Prečo sú porty PCI Express na mojej doske inej veľkosti? x16, x8, x4 a x1 Vysvetlené

Štandard PCI Express je jedným zo základov modernej výpočtovej techniky s viac ako každým stolným počítačom vyrobeným v poslednom desaťročí. Povaha spojenia je však trochu hmlisté: v novom počítači sa môže zobraziť pol tucta portov v troch alebo štyroch rozdielnych veľkostiach, všetky označené ako "PCIE" alebo PCI-E. "Takže prečo zmätok a ktoré z nich môžu skutočne používate?

Pochopenie zbernice PCI Express

Ako inovácia na pôvodný systém PCI (Peripheral Component Interconnect), PCI Express mala jednu obrovskú výhodu, keď bola pôvodne vyvinutá začiatkom roka 2000. Použila zbernicu prístupu point-to-point namiesto sériovej zbernice. To znamená, že každý jednotlivý port PCI a jeho nainštalované karty môžu plne využívať maximálnu rýchlosť bez toho, aby sa v jednej zbernici zanesili viaceré karty alebo rozšírenia..

PCI Express nahradil starší štandard PCI slotu. Táto základná doska podporuje ako: PCIE x16 v modrej, PCIE x1 v čiernej a PCI v béžovej.

Pokiaľ ide o laikov, predstavte si svoj počítač ako reštauráciu. Starý štandard PCI bol ako deli, každý čakal v jednej línii, aby sa doručil, rýchlosť služby obmedzená jedinou osobou na pulte. PCI-E je skôr ako bar, každý patrón, ktorý sedí na pridelenom sedadle, s viacerými barmani, ktorí berú objednávku naraz. (Dobre, takže nikdy nie je možné získať barmana pre každého patróna hneď, ale predstierame, že je to skvelý bar.) Pomocou špecializovaných dátových pruhov pre každú rozširujúcu kartu alebo periférny počítač môže celý počítač rýchlejšie pristupovať k komponentom a príslušenstvu.

Teraz rozšíriť naše metafora deli / bar, predstavte si, že niektoré z týchto miest majú viac barmanov rezervovaných práve pre nich. To je miesto, kde prichádza myšlienka viacerých pruhov.

Život v rýchlych pruhoch

PCI-E prešla od svojho vzniku viacerými revíziami; v súčasnosti nové základné dosky zvyčajne používajú verziu 3 štandardu, pričom rýchlejšia verzia 4 sa stáva čoraz bežnejšou a verzia 5 sa očakáva v roku 2019. Ale rôzne verzie používajú rovnaké fyzické pripojenia a tieto pripojenia môžu prichádzať v štyroch základných veľkostiach : x1, x4, x8 a x16. (porty x32 existujú, ale sú extrémne zriedkavé a vo všeobecnosti nie sú viditeľné na spotrebnom hardvéri.)

Karty s rôznou veľkosťou podporujú rôzne maximálne dráhy PCI-Express.

Rozdielne fyzické veľkosti umožňujú rôzne počty simultánnych dátových pinových pripojení k základnej doske: čím je port väčší, tým sú maximálne pripojenia na karte a portu. Tieto spojenia sú hovorovo označované ako "pruhy", pričom každá dráha PCI-E pozostáva z dvoch signalizačných párov, z ktorých jedna je pre odosielanie dát a druhá pre príjem dát. Rôzne revízie štandardu PCI-E umožňujú rôzne rýchlosti na každom jazdnom pruhu. Ale vo všeobecnosti platí, že čím viac pruhov je na jednom PCI-E porte a jeho pripojenej karte, tým rýchlejšie dáta môžu prúdiť medzi periférnym a zvyškom počítačového systému.

Vráťte sa späť do našej metafory: ak si predstavíte, že každý patrón sedí v bare ako zariadenie PCI-E, x1 jazdný pruh by bol jediný barman slúžiaci jedinému zákazníkovi. Ale patrón, ktorý sedí na pridelenom sedadle "x4", by mal štyri barmanmi, ktorí mu prinášajú nápoje a jedlo, a sedadlo "x8" by malo osem barmanov len pre svoje nápoje a ten v sedadle "x16" by mal preňho šokujúcich šestnásť barmanov. Teraz budeme prestať hovoriť o baroch a barmancoch, pretože naši chudobní piťari sú ohrození otravou alkoholom.

Aké periférne zariadenia používajú porty?

Pri bežnej verzii PCI Express verzie 3.0 je maximálna rýchlosť prenosu dát po ňom osem gigatransferov, čo znamená "všetky dáta a elektronické režijné náklady naraz." V reálnom svete je rýchlosť pre PCI-E revízia 3 trochu menej ako jeden gigabajt za sekundu na pruh.

Takže zariadenie, ktoré používa port PCI-E x1, ako napríklad zvuková karta s nízkym výkonom alebo anténa Wi-Fi, môže prenášať dáta do zvyšku počítača približne na 1 GBps. Karta, ktorá narazí na fyzicky väčší slot x4 alebo x8, ako je rozširujúca karta USB 3.0, môže prenášať dáta štyri alebo osemkrát rýchlejšie - a ak by boli použité maximálne dva z týchto portov USB v maximálnej miere rýchlosť prenosu. Porty PCI-E x16 s teoretickým maximom okolo 15 GBps na verzii 3.0 sa používajú pre takmer všetky moderné grafické karty navrhnuté firmami NVIDIA a AMD.

Väčšina diskrétnych grafických kariet používa úplný slot PCI-E x16.

Neexistujú žiadne nastavené pokyny, pre ktoré rozširujúce karty budú používať, ktorý počet jazdných pruhov. Grafické karty majú tendenciu používať x16 len kvôli maximálnemu prenosu dát, ale samozrejme nepotrebujete sieťovú kartu na používanie portu x16 a šestnástich plných pruhov, keď je jeho port Ethernet schopný prenášať dáta iba na jeden gigabit za sekundu asi osem prenosu jedného PCI-E jazdného pruhu - nezabudnite, osem bitov na bajt). Existuje malé množstvo jednotiek SSI, ktoré uprednostňujú port x4, ale zdá sa, že boli rýchlo prekonané novým štandardom M.2, ktorý môže používať aj zbernicu PCI-E. Vysokokvalitné sieťové karty a nadšencov, ako sú adaptéry a radič RAID, používajú mix formátov x4 a x8.

Nezabudnite: Veľkosť portu PCI-E a pruhy nemusia byť rovnaké

Tu je jedna z mätúcich častí nastavenia PCI-E: port môže mať veľkosť karty x16, ale má dostatok dátových pruhov pre niečo oveľa menej rýchle ako x4. Dôvodom je to, že zatiaľ čo PCI-E dokáže usporiadať v podstate neobmedzené množstvo individuálnych pripojení, stále existuje praktický limit na priepustnosť čipovej sady pruhu. Lacnejšie základné dosky s väčším počtom chipsetov orientovaných na rozpočet by mohli ísť len do jedného slotu x8, a to aj v prípade, že tento slot môže fyzicky umiestniť kartu x16. Medzi základné dosky "gamer" budú zaradené maximálne štyri sloty PCI-E s rozmermi x16 a x16 pre maximálnu kompatibilitu GPU. (Podrobnejšie sme o tom diskutovali.)

Táto nadšenská základná doska obsahuje päť plnohodnotných slotov PCI-E x16, ale iba dva z nich majú plné 16 dátových pruhov - ostatné sú x8 a x4.

Je zrejmé, že to môže spôsobiť problémy. Ak má vaša základná doska dva otvory s rozmermi x16, ale jedna z nich má len pruhy x4, potom pripojenie vašej fantázie novej grafickej karty do nesprávneho slotu by mohlo zhoršiť jej výkon o 75%. To je samozrejme teoretický výsledok: architektúra základných dosiek znamená, že neuvidíte taký dramatický pokles. Ide o to, že správna karta musí ísť do správneho slotu.

Našťastie kapacita jednotlivých pruhov na dráhe je všeobecne uvedená v príručke počítača alebo základnej dosky s ilustráciou toho, ktorý slot má kapacitu. Ak nemáte manuál, počet dráh je zvyčajne napísaný na doske plošných spojov na základnej doske vedľa prístavu, a to takto:

Štítky na týchto portoch zobrazujú dostupné jazdné pruhy: port x1 na vrchole má jeden pruh, ale port x16 uvedený nižšie má len štyri, a to napriek jeho fyzickej veľkosti. PCIEX1_2 znamená, že je to druhý port x1 na základnej doske.

Tiež kratšia karta x1 alebo x4 môže fyzicky zapadnúť do dlhšieho slotu x8 alebo x16: počiatočná konfigurácia pinov elektrických kontaktov je kompatibilná. Karta môže byť trochu voľná fyzicky, ale keď je naskrutkovaná do rozširujúcich slotov počítačového puzdra, je to viac ako dostatočne robustné. Prirodzene, ak sú kontakty karty fyzicky väčšie ako slot, nemožno ich vložiť.

Takže si pamätajte, že pri nákupe expanzných alebo aktualizačných kariet pre sloty PCI Express je potrebné mať na pamäti veľkosť a pruhové hodnotenie vašich dostupných portov.

Obrazový kredit: Newegg, Amazon