Conector PCI 2.0. Unități NVMe în diferite moduri de operare ale interfeței PCI Express: un studiu practic al scalabilității interfeței în sarcinile de transfer de date

Semne de sarcină după implantarea embrionului
  1. Buna ziua! Vă rugăm să explicați diferența în lățime de bandăîntre interfața PCI Express 3.0 x16 și PCI Express 2.0 x16. În zilele noastre există încă plăci de bază cu interfață PCI Express 2.0 x16 la vânzare. sunt cu Voi pierde mult din performanța video dacă instalez o nouă placă video cu interfațăPCI Express 3.0 pe un computer cu o placă de bază doar cu un conectorPCI-E 2.0? Cred că voi pierde, pentru că totalulbaud rate pentru PCI Express 2.0 este - 16 GB/s și totalPCI Express 3.0 are o viteză de transfer de date de două ori mai mare - 32 GB/s.
  2. Buna ziua! Am un computer cu un procesor puternic, dar nu mai nou, Intel Core i7 2700K și o placă de bază cu conector PCI Express 2.0. Spune-mi, dacă cumpăr o nouă placă video PCI Express 3.0, această placă video va funcționa de două ori mai încet decât dacă aș avea o placă de bază cu conector PCI Express 3.0? Așa că este timpul să-mi schimb computerul?
  3. Vă rugăm să răspundeți la această întrebare. Placa mea de bază are două sloturi: PCI Express 3.0 și PCI Express 2.0, dar în slot Noua placă video PCI Express 3.0 PCI Express 3.0 nu se potrivește, radiatorul podului de sud este în cale. Daca instalez o placa videoPCI-E 3.0 în slot PCI-E 2.0, atunci placa mea video va funcționa mai rău decât dacă ar fi instalată într-un slot PCI Express 3.0?
  4. Bună ziua, vreau să cumpăr o placă de bază puțin uzată de la un prieten pentru două mii de ruble. Acum trei ani l-a cumpărat cu 7.000 de ruble, dar ceea ce mă încurcă este că are slot pentru o placă video de interfață PCI-E 2.0 și am o placă videoPCI-E 3.0. Placa mea grafică va funcționa la capacitate maximă pe această placă de bază sau nu?

Salutare prieteni! Astăzi la vânzare puteți găsi plăci de bază cu un conector pentru instalarea plăcilor video PCI Express 2.0 x16 și PCI Express 3,0 x16. Același lucru se poate spune despre adaptoarele grafice sunt la vânzare plăci video cu interfață PCI-E 3.0, precum și PCI-E 2.0. Dacă te uiți la caracteristicile oficiale ale interfețelor PCI Express 3.0 x16 și PCI Express 2.0 x16, vei afla că viteza totală de transfer de date a PCI Express 2.0 este- 16 GB/s și PCI Express 3.0 este de două ori mai mare -32 GB/s. Nu voi intra în profunzime în detaliile modului în care funcționează aceste interfețe și vă voi spune pur și simplu că există o diferență atât de mare înviteza de transfer de date este vizibilă doar în teorie, dar în practică este foarte mică.Dacă citiți articole pe acest subiect pe Internet, atunciveți ajunge la concluzia că plăcile video moderne cu interfață PCI Express 3.0 funcționează la aceeași viteză în sloturile PCI Express 3.0 x16 și PCI Express 2.0 x16 și diferenţă în debitîntre PCI-E 3.0 x16 și PCI-E 2.0 x16 este o pierdere de doar 1-2% în performanța plăcii video. Adică, nu contează în ce slot instalați placa video, PCI-E 3.0 sau PCI-E 2.0, totul va funcționa la fel.

Dar, din păcate, toate aceste articole au fost scrise în 2013 și 2014 și la acel moment nu existau jocuri precum Far Cry Primal, Battlefield 1 și alte produse noi care au apărut în 2016. Lansat și în 2016 familia de procesoare grafice NVIDIA din seria 10, de exemplu plăcile video GeForce GTX 1050 și GeForce GTX 1050 Ti și chiar GTX 1060. Experimentele mele cu jocuri noi și plăci video noi au arătat că interfața PCI-E 3.0 are un avantaj față dePCI-E 2.0 nu mai este 1-2%, darîn medie 6-7%. Ceea ce este interesant este dacă placa video este de o clasă inferioară decât GeForce GTX 1050 , atunci procentul este mai mic (2-3%) , și dacă dimpotrivă, atunci mai mult - 9-13%.

Deci, în experimentul meu am folosit o placă video Interfata GeForce GTX 1050 PCI-E 3.0 si placa de baza cu conectori PCI Express 3.0 x16 și PCI Express 2.0 x16.

N Setările grafice din jocuri sunt maxime peste tot.

  1. Joc FAR CRY PRIMAL. Interfață PCI-E 3.0 a arătat un avantaj față de PCI-E 2.0, din moment ce întotdeauna mai mare cu 4-5 cadre, care este aproximativ procentul 4 % %.
  2. Joc Battlefield 1. Diferența dintre PCI-E 3.0 și PCI-E 2.0 a fost 8-10 cadre , care în termeni procentuali este de aproximativ 9%.
  3. Rise of the Tomb Raider. Avantajul PCI-E 3.0 medii 9- 10 fps sau 9%.
  4. Vrăjitorul. Avantajul PCI-E 3.0 a fost de 3%.
  5. Mare Furt Auto V. Avantajul PCI-E 3.0 este 5 fps sau 5%.

Adică, există încă o diferență de debit între interfețele PCI-E 3.0 x16 și PCI-E 2.0 x16 și nu este în favoarea PCI-E 2.0. Prin urmare, nu aș cumpăra la în acest moment placa de baza cu un conector PCI-E 2.0.

Unul dintre prietenii mei a cumpărat o placă de bază folosită pentru trei mii de ruble. Da, a fost odată sofisticat și a costat aproximativ zece mii de ruble, are o mulțime de conectori SATA III si USB 3.0, tot 8 sloturi pentru RAM, suporta tehnologia RAID si altele, dar este construit pe un chipset invechit iar slotul pentru placa video de pe acesta este PCI Express 2.0! După părerea mea, ar fi mai bine să cumpăr. De ce?

Se poate întâmpla ca într-un an sau doi cele mai recente plăci video să funcționeze doar în conector PCI Express 3.0 x16 , iar placa ta de bază va avea un conector învechit care nu mai este folosit de producători PCI Express 2.0 x16 . Cumpărați o nouă placă video, dar aceasta va refuza să funcționeze în vechiul conector. Personal, am întâlnit deja de multe ori că placa video PCI-E 3.0 nu rula pe placa de baza. placa cu conector PCI-E 2.0 și Nici măcar actualizarea BIOS-ului plăcii de bază nu a ajutat.M-am ocupat si de placi videoPCI-E 2.0 x16, care a refuzat să funcționeze pe plăci de bază mai vechi cu interfață PCI-E 1.0 x16, deși peste tot scriu despre compatibilitatea cu retrocompatibilitate.Cazuri în care o placă video PCI Express 3.0 x16 nu a pornit pe plăcile de bază cuPCI Express 1.0 x16, chiar mai mult.

Ei bine, nu uitați de aspectul interfeței în acest an PCI Express 4.0. În acest caz, PCI Express 3.0 va deveni învechit.

În acest articol vom vorbi despre motivele succesului magistralei PCI și vom descrie tehnologia de înaltă performanță care o înlocuiește - magistrala PCI Express. De asemenea, vom analiza istoria dezvoltării, nivelurile hardware și software ale magistralei PCI Express, caracteristicile implementării sale și vom enumera avantajele acesteia.

Când la începutul anilor 1990. a apărut ea, apoi în felul ei specificatii tehnice semnificativ superioare tuturor autobuzelor care existau până la acel moment, cum ar fi ISA, EISA, MCA și VL-bus. La acea vreme, magistrala PCI (Peripheral Component Interconnect), care funcționa la 33 MHz, era potrivită pentru majoritatea dispozitivelor periferice. Dar astăzi situația s-a schimbat în multe privințe. În primul rând, vitezele procesorului și ale memoriei au crescut semnificativ. De exemplu, viteza procesorului a crescut de la 33 MHz la câțiva GHz, în timp ce frecvența de operare PCI a crescut la doar 66 MHz. Apariția unor tehnologii precum Gigabit Ethernet și IEEE 1394B a amenințat că întreaga lățime de bandă a magistralei PCI ar putea fi cheltuită pentru deservirea unui singur dispozitiv bazat pe aceste tehnologii.

În același timp, arhitectura PCI are o serie de avantaje în comparație cu predecesorii săi, așa că a fost irațional să o revizuim complet. În primul rând, nu depinde de tipul de procesor, acceptă izolarea bufferului, tehnologia de mastering bus (bus capture) și tehnologia PnP în totalitate. Izolarea bufferului înseamnă că magistrala PCI funcționează independent de magistrala internă a procesorului, permițând magistralei procesorului să funcționeze independent de viteza și sarcina magistralei de sistem. Datorită tehnologiei de captare a magistralei, dispozitivele periferice pot controla direct procesul de transfer de date pe magistrală, în loc să aștepte ajutor de la procesorul central, ceea ce ar afecta performanța sistemului. În cele din urmă, suportul Plug and Play vă permite să configurați și să configurați automat dispozitivele folosindu-l și să evitați agitația cu jumperi și comutatoare, care au ruinat aproape viața proprietarilor de dispozitive ISA.

În ciuda succesului indubitabil al PCI, acesta se confruntă în prezent cu probleme serioase. Acestea includ lățimea de bandă limitată, lipsa capabilităților de transfer de date în timp real și lipsa suportului pentru tehnologiile de rețea de generație următoare.

Caracteristici comparative ale diferitelor standarde PCI

Trebuie avut în vedere faptul că debitul efectiv poate fi mai mic decât cel teoretic datorită principiului de funcționare al protocolului și caracteristicilor topologiei magistralei. În plus, lățimea de bandă totală este distribuită între toate dispozitivele conectate la acesta, astfel încât cu cât sunt mai multe dispozitive pe autobuz, cu atât mai puțină lățime de bandă primește fiecare dintre ele.

Îmbunătățirile aduse standardului, cum ar fi PCI-X și AGP, au fost concepute pentru a elimina principalul său dezavantaj - viteza scăzută de ceas. Cu toate acestea, creșterea frecvenței de ceas în aceste implementări a determinat o scădere a lungimii efective a magistralei și a numărului de conectori.

Noua generație de magistrală, PCI Express (sau PCI-E pe scurt), a fost introdusă pentru prima dată în 2004 și a fost concepută pentru a rezolva toate problemele cu care s-a confruntat predecesorul său. Astăzi, majoritatea calculatoarelor noi sunt echipate cu o magistrală PCI Express. Deși au și sloturi PCI standard, timpul nu este departe când autobuzul va deveni un lucru de istorie.

Arhitectura PCI Express

Arhitectura magistralei are o structură pe mai multe niveluri, așa cum se arată în figură.

Autobuzul acceptă modelul de adresare PCI, care permite tuturor driverelor și aplicațiilor existente în prezent să lucreze cu el. În plus, magistrala PCI Express utilizează mecanismul standard PnP furnizat de standardul anterior.

Să luăm în considerare scopul diferitelor niveluri de organizare PCI-E. Pe nivelul programului Autobuzul generează cereri de citire/scriere care sunt transmise la nivel de transport folosind un protocol special de pachete. Stratul de date este responsabil pentru codificarea corectării erorilor și asigură integritatea datelor. Stratul hardware de bază constă dintr-un canal dual simplex format dintr-o pereche de transmisie și recepție, care împreună sunt numite linie. Viteza generală a magistralei de 2,5 Gb/s înseamnă că debitul pentru fiecare bandă PCI Express este de 250 MB/s în fiecare direcție. Dacă luăm în considerare pierderea datorată supraîncărcării de protocol, atunci aproximativ 200 MB/s sunt disponibile pentru fiecare dispozitiv. Acest debit este de 2-4 ori mai mare decât cel disponibil pentru dispozitivele PCI. Și, spre deosebire de PCI, dacă lățimea de bandă este distribuită între toate dispozitivele, atunci aceasta merge la fiecare dispozitiv în întregime.

Astăzi, există mai multe versiuni ale standardului PCI Express, care diferă prin lățimea de bandă.

Lățimea de bandă a magistralei PCI Express x16 pentru diferite versiuni de PCI-E, Gb/s:

  • 32/64
  • 64/128
  • 128/256

Formate de magistrală PCI-E

În prezent, sunt disponibile diverse opțiuni pentru formatele PCI Express, în funcție de scopul platformei - computer desktop, laptop sau server. Serverele care necesită mai multă lățime de bandă au mai multe sloturi PCI-E, iar aceste sloturi au mai multe trunchiuri. În schimb, laptopurile pot avea o singură bandă pentru dispozitivele de viteză medie.

Placa video cu interfata PCI Express x16.

Cardurile de expansiune PCI Express sunt foarte asemănătoare cu cardurile PCI, dar sloturile PCI-E au o aderență sporită pentru a se asigura că placa nu va aluneca din slot din cauza vibrațiilor sau a transportului. Există mai mulți factori de formă ai sloturilor PCI Express, a căror dimensiune depinde de numărul de benzi utilizate. De exemplu, un autobuz cu 16 benzi este desemnat PCI Express x16. Deși numărul total de benzi poate fi de până la 32, în practică majoritatea plăcilor de bază sunt acum echipate cu o magistrală PCI Express x16.

Cardurile cu factori de formă mai mici pot fi conectate în sloturi pentru cele mai mari fără a compromite performanța. De exemplu, un card PCI Express x1 poate fi conectat la un slot PCI Express x16. Ca și în cazul magistralei PCI, puteți utiliza un extender PCI Express pentru a conecta dispozitive dacă este necesar.

Apariția diferitelor tipuri de conectori pe placa de bază. De sus în jos: slot PCI-X, slot PCI Express x8, slot PCI, slot PCI Express x16.

Card expres

Standardul Express Card oferă o modalitate foarte simplă de a adăuga echipamente la un sistem. Piața țintă pentru modulele Express Card este laptopurile și computerele mici. Spre deosebire de cardurile tradiționale de expansiune pentru desktop, cardul Express poate fi conectat la sistem în orice moment în timp ce computerul funcționează.

O varietate populară de Express Card este PCI Express Mini Card, concepută ca înlocuitor pentru cardurile Mini PCI cu factor de formă. Un card creat în acest format acceptă atât PCI Express, cât și USB 2.0. Dimensiunile cardului PCI Express Mini sunt 30x56 mm. Cardul PCI Express Mini se poate conecta la PCI Express x1.

Beneficiile PCI-E

Tehnologia PCI Express oferă avantaje față de PCI în următoarele cinci domenii:

  1. Performanță mai mare. Cu o singură bandă, PCI Express are de două ori mai mult decât PCI. În acest caz, debitul crește proporțional cu numărul de linii din autobuz, al căror număr maxim poate ajunge la 32. Un avantaj suplimentar este că informațiile de pe magistrală pot fi transmise simultan în ambele sensuri.
  2. Simplificați I/O. PCI Express profită de magistralele precum AGP și PCI-X și are o arhitectură mai puțin complexă și o ușurință comparativă de implementare.
  3. Arhitectură pe mai multe niveluri. PCI Express oferă o arhitectură care se poate adapta la noile tehnologii fără a necesita upgrade semnificative de software.
  4. Tehnologii de intrare/ieșire de nouă generație. PCI Express permite noi capabilități de achiziție de date cu tehnologia de transfer simultan de date, care asigură că informațiile sunt primite în timp util.
  5. Ușurință în utilizare. PCI-E face mult mai ușor pentru utilizator să actualizeze și să extindă sistemul. Formatele suplimentare de card Express, cum ar fi ExpressCard, măresc considerabil capacitatea de a adăuga periferice de mare viteză la servere și laptop-uri.

Concluzie

PCI Express este o tehnologie de magistrală pentru conectarea dispozitivelor periferice, care a înlocuit tehnologii precum ISA, AGP și PCI. Utilizarea acestuia crește semnificativ performanța computerului, precum și capacitatea utilizatorului de a extinde și actualiza sistemul.

YouTube enciclopedic

  • 1 / 5

    Spre deosebire de standardul PCI, care folosea o magistrală comună pentru transferul de date cu mai multe dispozitive conectate în paralel, PCI Express este, în general, o rețea de pachete cu topologie în stea.

    Dispozitivele PCI Express comunică între ele printr-un mediu format din comutatoare, fiecare dispozitiv fiind conectat direct printr-o conexiune punct la punct la comutator.

    În plus, magistrala PCI Express acceptă:

    • lățime de bandă garantată (QoS);
    • managementul energiei;
    • monitorizarea integrității datelor transmise.

    Autobuzul PCI Express este destinat să fie utilizat numai ca magistrală locală. Deoarece modelul software PCI Express este în mare parte moștenit de la PCI, sistemele și controlerele existente pot fi modificate pentru a utiliza magistrala PCI Express prin înlocuirea numai nivel fizic, fără modificare software. Performanța de vârf a magistralei PCI Express îi permite să fie folosită în locul magistralelor AGP, și cu atât mai mult PCI și PCI-X. De facto, PCI Express a înlocuit aceste autobuze în computerele personale.

    Conectori

    • MiniCard (Mini PCIe) - înlocuitor pentru factorul de formă Mini PCI. Conectorul Mini Card acceptă următoarele magistrale: x1 PCIe, USB 2.0 și SMBus.
    • ExpressCard - similar cu factorul de formă PCMCIA. Conectorul ExpressCard acceptă magistralele x1 PCIe și USB 2.0 Cardurile ExpressCard acceptă conectarea la cald.
    • AdvancedTCA este un factor de formă pentru echipamentele de telecomunicații.
    • Mobile PCI Express Module (MXM) este un factor de formă industrial creat pentru laptopuri de NVIDIA. Este folosit pentru a conecta acceleratoare grafice.
    • Specificațiile cablului PCI Express permit ca lungimea unei conexiuni să atingă zeci de metri, ceea ce face posibilă crearea unui computer ale cărui dispozitive periferice sunt situate la o distanță considerabilă.
    • StackPC este o specificație pentru construirea de sisteme computerizate stivuibile. Această specificație descrie conectorii de expansiune StackPC, FPE și pozițiile lor relative.

    PCI Express X1

    Mini PCI-E

    Mini PCI Express este un format de magistrală PCI Express pentru dispozitive portabile.

    Multe dispozitive periferice sunt disponibile pentru acest standard de conector:

    SSD Mini PCI Express

    • Alimentare 3.3V

    ExpressCard

    Sloturile ExpressCard sunt utilizate în prezent (noiembrie 2010) pentru a se conecta:

    • Plăci de stocare SSD
    • Plăci video
    • Controlere 1394/FireWire (iLINK).
    • Stații de andocare
    • Instrumente de măsurare
    • În memorie
    • Adaptoare pentru carduri de memorie (CF, MS, SD, xD etc.)
    • Șoareci
    • Adaptoare de rețea
    • Porturi paralele
    • Adaptoare PC Card/PCMCIA
    • Extensii PCI
    • Expansiuni PCI Express
    • Telecomanda
    • Controlere SATA
    • Porturi seriale
    • Adaptoare SmartCard
    • tunere TV
    • Controlere USB
    • Adaptoare de rețea Wi-Fi fără fir
    • Adaptoare de internet wireless în bandă largă (3G, CDMA, EVDO, GPRS, UMTS etc.)
    • Plăci de sunet pentru interfețe multimedia acasă și audio profesionale.

    Descrierea protocolului

    Pentru a conecta un dispozitiv PCI Express, se folosește o conexiune serială bidirecțională punct la punct, numită linie (bandă engleză - bandă, rând); aceasta este în contrast puternic cu PCI, în care toate dispozitivele sunt conectate la o magistrală bidirecțională paralelă comună pe 32 de biți.

    Protocoale concurente

    Pe lângă PCI Express, există o serie de interfețe seriale standardizate de mare viteză, iată doar câteva: HyperTransport, InfiniBand, RapidIO și StarFabric. Fiecare interfață are susținătorii săi în rândul companiilor industriale, deoarece au fost deja cheltuite sume semnificative pentru dezvoltarea specificațiilor de protocol și fiecare consorțiu încearcă să sublinieze avantajele interfeței sale specifice față de altele.

    O interfață standardizată de mare viteză, pe de o parte, trebuie să fie flexibilă și extensibilă și, pe de altă parte, trebuie să ofere o latență scăzută și o suprasarcină redusă (adică, ponderea supraîncărcării pachetelor nu ar trebui să fie mare). În esență, diferențele dintre interfețe stau tocmai în compromisul ales de dezvoltatorii unei anumite interfețe între aceste două cerințe conflictuale.

    De exemplu, informațiile suplimentare de rutare a serviciului dintr-un pachet vă permit să organizați rutarea complexă și flexibilă a pachetelor, dar crește suprasarcina de procesare a pachetului, debitul interfeței scade și el, iar software-ul care inițializează și configurează dispozitivele conectate la interfață devine mai mult. complicat. Dacă este necesar să se asigure conectarea la cald a dispozitivelor, este necesar un software special care să monitorizeze modificările în topologia rețelei. Exemple de interfețe care găzduiesc acest lucru sunt RapidIO, InfiniBand și StarFabric.

    În același timp, prin scurtarea pachetelor, este posibil să se reducă întârzierea transferului de date, care este o cerință importantă pentru o interfață de memorie. Dar dimensiunea mică a pachetelor duce la faptul că proporția câmpurilor de supraîncărcare a pachetelor crește, ceea ce reduce debitul efectiv al interfeței. Un exemplu de acest tip de interfață este HyperTransport.

    Poziția PCI Express se află între abordările descrise, deoarece magistrala PCI Express este proiectată să funcționeze ca o magistrală locală, mai degrabă decât o magistrală de memorie procesor sau o rețea complexă rutabilă. În plus, PCI Express a fost conceput inițial ca o magistrală compatibilă logic cu magistrala PCI, care a introdus și propriile limitări.

    Scurt istoric...

    Pentru prima dată, o interfață separată concepută să devinăun înlocuitor pentru magistrala PCI pentru plăcile video, a fost introdus în 1997. AGP (din engleză Accelerated Graphics Port, accelerated graphics port) - așa și-a prezentat noua dezvoltare Intel concomitent cu anunțul oficial al chipset-ului pentru procesoare Intel Pentium II.

    Beneficii revendicateAGP înaintea predecesorului săuPCIau fost semnificative:

    • frecventa de operare mai mare (66 MHz);
    • lățime de bandă crescută între placa video și magistrala de sistem;
    • transfer direct de informaţii între placa video şi RAM, ocolind procesorul;
    • sistem de alimentare îmbunătățit;
    • acces de mare viteză la memoria partajată.

    Standard de dezvoltare corespunzătorAGP 1x (specificația AGP 1.0) nu a fost primit din cauza vitezei reduse de lucru cu memorie și a fost aproape imediat îmbunătățit, iar viteza sa a fost dublată - așa a apărut interfața AGP 2x. Transmițând 32 de biți (4 octeți) pe ciclu de ceas, portul AGP 2x ar putea oferi o performanță de vârf fără precedent de 66,6x4x2=533 M la acel momentB/ s.

    În 1998, a fost lansat standardul AGP 4x (specificația AGP 2.0), oferind transmiterea a până la 4 blocuri de informații pe ciclu de ceas. În același timp, tensiunea semnalului portului a fost redusă de la 3,3 la 1,5 V. Debitul maxim al AGP 4x a devenit aproximativ 1G.B./ s. Ulterior, dezvoltarea specificațiilor a fost prelungită - motivul pentru aceasta a fost viteza foarte scăzută a flotei de acceleratoare video care exista la acea vreme, precum și cursul de schimb scăzut cu RAM.

    De îndată ce progresul tehnic a lovit autobuzul, care s-a dovedit a fi prea mic pentru a transmite fluxuri uriașe de informații cu plăcile video moderne, a fost aprobat un nou standard - AGP 8x (specificația AGP 3.0). După cum probabil ați ghicit, poate transmite până la 8 blocuri de informații pe ciclu de ceas și are un debit maxim de 2G.B./ s. Autobuzul AGP 8x este compatibil cu AGP 4x.

    Industria tehnologiei este mereu în creștere. Volumele de date transmise și transmise cresc, texturile și calitatea acestora cresc, toate acestea cu siguranță obligă pe fiecare dintre producători să dea o treabă și să vină cu ceva nou și high-tech (standard, specificații, protocol, interfață). ) care se vor conecta cu ei înșiși noua rundaîn câmpHi- tehnologie.

    Oficial, prima specificație de bază PCI Express a apărut în iulie 2002, marcând astfel ziua „morții” treptate a AGP 8x...

    Introducere

    În acest moment, chipset-ul modern Intel P45/X48 are suport oficial pentru specificațiile PCI Express 2.0, cu care foarte comunul Intel P35 nu se putea lăuda. Pentru cei care doar plănuiesc să achiziționeze o placă de bază modernă pe platforma Intel, alegerea rămâne destul de evidentă - chipsetul P45/X48 și nu veți avea dilema „este PCI Express 1.1 suficient sau nu suficient pentru actualul hi- placa video de sfârșit sau de mijloc. Dar cum rămâne cu proprietarii P35-urilor? Merită să alergi din nou la magazin?

    În materialul nostru de astăzi vom încerca să punctăm toate „Isurile” cu privire la avantajele PCI-E 2.0 față de PCI-E 1.1 pentru acceleratoarele moderne. De asemenea, vom analiza experimental performanța plăcilor video atunci când se lucrează cu diverse interfețe, pe baza cărora se va trage o concluzie despre valoarea practică a PCI-E 2.0.

    Și înainte de a începe orice teste obiective, să aprofundăm puțin în teorie, și anume, să ne dăm seama cum funcționează totul.

    PCI- Expres- pe scurt despre principalul lucru

    După cum am menționat mai sus, specificația de bază PCI Express a apărut în iulie 2002. Datorită vitezei mari și a performanței de vârf, magistrala PCI Express nu lasă nicio șansă predecesorului său AGP. În ceea ce privește modelul său software, noua interfață PCI-E este în multe privințe similară cu PCI, ceea ce facilitează adaptarea flotei actuale de tot felul de dispozitive la noua interfață fără ajustări software semnificative.

    Principiul de funcționare al PCI Express se bazează pe transferul de date în serie. Autobuzul este o rețea de pachete cu o topologie în stea. Când dispozitivele PCI-E comunică, este utilizată o conexiune bidirecțională punct la punct, numită „Linie”. Fiecare conexiune PCI Express poate consta dintr-un (1x) sau mai multe benzi (4x, 16x etc.).

    Pentru o configurație de bază PCI-Express 1x, debitul teoretic este de 250 MB/s în fiecare direcție (transmisie/recepție). În consecință, pentru PCI-E x16 această valoare este de 250 MB/s x 16 = 4 GB/s.

    Este de remarcat faptul că din punct de vedere fizic, interfața permite, de exemplu, oricărei plăci cu o interfață PCI-E 1x să funcționeze cu încredere nu numai în cea standard, ci și în orice alt slot PCI Express cu lățime de bandă mai mare (4x, 16x). , etc.). În acest caz, numărul maxim de linii implicate depinde numai de proprietățile dispozitivului.

    În toate protocoalele de mare viteză, apare întotdeauna problema imunității la zgomot. În acest scop, PCI Express utilizează schema de trafic 8/10 sau în exces (8 biți de date transmise pe canal sunt înlocuiți cu 10 biți, generând astfel Informații suplimentare, aproximativ 20% din „debitul” total).

    PCIExpres 2.0

    Standardul a fost aprobat oficial pe 15 ianuarie 2007. În a doua revizuire a PCI Express, debitul unui canal a crescut semnificativ - până la 5 Gb/s (PCI Express 1.x - 2,5 Gb/s). Aceasta înseamnă că acum pentru linia x16 viteza maxima transferul de date poate ajunge la 8 GB/s în ambele direcții, față de 4 GB/s pentru vechiul PCI Express 1.x.

    Un fapt remarcabil este că PCI Express 2.0 este pe deplin compatibil cu PCI Express 1.1. În practică, aceasta înseamnă că plăcile video vechi vor funcționa fără probleme în plăcile de bază cu conectori noi, iar adaptoarele video noi vor funcționa fără probleme în conectorii vechi PCI Express 1.x.

    Poate, să încheiem acest lucru cu teoria și principalele caracteristici ale PCI Express, este timpul să începem testele relevante, care, de fapt, este ceea ce vom face, deși puțin mai jos, dar deocamdată să facem cunoștință cu participanții la testare. în detaliu.

    Despre participanții la test

    Din păcate, nu a fost posibil să acoperim un set mai mare de acceleratoare grafice în momentul testării, pe care cu siguranță le vom repara în viitor. Plăcile video low-end au fost excluse în mod deliberat din teste, deoarece sunt de puțin folos pentru modurile de înaltă rezoluție (peste 1280x1024) cu detalii maxime ale imaginii, unde avantajele PCI-E 2.0 față de PCI-E 1.1 inferior pot fi dezvăluit.

    Placa video

    Punct de vedere GeForce GTX 280

    POV GeForce 9600 GT 512 MB Extreme Overclock

    Palit HD 4850 Sonic

    Numele codului cipului

    Proces tehnic

    Când vine vorba de orice interfețe în contextul sistemelor informatice, trebuie să fii foarte atent să nu „dai cu” interfețe incompatibile pentru aceleași componente din sistem.

    Din fericire, când vine vorba de interfața PCI-Express pentru conectarea unei plăci video, practic nu vor fi probleme de incompatibilitate. În acest articol vom analiza acest lucru în detaliu și vom vorbi, de asemenea, despre ce este PCI-Express.



    De ce este necesar PCI-Express și ce este?

    Să începem, ca de obicei, cu elementele de bază. Interfața PCI-Express (PCI-E) este un mijloc de interacțiune, în acest context, constând dintr-un controler de magistrală și un slot corespunzător (Fig. 2) pe placa de bază (pentru a rezuma).

    Acest protocol de înaltă performanță este utilizat, după cum sa menționat mai sus, pentru a conecta o placă video la sistem. În consecință, placa de bază are un slot PCI-Express corespunzător, unde este instalat adaptorul video. Anterior, plăcile video erau conectate prin interfața AGP, dar când această interfață, pur și simplu, „nu mai era suficientă”, a venit în ajutor PCI-E, despre caracteristicile detaliate despre care vom vorbi acum.



    Fig.2 (sloturi PCI-Express 3.0 pe placa de bază)


    Caracteristici cheie ale PCI-Express (1.0, 2.0 și 3.0)

    În ciuda faptului că denumirile PCI și PCI-Express sunt foarte asemănătoare, principiile lor de conectare (interacțiune) sunt radical diferite. În cazul PCI-Express se folosește o linie - o conexiune serială bidirecțională, de tip punct la punct pot exista mai multe dintre aceste linii;

    În cazul plăcilor video și plăcilor de bază (nu ținem cont de Cross Fire și SLI) care acceptă PCI-Express x16 (adică majoritatea), puteți ghici cu ușurință că există 16 astfel de linii (Fig. 3), destul de des pe plăcile de bază cu PCI-E 1.0, era posibil să se vadă un al doilea slot x8 pentru funcționarea în modul SLI sau Cross Fire.

    Ei bine, în PCI, dispozitivul este conectat la o magistrală paralelă comună pe 32 de biți.



    Orez. 3. Exemplu de sloturi cu numere diferite de linii
    (după cum am menționat mai devreme, x16 este cel mai des folosit)

    Pentru interfața PCI-Express 1.0, debitul este de 2,5 Gbit/s. Avem nevoie de aceste date pentru a urmări modificările acestui parametru în diferite versiuni de PCI-E.

    În plus, versiunea 1.0 a evoluat în PCI-E 2.0. Ca urmare a acestei transformări, am primit debitul de două ori, adică 5 Gbit/s, dar aș dori să remarc că adaptoarele grafice nu au câștigat prea mult în performanță, deoarece aceasta este doar o versiune a interfeței.

    Cea mai mare parte a performanței depinde de placa video în sine, versiunea interfeței poate îmbunătăți sau încetini doar puțin transferul de date (în în acest caz, Nu există „frânare” și există o marjă bună).

    La fel, în 2010, cu rezervă, a fost dezvoltată interfața PCI-E 3.0, momentan este folosită în toate sistemele noi, dar dacă mai aveți 1.0 sau 2.0, atunci nu vă faceți griji - mai jos vom vorbi despre compatibilitatea relativ inversă versiuni diferite.

    Cu PCI-E 3.0, lățimea de bandă a fost dublată în comparație cu versiunea 2.0. Au fost și multe modificări tehnice făcute acolo.

    Până în 2015, este de așteptat să apară PCI-E 4.0, ceea ce nu este absolut surprinzător pentru industria IT dinamică.

    Ei bine, să terminăm cu aceste versiuni și cifre de lățime de bandă și să atingem problema foarte importantă a compatibilității cu versiunile inverse a diferitelor versiuni de PCI-Express.

    Compatibil invers cu versiunile PCI-Express 1.0, 2.0 și 3.0

    Această întrebare îi îngrijorează pe mulți, mai ales atunci când alegeți o placă video pentru sistemul actual. Deoarece vă mulțumiți cu un sistem cu o placă de bază care acceptă PCI-Express 1.0, apar îndoieli dacă o placă video cu PCI-Express 2.0 sau 3.0 va funcționa corect?

    Da, va fi, cel puțin asta promit dezvoltatorii care au asigurat această compatibilitate. Singurul lucru este că placa video nu se va putea dezvălui pe deplin în toată splendoarea ei, dar pierderile de performanță, în cele mai multe cazuri, vor fi nesemnificative.




    Dimpotrivă, puteți instala în siguranță plăci video cu interfață PCI-E 1.0 în plăcile de bază care acceptă PCI-E 3.0 sau 2.0, nu există deloc restricții, așa că fiți siguri de compatibilitate; Dacă, desigur, totul este în ordine cu alți factori, aceștia includ o sursă de alimentare insuficient de puternică etc.

    În general, am vorbit destul de mult despre PCI-Express, care ar trebui să vă ajute să clarificați multe confuzii și îndoieli cu privire la compatibilitate și înțelegerea diferențelor dintre versiunile PCI-E.

Publicații pe această temă