▷ Pci ilmaista

Tällä hetkellä yleisin käytettävissä oleva laajennuspaikan tyyppi on PCI Express. Tässä artikkelissa opit kaiken, mitä sinun on tiedettävä tämän tyyppisestä yhteydestä: sen alkuista, toiminnasta, versioista, lähtö- ja muista asioista.

Ensimmäisestä PC: stä, joka julkaistiin vuonna 1981, joukkueella on ollut laajennuspaikkoja, joihin voidaan asentaa lisäkortteja ominaisuuksien lisäämiseksi, joita ei ole käytettävissä ryhmän emolevyllä. Ennen kuin puhumme PCI Express -portista, meidän pitäisi puhua vähän PC: n laajennuspaikkojen historiasta ja niiden tärkeimmistä haasteista, jotta ymmärrät mikä tekee PCI Express -portista erilaisen.

Sisällysluettelo

Laajennuspaikkojen tyypit

Alla on lueteltu yleisimmät laajennuspaikat, jotka on julkaistu PC: lle sen historian aikana:

• ISA (standardi teollisuusarkkitehtuuri) MCA (mikrokanava-arkkitehtuuri) EISA (laajennettu teollisuusstandardiarkkitehtuuri) VLB (VESA-paikallisväylä) PCI (oheislaitteiden yhdistäminen) PCI-X (laajennettu oheislaitekomponenttien kytkentä) AGP (nopeutettu grafiikkaportti) PCI Express (Express-oheislaitteiden välinen yhteys)

Yleensä uuden tyyppisiä laajennuspaikkoja vapautetaan, kun käytettävissä olevien paikkatyyppien on osoitettu olevan liian hitaita tietyissä sovelluksissa. Esimerkiksi alkuperäisessä ISA-korttipaikassa, joka oli saatavana alkuperäisessä IBM PC: ssä ja IBM XT PC: ssä ja sen klooneissa, teoreettinen enimmäissiirtonopeus (ts. Kaistanleveys) oli vain 4, 77 MB / s.

ISA: n 16-bittinen versio, joka julkaistiin yhdessä IBM PC AT: n kanssa vuonna 1984, melkein kaksinkertaisti käytettävissä olevan kaistanleveyden 8 MB / s, mutta tämä määrä oli erittäin pieni jopa tuolloin suurten kaistanleveyssovellusten, kuten videon, kohdalla..

Myöhemmin IBM julkaisi MCA-paikan PS / 2-tietokoneidensa linjalle, ja koska se oli suojattu tekijänoikeuksilla, muut valmistajat voivat käyttää sitä vain, jos he tekivät lisenssijärjestelmän IBM: n kanssa, jota vain viisi yritystä teki (Tandy, Aprikoosi, Dell, Olivetti ja tutkimuskoneet).

Siksi MCA-korttipaikat rajoitettiin muutamiin näiden merkkien PC-malleihin. Yhdeksän PC-valmistajaa kokoontui luomaan EISA-korttipaikan, mutta se epäonnistui kahdesta syystä.

Ensinnäkin se säilytti yhteensopivuuden alkuperäisen ISA-paikan kanssa, joten sen kellotaajuus oli sama kuin 16-bittisen ISA-paikan.

Toiseksi, allianssiin ei kuulunut emolevyvalmistajia, joten vain harvoilla yrityksillä oli pääsy tähän korttipaikkaan, aivan kuten se oli MCA-paikalla.

Ensimmäinen todellinen nopea paikka, joka julkaistiin, oli VLB. Suurin nopeus saavutettiin yhdistämällä aikaväli paikalliseen CPU-väylään eli ulkoiseen CPU-väylään.

Tällä tavalla korttipaikka ajettiin samalla nopeudella kuin suorittimen ulkoinen väylä, joka on nopein väylä, jota on saatavana PC: llä.

Suurin osa prosessoreista käytti tuolloin ulkoista kellonopeutta 33 MHz, mutta myös prosessoreita, joiden ulkoinen kellonopeus oli 25 MHz ja 40 MHz, oli saatavana.

Tämän väylän ongelmana oli, että se oli suunniteltu erityisesti luokan 486 prosessorien paikallisväylälle. Kun Pentium-prosessori vapautettiin, se ei ollut sen kanssa yhteensopiva, koska se käytti paikallisväylää, jolla oli erilaisia ​​eritelmiä (ulkoinen kellotaajuus 66 MHz) 33 MHz: n sijasta ja 64-bittinen tiedonsiirto 32-bittisen sijaan).

Ensimmäinen koko toimialaa koskeva ratkaisu ilmestyi vuonna 1992, kun Intel johti teollisuuden luomaan lopullisen laajennuspaikan, PCI: n.

Myöhemmin muut yritykset liittyivät allianssiin, joka nykyään tunnetaan nimellä PCI-SIG (PCI Special Interest Group). PCI-SIG vastaa PCI-, PCI-X- ja PCI Express -paikkojen standardisoinnista.

Mitä ovat PCI Express -portit

PCI Express, lyhenne PCI-E tai PCIe, on klassisen PCI-väylän viimeisin kehitys, ja mahdollistaa laajennuskorttien lisäämisen tietokoneeseen.

Se on paikallinen sarjaportti, toisin kuin PCI, joka on rinnakkainen, ja sen kehitti Intel, joka esitteli sen ensimmäisen kerran vuonna 2004, 915P-piirisarjaan.

Löydämme PCI Express -väylät eri versioina; On olemassa versioita 1, 2, 4, 8, 12, 16 ja 32.

Esimerkiksi 8 kaistaisen (x8) PCI Express -järjestelmän siirtonopeus on 2 Gt / s (250 x8). PCI Express sallii tiedonsiirtonopeuden 250 Mt / s - 8 Gt / s versiossa 1.1. Versio 3.0 sallii 1 Gt / s (tosiasiallisesti 985 Mt) kaistaa kohti, kun taas 2.0 vain 500 Mt / s.

Mihin PCI Express -portit ovat?

Tätä uutta väylää käytetään laajennuskorttien kytkemiseen emolevyyn, ja sen on tarkoitus korvata kaikki PC: n sisäiset laajennusväylät, mukaan lukien PCI ja AGP (AGP on kokonaan kadonnut, mutta klassinen PCI vastustaa edelleen).

PCI, PCI-X ja PCI Express

BTW, joillakin käyttäjillä on vaikea erottaa PCI, PCI-X ja PCI Express (“PCIe”). Vaikka nämä nimet ovat samankaltaisia, ne viittaavat täysin erilaisiin tekniikoihin.

PCI on alustasta riippumaton väylä, joka kytkeytyy järjestelmään siltapiirin (silta, joka on osa emolevyn piirisarjaa) kautta. Aina kun uusi CPU julkaistaan, voit jatkaa saman PCI-väylän käyttöä suunnittelemalla siltapiirin uudelleen sen sijaan, että suunnittaisit väylän uudelleen, mikä oli normi ennen PCI-väylän luomista.

Vaikka muut konfiguraatiot olivat teoreettisesti mahdollisia, PCI-väylän yleisin toteutus oli 33 MHz: n kellolla 32-bittinen datapolku, joka mahdollisti kaistanleveyden 133 MB / s.

PCI-X- portti on PCI-väylän versio, joka toimii korkeammilla kellotaajuuksilla ja laajemmilla palvelinreiteillä palvelimen emolevyille, saavuttaen suuremman kaistanleveyden laitteille, jotka vaativat enemmän nopeutta, kuten muistikortille. huippuluokan verkko- ja RAID-ohjaimet.

Kun PCI-väylä osoittautui liian hitaa huippuluokan näytönohjaimille, AGP-paikka kehitettiin. Tätä korttipaikkaa käytettiin yksinomaan näytönohjaimille.

Lopuksi PCI-SIG kehitti yhteyden nimeltä PCI Express. Nimestään huolimatta PCI Express -portti toimii radikaalisti eri tavalla kuin PCI-väylä.

Eri PCI Express -väylät

• PCI Express 1x, jonka suorituskyky on 250Mb / s, on läsnä yhdessä tai kahdessa kopiossa kaikilla nykyisillä emolevyillä. PCI Express 2x, jonka suorituskyky on 500Mb / s, on vähemmän laajennettu, varattu palvelimille. PCI Express 4x, suorituskyky 1000Mb, on vähemmän. / s on varattu myös palvelimille. PCI Express 16x nopeudella 4000Mb / s on erittäin laajalle levinnyt, se on läsnä kaikissa nykyaikaisissa näytönohjaimissa ja on näytönohjainten vakioformaatti. PCI Express 32x -portti, jonka suorituskyky on 8000 Mb / s on sama muoto kuin PCI Express 16x, ja sitä käytetään usein huippuluokan emolevyillä SLI- tai Crossfire-väylien virran lisäämiseen. Näiden emolevyjen viitteissä on usein maininta "32". Tämä sallii kahden 16-kaistaisen langallisen PCI Express -portin, toisin kuin perinteiset SLI: t, johdotetut 2 x 8 kaistalle tai Basic Crossfire, johdotetut 1 x 16 + 1 × 4 kaistoihin. Emolevyille on ominaista myös ylimääräinen eteläsilta, joka on tarkoitettu vain 32x-väylälle.

PCI-SIG ilmoitti PCI Express -versiosta versiossa 4.0, joka tarjoaa kaksinkertaisen kaistanleveyden kaistaa kohti versiota 3.0 verrattuna.

Tämä katsaus sisältää kaistamarginaalit, vähentyneen järjestelmän latenssin, paremmat RAS-ominaisuudet, laajennetut etiketit ja hyvitykset palvelulaitteille, lisäkaistojen ja kaistanleveyden skaalautuvuus, alustan integrointi ja parempi I / O-virtualisointi.

Erot PCI: n ja PCI Expressin välillä

• PCI on väylä, kun taas PCI Express on sarjakohtainen yhteys, ts. Se yhdistää vain kaksi laitetta; kukaan muu laite ei voi jakaa tätä yhteyttä. Vain selventämiseksi, emolevyllä, joka käyttää tavallisia PCI-paikkoja, kaikki PCI-laitteet on kytketty PCI-väylään ja niillä on sama datapolku, joten pullonkaula voi tapahtua (ts. Suorituskyvyn heikkeneminen, koska enemmän laite haluaa lähettää tietoja samanaikaisesti). Emolevyllä, jossa on PCI Express -paikat, jokainen PCI Express -paikka on kytketty emolevyn piirisarjaan käyttämällä erillistä kaistaa, eikä jaa tätä kaistaa (datapolkua) muiden PCI Express -paikkojen kanssa. Emolevyyn sisäänrakennetut laitteet, kuten verkkoajurit, SATA ja USB, muodostavat tyypillisen yhteyden emolevyn piirisarjaan käyttämällä erillisiä PCI Express -yhteyksiä. PCI ja kaikki muun tyyppiset laajennuspaikat käyttävät rinnakkaista viestintää, Vaikka PCI Express luottaa nopeaan sarjaviestintään, PCI Express -portti luottaa yksittäisiin kaistoihin, jotka voidaan ryhmitellä toisiinsa suuremman kaistanleveyden yhteyksien luomiseksi. PCI Express -yhteyden kuvausta seuraava "x" viittaa yhteyden käyttämien kaistojen määrään.

Alla on vertaileva taulukko PC: lle olemassa olevien laajennuspaikkojen päämäärityksistä.

ura	katsella	Bittien lukumäärä	Tiedot jaksoa kohti	Kaistan leveys
ISA	4, 77 MHz	8	1	4, 77 MB / s
ISA	8 MHz	16	0, 5	8 Mt / s
MCA	5 MHz	16	1	10 Mt / s
MCA	5 MHz	32	1	20 Mt / s
EISA	8, 33 MHz	32	1	33, 3 Mt / s (tyypillisesti 16, 7 Mt / s)
VLB	33 MHz	32	1	133 Mt / s
PCI	33 MHz	32	1	133 Mt / s
PCI-X 66	66 MHz	64	1	533 Mt / s
PCI-X 133	133 MHz	64	1	1 066 Mt / s
PCI-X 266	133 MHz	64	2	2 132 MB / s
PCI-X 533	133 MHz	64	4	4 266 MB / s
AGP x1	66 MHz	32	1	266 Mt / s
AGP x2	66 MHz	32	2	533 Mt / s
AGP x4	66 MHz	32	4	1 066 Mt / s
AGP x8	66 MHz	32	8	2 133 MB / s
PCIe 1, 0 x1	2, 5 GHz	1	1	250 Mt / s
PCIe 1, 0 x4	2, 5 GHz	4	1	1 000 Mt / s
PCIe 1, 0 x8	2, 5 GHz	8	1	2000 Mt / s
PCIe 1, 0 x16	2, 5 GHz	16	1	4 000 Mt / s
PCIe 2.0 x1	5 GHz	1	1	500 Mt / s
PCIe 2.0 x4	5 GHz	4	1	2000 Mt / s
PCIe 2.0 x8	5 GHz	8	1	4 000 Mt / s
PCIe 2.0 x16	5 GHz	16	1	8000 Mt / s
PCIe 3.0 x1	8 GHz	1	1	1 000 Mt / s
PCIe 3.0 x4	8 GHz	4	1	4 000 Mt / s
PCIe 3.0 x8	8 GHz	8	1	8000 Mt / s
PCIe 3.0 x16	8 GHz	16	1	16 000 Mt / s

Tiedonsiirto PCI Express -portissa

PCI Express -yhteys edustaa poikkeuksellista edistysaskelta oheislaitteiden kommunikoinnissa tietokoneen kanssa.

Se eroaa PCI-väylästä monella tavalla, mutta tärkein on tapa, jolla tietoja siirretään.

PCI Express -yhteys on toinen esimerkki trendistä siirtää tiedonsiirtoa rinnakkaisviestinnästä sarjaliikenteeseen. Muita sarjaliikennettä käyttäviä yleisiä rajapintoja ovat USB, Ethernet (verkko) ja SATA ja SAS (tallennus).

Ennen PCI Expressiä kaikki PC-väylät ja laajennuspaikat käyttivät rinnakkaista viestintää. Rinnakkaisviestinnässä datapolulle siirretään useita bittejä samanaikaisesti, rinnakkain.

Sarjaliikenteessä vain yksi bitti siirretään datapolulla kellojaksoa kohti. Aluksi tämä tekee rinnakkaisviestinnästä nopeampaa kuin sarjaviestintä, koska mitä suurempi on lähetettyjen bittien lukumäärä kerralla, sitä nopeampi viestintä tapahtuu.

Rinnakkaisliikenteessä on kuitenkin joitain ongelmia, jotka estävät lähetyksiä saavuttamasta suurempaa kellonopeutta. Mitä korkeampi kello, sitä suurempia ongelmia sähkömagneettisilla häiriöillä (EMI) ja etenemisviiveellä.

Kun sähkövirta virtaa kaapelin läpi, sen ympärille syntyy sähkömagneettinen kenttä. Tämä kenttä voi indusoida viereisessä kaapelissa sähkövirran, vääristäen sen lähettämää tietoa.

Kuten olemme aiemmin puhuneet, kukin rinnakkaisviestintäbitti lähetetään erillisellä kaapelilla, mutta on lähes mahdotonta tehdä näitä 32 kaapelia täsmälleen samanpituisia emolevyllä. Suuremmilla kellonopeuksilla lyhyemmillä kaapeleilla välitetty data saapuu aikaisemmin kuin pidempien kaapeleiden kautta välitetty data.

Toisin sanoen bittit rinnakkaisviestinnässä voivat saapua myöhään. Seurauksena on, että vastaanottavan laitteen on odotettava kaikkien bittien saapumista täydellisen datan käsittelemiseksi, mikä merkitsee suorituskyvyn merkittävää menetystä. Tätä ongelmaa kutsutaan etenemisviiveeksi, ja se pahenee kasvavilla kellotaajuuksilla.

Sarjaliikennettä käyttävän väylän projekti on helpompi toteuttaa kuin rinnakkaisviestintää käyttävän väylän projekti, koska tiedon siirtämiseen tarvitaan vähemmän kaapeleita.

Tyypillisessä sarjaviestinnässä tarvitaan neljä kaapelia: kaksi datan lähettämiseksi ja kaksi vastaanottamiseksi, yleensä anti-sähkömagneettisilla häiriötekniikoilla, joita kutsutaan peruuttamiseksi tai differentiaalivaihetuksi. Peruutuksen tapauksessa sama signaali lähetetään kahdella kaapelilla, kun taas toinen kaapeli lähettää “heijastetun” signaalin (käänteinen polaarisuus) alkuperäiseen signaaliin verrattuna.

Sen lisäksi, että sarjaliikenne tarjoaa paremman häiriön sähkömagneettisille häiriöille, se ei kärsi etenemisviiveistä. Tällä tavoin he voivat saavuttaa korkeammat kellotaajuudet helpommin kuin rinnakkaisviestintä.

Toinen erittäin tärkeä ero rinnakkaisviestinnän ja sarjaviestinnän välillä on, että rinnakkaisviestintä on yleensä puolipuoleista (samoja kaapeleita käytetään tiedon lähettämiseen ja vastaanottamiseen) johtuen sen toteuttamiseen tarvittavasta suuresta kaapeleiden määrästä.

Sarjaliikenne on kaksipuolista (erillinen kaapelisarja datan lähettämistä varten ja toinen kaapelisarja tiedon vastaanottamiseksi), koska tarvitset vain kaksi kaapelia kumpaankin suuntaan. Puolidupleksisen viestinnän avulla kaksi laitetta ei voi puhua keskenään samanaikaisesti; yksi tai toinen siirtää dataa. Kaksisuuntaisen tiedonsiirron avulla molemmat laitteet voivat lähettää tietoja samanaikaisesti.

Nämä ovat tärkeimmät syyt, miksi insinöörit käyttivät sarjaviestintää rinnakkaisviestinnän sijasta PCI Express -porttiin.

Onko sarjaliikenne hitaampaa?

Se riippuu siitä, mitä vertaat. Jos verrataan rinnakkaista 33 MHz: n tiedonsiirtoa, joka lähettää 32 bittiä / jaksotakso, se on 32 kertaa nopeampi kuin 33 MHz: n sarjaviestintä, joka lähettää vain yhden bitin kerrallaan.

Jos kuitenkin verrataan samaa rinnakkaisviestintää sarjaliikenteeseen, joka toimii paljon korkeammalla kellotaajuudella, sarjaviestintä voi tosiasiassa olla nopeampaa.

Vertaa vain alkuperäisen PCI-väylän kaistanleveyttä, joka on 133 Mt / s (33 MHz x 32 bittiä), pienimmällä kaistanleveydellä, joka voidaan saavuttaa PCI Express -yhteydellä (250 Mt / s, 2, 5 GHz x 1 bitti).

Ajatus siitä, että sarjaviestintä on aina hitaampaa kuin rinnakkaisviestintä, tulee vanhemmista tietokoneista, joissa oli portteja nimeltään "sarjaportti" ja "rinnakkaisportti".

Tuolloin rinnakkaisportti oli paljon nopeampi kuin sarjaportti. Tämä johtui tavasta, jolla nämä satamat toteutettiin. Tämä ei tarkoita, että sarjaliikenne olisi aina hitaampaa kuin rinnakkaisviestintä.

Paikat ja näytönohjaimet

PCI Express -määritys sallii lähtö- ja saapumisaikojen fyysisen koon erilaisiksi, riippuen paikkaan kytkettyjen kaistojen määrästä.

Tämä pienentää emolevyllä tarvittavan tilan kokoa. Esimerkiksi, jos vaaditaan x1-liitännäinen paikka, emolevyn valmistaja voi käyttää pienempää korttipaikkaa, mikä säästää tilaa emolevylle.

Monissa emolevyissä on x16-paikkaa, jotka on kytketty x8-, x4- tai jopa x1-kiskoihin. Suurempien urien kanssa on tärkeää tietää, vastaavatko niiden fyysiset koot todella nopeuttaan. Jotkut koneet voivat myös hidastaa, kun niiden kaistat ovat yhteisiä.

Yleisin tapaus on emolevyillä, joissa on vähintään kaksi x16-paikkaa. Useilla emolevyillä on vain 16 kaistaa, jotka yhdistävät kaksi ensimmäistä x16-paikkaa PCI Express -ohjaimeen. Tämä tarkoittaa, että kun asennat yhden näytönohjaimen, siinä on käytettävissä x16-kaistaleveys, mutta kun asennat kaksi näytönohjainta, jokaisella näytönohjaimella on x8 kaistanleveyttä.

Emolevyn käsikirjan tulisi sisältää nämä tiedot. Mutta käytännöllinen vinkki on katsoa korttipaikan sisällä nähdäksesi kuinka monta kontaktia sinulla on.

Jos näet PCI Express x16 -kortissa olevat kontaktit leikatun puoleen siitä, minkä niiden pitäisi olla, tämä tarkoittaa, että vaikka tämä korttipaikka on fyysisesti x16-paikka, siinä on todella kahdeksan kaistaa (x8). Jos tällä samalla korttipaikalla huomaat, että kosketimien lukumäärä pienenee neljännekseen siitä mitä sillä pitäisi olla, näet x16-korttipaikan, jolla on todella vain neljä kaistaa (x4).

On tärkeää ymmärtää, että kaikki emolevyn valmistajat eivät noudata tätä menettelyä; Jotkut käyttävät edelleen kaikkia kontakteja, vaikka ura on kytketty pienempaan määrään kaistoja. Paras neuvo on tarkistaa emolevyn käsikirjasta oikeat tiedot.

Mahdollisimman suuren suorituskyvyn saavuttamiseksi sekä laajennuskortin että PCI Express -portin on oltava saman version. Jos sinulla on PCI Express 2.0 -kortti ja asennat sen järjestelmään, jossa on PCI Express 3.0 -portti, rajoitat kaistanleveyden PCI Express 2.0: een. Sama näytönohjain, joka on asennettu vanhempiin järjestelmiin, joissa on PCI Express 1.0 -ohjain, rajoitetaan PCI Express 1.0: n kaistanleveyteen.

Käyttö ja edut

PCIe: n avulla datakeskusten järjestelmänvalvojat voivat hyödyntää nopeaa verkottumista palvelinten emolevyillä ja muodostaa yhteyden Gigabit Ethernet-, RAID- ja Infiniband-verkkotekniikoihin palvelintelineen ulkopuolella. PCIe-väylä sallii myös yhteydet klusteroitujen tietokoneiden välillä HyperTransportin avulla.

Kannettaviin tietokoneisiin ja mobiililaitteisiin PCI-e-minikortteja käytetään yhdistämään langattomat verkkosovittimet, SSD-levymuisti ja muut suorituskyvyn kiihdyttimet.

Suosittelemme lukemista:

Ulkoinen PCI Express (ePCIe) mahdollistaa emolevyn kytkemisen ulkoiseen PCIe-liitäntään. Suunnittelijat käyttävät useimmiten ePCIe: tä, kun tietokone vaatii epätavallisen paljon PCIe-portteja.