/с немесе 5 ГТ/с ( Гигатранзакциялар/с).
• Құрылғылар мен бағдарламалық жасақтама үлгісі арасындағы тасымалдау протоколына жақсартулар жасалды.
• Динамикалық жылдамдықты басқару (байланыс жылдамдығын басқару үшін).
• Өткізу қабілеті туралы ескерту (автобус жылдамдығы мен еніндегі өзгерістер туралы бағдарламалық құралды хабардар ету үшін).
• Қол жеткізуді басқару қызметтері - қосымша нүктеден нүктеге транзакцияны басқару мүмкіндіктері.
• Орындау күту уақытын басқару.
• Функция деңгейін қалпына келтіру PCI құрылғысындағы PCI функцияларын қалпына келтіруге арналған қосымша механизм болып табылады.
• Қуат шегін қайта анықтау (көбірек қуат тұтынатын құрылғыларды қосқанда ұяшық қуат шегін қайта анықтау үшін).

PCI Express 2.0 PCI Express 1.1 нұсқасымен толық үйлесімді (ескілері жаңа қосқыштары бар аналық платаларда жұмыс істейді, бірақ тек 2,5 ГТ/с жылдамдықпен жұмыс істейді, өйткені ескі микросхемалар екі есе деректерді беру жылдамдығына қолдау көрсете алмайды; жаңа бейне адаптерлер ескі PCI Express 1.x қосқыштары).

PCI Express 2.1

Физикалық сипаттамалары бойынша (жылдамдық, қосқыш) бағдарламалық қамтамасыз ету бөлігінде 2.0-ге сәйкес келеді, 3.0 нұсқасында толығымен енгізу жоспарланған функциялар қосылды. Көптеген аналық платалар 2.0 нұсқасымен сатылатындықтан, тек 2.1 нұсқасы бар бейне картасының болуы 2.1 режимін пайдалануға мүмкіндік бермейді.

PCI Express 3.0

2010 жылдың қарашасында PCI Express 3.0 техникалық сипаттамалары бекітілді. Интерфейстің деректерді беру жылдамдығы 8 ГТ/с ( Гигатранзакциялар/с). Бірақ соған қарамастан, оның нақты өткізу қабілеті PCI Express 2.0 стандартымен салыстырғанда әлі де екі есе артты. Бұл шина арқылы жіберілетін 128 бит деректер 130 битпен кодталған 128b/130b агрессивті кодтау схемасының арқасында қол жеткізілді. Бұл ретте PCI Express-тің алдыңғы нұсқаларымен толық үйлесімділік сақталады. PCI Express 1.x және 2.x карталары 3.0 слотында жұмыс істейді және керісінше, PCI Express 3.0 картасы 1.x және 2.x ұяларында жұмыс істейді.

PCI Express 4.0

PCI арнайы қызығушылық тобы (PCI SIG) PCI Express 4.0 2016 жылдың соңына дейін стандартталуы мүмкін екенін мәлімдеді, бірақ 2016 жылдың ортасында, бірқатар чиптер өндіріске дайындалып жатқан кезде, БАҚ стандарттау 2017 жылдың басында күтілетінін хабарлады. 16 GT/s өткізу қабілеті болады, яғни ол PCIe 3.0-ден екі есе жылдам болады.

Пікір қалдырыңыз!

Интерфейстің физикалық қабаты электрлік және оптикалық іске асыруға мүмкіндік береді. Негізгі электрлік интерфейс қосылымы (1х) екі дифференциалды төмен вольтты сигнал жұбынан тұрады – жіберу (PETp0, PETn0 сигналдары) және қабылдау (PERp0, PERn0). Интерфейс таратқыштар мен қабылдағыштардың тұрақты ток оқшаулауын пайдаланады, бұл құрамдастарды жасау технологиясына қарамастан құрамдастардың үйлесімділігін қамтамасыз етеді және сигнал берудің кейбір мәселелерін жояды. Тасымалдау үшін өзін-өзі синхрондаушы кодтау қолданылады, бұл жоғары жіберу жылдамдығына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Негізгі жылдамдық әр бағытта 2,5 Гбит/с бастапқы деректер (8B/10B кодтауынан кейін), болашақта жоғары жылдамдықтар жоспарланған. Өткізу қабілеттілігін масштабтау үшін сигнал желілерін (жолақтар, электрлік интерфейстегі сигнал жұптары) екі бағытта бірдей санға біріктіруге болады. Техникалық сипаттамада 1, 2, 4, 8, 12, 16 және 32 жолдардың қосылу опциялары қарастырылады (x1, x2, x4, x8, x12, x16 және x32 ретінде белгіленеді); Олардың арасындағы тасымалданатын деректер байт бойынша таратылады. Жолдардың әрқайсысында өздігінен синхрондау дербес орындалады, сондықтан тасымалдау құбылысы (параллель интерфейстердің қасіреті) жоқ. Осылайша, 32×2,5 = 80 Гбит/с дейінгі жылдамдыққа қол жеткізуге болады, бұл шамамен 8 ГБ/с ең жоғары жылдамдыққа сәйкес келеді. Аппараттық құралдарды инициализациялау кезінде әрбір қосылым жолдар саны мен жіберу жылдамдығын келіседі; келіссөздер ешқандай бағдарламалық қатысусыз төмен деңгейде жүзеге асырылады. Келісілген қосылым параметрлері кейінгі жұмыстың бүкіл ұзақтығына жарамды.

PCI Express физикалық деңгейінде ыстық қосылымды қамтамасыз ету қосымша жабдық шығындарын қажет етпейді, өйткені нүктеден нүктеге қосылу қажет емес қатысушыларды тартпайды. Сигналдарды қауіпсіз ауыстыру қажет емес, қосылған құрылғының мүмкіндіктері басқа құрылғылардың жұмыс режимдеріне ешқандай әсер етпейді;

Интерфейс сигналының түйреуіштерінің аз саны PCI Express дизайн енгізулерін таңдауда үлкен еркіндік береді:

• тақтаның ішіндегі компоненттерді қосу;
• PC/AT және ATX дизайнындағы слоттар мен кеңейту карталары;
• мобильді компьютерлерге арналған ішкі және сыртқы кеңейту карталары;
• серверлер мен байланыс жабдықтары үшін шағын өлшемді енгізу/шығару модульдері;
• өнеркәсіптік компьютерлерге арналған модульдер;
• «қызы» карталарының ажыратылатын қосылымы (мезаннин интерфейсі);
• блоктардың кабельдік қосылыстары.

PC/AT және ATX конструкцияларындағы кеңейту карталары үшін сигнал желілерінің жұптарының саны (x1, x4, x8, x16) және сәйкесінше өлшемі бойынша (халықаралық картаны қараңыз) әр түрлі PCI Express қосқыш ұяшығының әртүрлі модификациялары қарастырылған. төмендегі сурет). Сонымен бірге өлшемі бірдей немесе кішірек қосқышы бар карталарды үлкенірек слоттарға орнатуға болады (бұл Up-plugging деп аталады). Дегенмен, керісінше опция (Downplugging) - үлкен картаны кішірек ұяшыққа салу - механикалық түрде мүмкін емес (PCI/PCI-X-де бұл мүмкін). Жоғарыда көрсетілгендей, ең кіші PCI Express нұсқасы стандартты PCI шинасы сияқты өткізу қабілеттілігін қамтамасыз етеді.

PCI Express слоттарының түйреуіш тағайындаулары төмендегі кестеде көрсетілген.

PCI Express интерфейс сигналдарының жиыны аз:

• PETp0, PETn0… PETp15, PETn15 — сигнал жұбының таратқыштарының шығыстары 0…15;
• PERp0, PERn0... PERp15, PERn15 — қабылдағыш кірістері;
• REFCLK+ және REFCLK - 100 МГц анықтамалық жиілік сигналдары;
• PERST# — картаны қалпына келтіру сигналы;
• WAKE# — «ояту» сигналы (картадан);
• PRSNT1#, PRSNT2# - ыстық штепсельдік жүйеге арналған картаны қосу/ажыратуды анықтау сигналдары. Картада бұл схемалар бір-бірімен қосылған, ал PRSNT2# үшін ең жоғары саны бар контакт таңдалады. Бұл қосылу және ажырату сәттерін дәлірек бақылауға мүмкіндік береді (картаны қисайтқан жағдайда). Қосылған картаның желілерінің санын анықтау үшін бұл жолдар пайдаланылмайды - желі сыйымдылығы қосылу орнатылған кезде автоматты түрде анықталады (оқу процедурасында).

Қосымша, ұяшықта қосымша SMBus шинасы сигналдары (SMB_CLK және SMB_DATA) және JTAG интерфейс сигналдары (TCLK, TDI, TDO, TMS, TRST#) бар.

Карталарға қуат келесі автобустар арқылы беріледі:

• +3,3В — негізгі қоректендіру көзі +3 В ток 9 А дейін;
• +12В — сәйкесінше x1/x4, x8/x16 слоттары үшін 0,5/2,1/4,4А дейін ток кезінде негізгі қуат көзі +12 В;
• +3,3Vaux - қосымша қуат, картадан сигналды оятуға қабілетті жүйелерде ток 375 мА дейін және оянбайтын жүйелерде 20 мА дейін.

Кесте. PCI Express слоттары

Мобильді компьютерлер үшін PCMCIA ExpressCard дизайнын енгізді (келесі суретті қараңыз), ол үшін екі интерфейс жүйелік қосқышқа шығарылады: PCI Express (1x) және USB 2.0. ExpressCard модульдері алдыңғы PCMCIA карталарына қарағанда ықшамырақ (PC Card және CardBus); Ені бойынша ерекшеленетін екі модификация бар: ExpressCard/34 (34×75×5 мм) және ExpressCard/54 (54×75×5 мм). Модульдердің қалыңдығы небәрі 5 мм, бірақ қажет болса, ұзағырақ модульдерде компьютер корпусының өлшемдерінен тыс (коннектордың шетінен 75 мм-ден артық) созылатын бөліктерде қалыңдатулар болуы мүмкін. Бұрынғы PCIMCIA карталары сияқты, ExpressCards да пайдаланушыға қол жетімді және қосулы.

Ноутбуктердің ішкі кеңейту карталары үшін Mini PCI Express дизайны енгізілді (төмендегі суретті қараңыз), оның пішімі Mini PCI Type IIIA түрінен алынған. Істікшелердің санын азайту арқылы карта ені 30 мм-ге дейін азаяды, осылайша бір Mini PCI картасының орнына жұп Mini PCI Express карталарын сыйғызуға болады. PCI Express-тен басқа, карта қосқышында (төмендегі кестені қараңыз) USB 2.0 (USB_D+ және USB_D-) және SMBus (SMB_CLK және SMB_DATA) сериялық шиналық интерфейстері, қуат көзі +3,3 В (750 мА негізгі және 250 мА қосымша) және + 1,5 В (375 мА). PCI Express интерфейсінің өзі (x1) тек 6 түйреуішті (таратқыш шығыстары PETp0 және PETn0, қабылдағыш кірістері PERp0 және PERn0, сондай-ақ REFCLK+ және REFCLK- 100 МГц анықтамалық жиілік сигналдары. PERST# сигналы - картаны қалпына келтіру, WAKE# сигналы - " ояту» (картадан) LED_Wxxx# сигналдары күй жарық диодтарын басқару үшін пайдаланылады.

Кесте. Мини PCI Express қосқыштары

PCI Express интерфейсі серверлер мен тірекке орнатылатын байланыс құрылғылары үшін енгізу/шығару және желілік интерфейс модульдерін ыңғайлы түрде орналастырады. Мұндай модульдер өте ықшам болуы мүмкін (2U биіктігі қосқышты орналастыруда қиындықтар туғызбайды), ал интерфейс өнімділігі Fiber Channel, Gigabit Ethernet (GbE), 10GbE сияқты маңызды модульдер үшін де жеткілікті.

PCI Express интерфейсі өнеркәсіптік компьютерлер үшін де қабылданады, олар үшін PICMG 3.4 спецификациялары (x1, x2 және x4 үшін шағын өлшемді конструкциялар), сондай-ақ Compact PCI форматындағы конструкциялар бар.

PCI Express интерфейсі бір-бірінен қысқа қашықтықта орналасқан блоктардың кабельдік қосылымдары үшін кабельдік нұсқада да бар. Мысалы, PCI Express арқылы қондыру станцияларын ноутбуктерге қосуға болады. PCI Express предшественниктерінен компьютер корпусынан тыс жүйелік деңгейдегі интерфейсті шығару мүмкіндігі тек ISA шинасы арқылы, содан кейін тек төмен байланыс жылдамдығында (5 МГц-ке дейінгі жиіліктерде) қолдау тапты. Жүйе деңгейіндегі жаңа сериялық интерфейстердің ішінде InfiniBand де осы мүмкіндікке ие. Жүйелік деңгейдегі жоғары өнімділік интерфейсінің кабельдік нұсқасының болуы бізге компьютердің өзегімен қарқынды алмасуды қажет ететін барлық компоненттер жүйелік блокта шоғырланған дәстүрлі компьютерлік орналасудан бас тартуға мүмкіндік береді.

Қазіргі уақытта барлық дерлік аналық платалар PCI-E x16 кеңейту слотымен жабдықталған. Бұл таңқаларлық емес: оған дискретті графикалық үдеткіш орнатылған, онсыз өнімді дербес компьютер жасау мүмкін емес. Бұл оның тарихы, техникалық сипаттамалары және ықтимал жұмыс режимдері болашақта талқыланады.

Кеңейту ұяшығының пайда болуына фон

2000-шы жылдардың басында, сол кезде орнату үшін пайдаланылған AGP кеңейту слотымен өнімділіктің максималды деңгейіне жеткенде және оның мүмкіндіктері жеткіліксіз болған кезде жағдай туындады. Осының нәтижесінде графикалық үдеткіштерді орнатуға арналған болашақ слоттың бағдарламалық және аппараттық құрамдас бөліктерін әзірлеуді бастаған PCI-SIG консорциумы құрылды. Оның шығармашылығының жемісі 2002 жылы алғашқы PCI Express 16x 1.0 спецификациясы болды.

Сол кезде болған екі дискретті графикалық адаптерді орнату порттары арасындағы үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін кейбір компаниялар ескірген графикалық шешімдерді жаңа кеңейту ұяшығына орнатуға мүмкіндік беретін арнайы құрылғылар әзірледі. Кәсіби мамандар тілінде бұл әзірлеменің өз атауы болды - PCI-E x16/AGP адаптері. Оның негізгі мақсаты - жүйелік блоктың алдыңғы конфигурациясындағы компоненттерді пайдалану арқылы ДК жаңарту құнын азайту. Бірақ бұл тәжірибе жаңа интерфейстегі бастапқы деңгейдегі видеокарталардың құны адаптердің бағасына дерлік тең болғандығына байланысты кең тараған жоқ.

Осымен қатар, сол кезде таныс PCI порттарын ауыстыратын сыртқы контроллерлер үшін осы кеңейту ұяшығының қарапайым модификациялары жасалды. Сыртқы ұқсастығына қарамастан, бұл құрылғылар айтарлықтай ерекшеленді. Егер AGP және PCI параллель ақпаратты берумен мақтана алатын болса, онда PCI Express сериялық интерфейс болды. Оның жоғары өнімділігі дуплексті режимде деректерді беру жылдамдығының айтарлықтай жоғарылауымен қамтамасыз етілді (бұл жағдайда ақпарат бірден екі бағытта берілуі мүмкін).

Тасымалдау жылдамдығы және шифрлау әдісі

PCI-E x16 интерфейсін белгілеуде нөмір деректерді тасымалдау үшін пайдаланылатын жолақтардың санын көрсетеді. Бұл жағдайда олардың әрқайсысы өз кезегінде ақпаратты жіберуге арналған 2 жұп сымнан тұрады. Жоғарыда айтылғандай, жоғары жылдамдық бұл жұптардың толық дуплексті режимде жұмыс істеуімен қамтамасыз етіледі. Яғни, ақпаратты беру бірден екі бағытта жүруі мүмкін.

Берілетін деректердің ықтимал жоғалуынан немесе бұрмалануынан қорғау үшін бұл интерфейс 8V/10V деп аталатын арнайы ақпаратты қорғау жүйесін пайдаланады. Бұл белгілеу келесідей шешіледі: 8 биттік деректерді дұрыс және дұрыс жіберу үшін дұрыстығын тексеру үшін олар 2 қызмет битімен толықтырылуы керек. Бұл жағдайда жүйе компьютерді пайдаланушы үшін пайдалы жүктемені көтермейтін қызметтік ақпараттың 20 пайызын беруге мәжбүр болады. Бірақ бұл дербес компьютердің графикалық ішкі жүйесінің сенімді және тұрақты жұмысының бағасы және онсыз істеу мүмкін емес.

PCI-E нұсқалары

PCI-E x16 қосқышы барлық аналық платаларда сыртқы жағынан бірдей. Тек ақпаратты беру жылдамдығы әр жағдайда айтарлықтай ерекшеленуі мүмкін. Нәтижесінде құрылғының өнімділігі де әртүрлі. Бұл графикалық интерфейстің модификациялары келесідей:

• 1-ші PCI модификациясы - Express x16 v. 1.0 теориялық өткізу қабілеті 8 Гбит/с болды.
• 2-ші буын PCI - Express x16 v. 2.0 қазірдің өзінде 16 Гб/с өткізу қабілетінен екі есе жоғары болды.
• Осы интерфейстің үшінші нұсқасы үшін де осыған ұқсас үрдіс жалғасты. Бұл жағдайда бұл көрсеткіш 64 Гб/с деңгейінде белгіленді.

Контактілердің орналасуымен көзбен ажырату мүмкін емес. Сонымен бірге олар бір-бірімен үйлесімді. Мысалы, графикалық адаптер картасын физикалық деңгейде 2.0 сипаттамаларына сәйкес келетін 3.0 нұсқасы ұясына орнатсаңыз, онда бүкіл өңдеу жүйесі автоматты түрде ең төменгі жылдамдық режиміне (яғни, 2.0) ауысады және жұмыс істеуін жалғастырады. өткізу қабілеті 64 Гб/с.

Бірінші буын PCI Express

Жоғарыда айтылғандай, PCI Express алғаш рет 2002 жылы енгізілген. Оның шығарылымы бірнеше графикалық адаптерлері бар дербес компьютерлердің пайда болуын белгіледі, сонымен қатар олар орнатылған бір үдеткіштің өзінде жоғары өнімділікпен мақтана алады. AGP 8X стандарты өткізу қабілеті 2,1 Гбит/с, ал PCI Express бірінші нұсқасы – 8 Гб/с.

Әрине, сегіз есе өсім туралы айтудың қажеті жоқ. Өсудің 20 пайызы сервистік ақпаратты тасымалдауға жұмсалды, бұл қателерді табуға мүмкіндік берді.

PCI-E екінші модификациясы

Оның бірінші буыны 2007 жылы PCI-E 2.0 x16 ауыстырылды. 2-ші буын видеокарталары, бұрын айтылғандай, физикалық және бағдарламалық жасақтама осы интерфейстің бірінші модификациясымен үйлесімді болды. Тек осы жағдайда графикалық жүйенің өнімділігі PCI Express 1.0 16x интерфейс нұсқасының деңгейіне дейін айтарлықтай төмендеді.

Теориялық тұрғыдан бұл жағдайда ақпаратты беру шегі 16 Гбит/с тең болды. Бірақ пайда болған өсімнің 20 пайызы меншікті ақпаратқа жұмсалды. Нәтижесінде, бірінші жағдайда нақты тасымалдау мынаған тең болды: 8 Гб/с - (8 Гб/с x 20%: 100%) = 6,4 Гб/с. Ал графикалық интерфейсті екінші рет орындау үшін бұл мән қазірдің өзінде болды: 16 Гб/с - (16 Гб/с x 20%: 100%) = 12,8 Гб/с. 12,8 Гб/с-ты 6,4 Гб/с-қа бөлсек, біз PCI Express-тің 1-ші және 2-ші нұсқалары арасында нақты практикалық өнімділікті 2 есеге арттырамыз.

Үшінші ұрпақ

Бұл интерфейстің соңғы және ең соңғы жаңартуы 2010 жылы шығарылды. Бұл жағдайда PCI-E x16 максималды жылдамдығы 64 Гб/с дейін өсті, ал қосымша қуатсыз графикалық адаптердің максималды қуаты бұл жағдайда 75 Вт-қа тең болуы мүмкін.

Бір компьютердегі бірнеше графикалық үдеткіштері бар конфигурация опциялары. Олардың оң және теріс жақтары

Бұл интерфейстің ең маңызды жаңалықтарының бірі - бірден бірнеше x16 графикалық адаптерлерге ие болу мүмкіндігі. Бұл жағдайда видеокарталар бір-бірімен біріктіріліп, негізінен бір құрылғыны құрайды. Олардың жалпы өнімділігі қорытындыланады және бұл шығыс кескінді өңдеу тұрғысынан ДК өнімділігін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік береді. NVidia шешімдері үшін бұл режим SLI деп аталады, ал AMD графикалық процессорлары үшін - CrossFire.

Бұл стандарттың болашағы

PCI-E x16 ұясы жақын болашақта өзгермейді. Бұл ескірген компьютерлердің бөлігі ретінде қуаттырақ бейне карталарды пайдалануға мүмкіндік береді және осылайша компьютерлік жүйені біртіндеп жаңартуды жүзеге асырады. Қазір осы деректерді беру әдісінің 4-ші нұсқасының техникалық сипаттамалары әзірленуде. Бұл жағдайда графикалық адаптерлер үшін ең көбі 128 ГБ/с беріледі. Бұл кескінді монитор экранында «4K» немесе одан да жоғары сапада көрсетуге мүмкіндік береді.

Нәтижелер

Қалай болғанда да, PCI-E x16 қазіргі уақытта жалғыз графикалық слот және интерфейс болып табылады. Бұл ұзақ уақыт бойы өзекті болады. Оның параметрлері бастапқы деңгейдегі компьютерлік жүйелерді де, бірнеше үдеткіштері бар жоғары өнімді ДК құруға мүмкіндік береді. Дәл осы икемділіктің арқасында бұл тауашада айтарлықтай өзгерістер күтілмейді.

WiFi модульдері және басқа ұқсас құрылғылар. Intel бұл автобусты 2002 жылы жасай бастады. Қазір PCI Special Interest Group коммерциялық емес ұйымы осы автобустың жаңа нұсқаларын әзірлеуде.

Қазіргі уақытта PCI Express шинасы AGP, PCI және PCI-X сияқты ескірген автобустарды толығымен ауыстырды. PCI Express шинасы аналық платаның төменгі жағында көлденең күйде орналасқан.

PCI Express - бұл PCI шинасы негізінде жасалған автобус. PCI Express және PCI арасындағы негізгі айырмашылықтар физикалық деңгейде жатыр. PCI ортақ шинаны пайдаланса, PCI Express жұлдызша топологиясын пайдаланады. Әрбір құрылғы бөлек қосылымы бар жалпы коммутаторға қосылған.

PCI Express бағдарламалық құралының үлгісі негізінен PCI үлгісіне сәйкес келеді. Сондықтан бар PCI контроллерінің көпшілігін PCI Express шинасын пайдалану үшін оңай өзгертуге болады.

Аналық платадағы PCI Express және PCI слоттары

Сонымен қатар, PCI Express шинасы келесідей жаңа мүмкіндіктерді қолдайды:

• Құрылғыларды ыстық розеткаға қосу;
• Кепілдендірілген деректер алмасу жылдамдығы;
• Энергияны басқару;
• Берілген ақпараттың тұтастығын бақылау;

PCI Express шинасы қалай жұмыс істейді?

PCI Express шинасы құрылғыларды қосу үшін екі жақты сериялық қосылымды пайдаланады. Оның үстіне мұндай қосылымда бір (x1) немесе бірнеше (x2, x4, x8, x12, x16 және x32) бөлек жолдар болуы мүмкін. Бұл жолдар неғұрлым көп пайдаланылса, PCI Express шинасы деректерді беру жылдамдығы соғұрлым жоғары болады. Қолдау көрсетілетін жолдар санына байланысты аналық платадағы баға мөлшері әртүрлі болады. Бір (x1), төрт (x4) және он алты (x16) жолдан тұратын ұяшықтар бар.

PCI Express ұяшығының өлшемдерін визуалды демонстрациялау

Сонымен қатар, кез келген PCI Express құрылғысы кез келген ұяшықта жұмыс істей алады, егер слотта бірдей немесе одан да көп жолдар болса. Бұл x1 қосқышы бар PCI Express картасын аналық платадағы x16 ұясына орнатуға мүмкіндік береді.

PCI Express өткізу қабілеттілігі жолақтар санына және автобус нұсқасына байланысты.

PCI Express құрылғыларының мысалдары

PCI Express негізінен дискретті бейне карталарды қосу үшін қолданылады. Бұл автобус пайда болғаннан бері оны барлық видеокарталар пайдаланады.

GIGABYTE GeForce GTX 770 графикалық картасы

Дегенмен, бұл PCI Express шинасы жасай алатын барлық нәрсе емес. Оны басқа компоненттерді өндірушілер пайдаланады.

SUS Xonar DX дыбыс картасы

SSD дискісі OCZ Z-Drive R4 Enterprise

Сәлем достар.

Көптеген жылдар бойы аналық платалар PCI-E стандартының слоттарымен жабдықталған, ол өзінің PCI тегі мен бұрынғыдан да ескірген AGP-ді ығыстырды. Дегенмен, бұл стандарттың бірнеше ішкі түрі бар және олар бір уақытта аналық платада орналасуы мүмкін.

Бұл көбінесе пайдаланушыларды компьютерге арналған жабдықты таңдауда жаңылыстыруға әкеледі. Менің мақаламда мен PCI Express x16 туралы айтатын боламын, өйткені бұл спецификация қазіргі уақытта ең сұранысқа ие және сіз оны басқалардан ажырата аласыз.

PCI-E туралы қысқаша

Білмейтіндер үшін, ең алдымен, мен PCI Express дегеніміз не екенін қысқаша түсіндіремін. Бұл ДК функционалды блоктары арасында деректерді тасымалдауға арналған қазіргі заманғы компьютерлік автобустың атауы.

Дегенмен, физикалық тұрғыдан алғанда, бұл шина емес, нүктеден нүктеге қосылу, яғни екі құрылғыны тікелей байланыстырады. Не қосуға болады? Аналық платаны бейне, аудио және желілік карталармен, Bluetooth және Wi-Fi модульдерімен, мамандандырылған диагностикалық контроллерлермен және басқа құрылғылармен қосуға болады. Бірақ негізінен бұл бейне карта ұясында.

Ең алдымен, PCI-E ұрпақтарын ажырату керек. Қазіргі уақытта ең көп тараған 3.0, бірақ ол қазірдің өзінде оның мұрагерімен белсенді түрде ауыстырылуда, өйткені ол екі есе жылдам жұмыс істейді. 5.0 спецификация. 2019 жылы ғана пайда болады.

Стандарттың барлық буындары аналық платадағы тректердің бірдей көрінісіне ие. Бірақ олардың ұзындығы әртүрлі болуы мүмкін. Атап айтқанда, 4 негізгі өлшем: PCI Express x16, x8, x4, x1. Сан неғұрлым жоғары болса, соғұрлым байланыс аймағы кеңейеді.

Интерфейс картаға және кері жіберуге қабілетті максималды қосылымдар саны пішін факторына байланысты. Бұл қосылыстарды екі сигнал жұбынан тұратын сызықтар деп атаған дұрысырақ: біреуі ақпаратты жібереді, екіншісі қабылдайды. Деректерді тасымалдау жылдамдығы PCI-E нұсқасымен анықталады.

Жылдамдықтар мен үйлесімділік

Менің не айтып тұрғанымды жақсырақ түсінуге көмектесу үшін кестені қараңыз:

Бүгінгі таңда ең көп таралған үшінші ұрпақтағы PCI Express x16 өткізу қабілеті әр бағытта 4 ГБ/с құрайды. Оларды бірге көбейтсек, біз 16 ГБ/с жалпы көрсеткішті аламыз, бірақ іс жүзінде ол сәл аз. Бұл қазіргі заманғы видеокарталар үшін жеткілікті.

Кішірек пішін факторы құрылғысын үлкенірек слотқа салуға болатынын есте сақтаңыз, бірақ ол өз жылдамдығымен жұмыс істейді. Мысалы, видеокартада x4 интерфейсі бар, ал аналық платада x16 интерфейсі бар; Олар бір-бірімен үйлесімді, бірақ ұяшық құрылғыға қуат қосуға қабілетті емес. Өз кезегінде, аналық платаға қарағанда үлкенірек интерфейсі бар құрылғыны енгізу тіпті физикалық мүмкін емес.

Бар болғаны.