Când vine vorba de orice interfețe în context sisteme informatice, trebuie să aveți mare grijă să nu „executați” interfețe incompatibile pentru aceleași componente din sistem.
Din fericire, când vine vorba de interfața PCI-Express pentru conectarea unei plăci video, practic nu vor exista probleme de incompatibilitate. În acest articol, vom analiza acest lucru mai detaliat și vom vorbi despre ce este acest PCI-Express.
Pentru ce este și ce este PCI-Express?
Să începem, ca de obicei, de la bun început. Interfață PCI-Express (PCI-E) Este un mijloc de interacțiune, în acest context, constând dintr-un controler de magistrală și un slot corespunzător (Fig. 2) pornit placa de baza (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 intermediul interfeței AGP, dar când această interfață, ca să spunem simplu: „nu mai era suficient”, PCI-E a venit în ajutor, despre caracteristicile sale detaliate despre care vom vorbi acum.
Figura 2 (sloturi PCI-Express 3.0 pe placa de bază)
Principalele caracteristici ale PCI - Express (1.0, 2.0 și 3.0)
În ciuda faptului că numele PCI și PCI-Express sunt foarte asemănătoare, principiile conexiunii (interacțiunii) sunt fundamental diferite. În cazul PCI-Express, se utilizează o linie - o conexiune serială bidirecțională, punct-la-punct, aceste linii pot fi mai multe. În cazul plăcilor video și al plăcilor de bază (nu luăm în considerare 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 plăci de bazăah cu PCI-E 1.0, ați putea vedea un al doilea slot x8 pentru funcționarea SLI sau Cross Fire.
Ei bine, în PCI, dispozitivul se conectează la o magistrală paralelă comună de 32 de biți.
Figura: 3. Un exemplu de sloturi cu numere diferite de linii
(așa cum am menționat anterior, x16 este cel mai frecvent utilizat)
Pentru interfață, lățimea de bandă este de 2,5 Gbps. Avem nevoie de aceste date pentru a urmări modificările acestui parametru în diferite versiuni PCI-E.
Mai mult, versiunea 1.0 a evoluat în PCI-E 2.0... Ca urmare a acestei transformări, am obținut de două ori lățimea de bandă, adică 5 Gbit / s, dar aș dori să menționez că adaptoarele grafice nu au beneficiat în mod special de 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 ușor sau încetini transferul de date (în acest caz nu există „frânare” și există o marjă bună).
În același mod, în 2010, cu o marjă, a fost dezvoltată interfața PCI-E 3.0, pe acest moment este utilizat în toate sistemele noi, dar dacă mai aveți 1.0 sau 2.0, atunci nu vă faceți griji - mai jos vom vorbi despre compatibilitatea inversă a diferitelor versiuni.
În PCI-E 3.0, lățimea de bandă a fost dublată comparativ cu 2.0. De asemenea, au fost făcute multe schimbări tehnice.
Se așteaptă să se nască până în 2015 PCI-E 4.0, ceea ce nu este absolut surprinzător pentru o industrie IT dinamică.
Ei bine, bine, să terminăm cu aceste versiuni și numere de lățime de bandă și să atingem o problemă foarte importantă a compatibilității înapoi a diferitelor versiuni PCI-Express.
PCI-Express 1.0, 2.0 și 3.0 compatibilitate inversă
Această întrebare îi îngrijorează pe mulți, mai ales când alegerea unei plăci video pentru sistemul actual. De când s-a mulțumit cu un sistem cu placa de bazacare acceptă PCI-Express 1.0, există îndoieli dacă o placă video cu PCI-Express 2.0 sau 3.0 va funcționa corect? Da, o va face, cel puțin așa, dezvoltatorii care au oferit această promisiune. Singurul lucru este că placa video nu se va putea dezvălui pe deplin în toată gloria sa, dar pierderile de performanță, în majoritatea cazurilor, vor fi nesemnificative.
Dimpotrivă, puteți instala în siguranță plăci video cu interfața PCI-E 1.0 în plăcile de bază care acceptă PCI-E 3.0 sau 2.0, nimic nu este limitat aici, deci fiți liniștiți în ceea ce privește compatibilitatea. Dacă, desigur, totul este în ordine cu alți factori, acestea includ o unitate de alimentare insuficient de puternică etc.
În general, am vorbit în detaliu despre PCI-Express, care vă va permite să scăpați de o mulțime de ambiguități și îndoieli cu privire la compatibilitatea și înțelegerea diferențelor în versiunile PCI-E.
Mi s-a pus această întrebare de mai multe ori, așa că acum voi încerca să dau cel mai accesibil și mai scurt răspuns la aceasta, pentru aceasta voi oferi imagini cu sloturi de expansiune PCI Express și PCI pe placa de bază pentru o înțelegere mai clară și, bineînțeles, voi sublinia principalele diferențe de caracteristici, adică foarte curând, veți afla care sunt aceste interfețe și cum arată.
Deci, mai întâi, să răspundem pe scurt la întrebarea, ce anume sunt PCI Express și PCI.
Ce sunt PCI Express și PCI?
PCI Este o magistrală I / O paralelă pentru computer pentru conectare periferice la placa de bază a computerului. PCI este utilizat pentru conectarea: plăci video, plăci de sunet, plăci de rețea, tunere TV și alte dispozitive. Interfața PCI este depășită, deci probabil că nu veți putea găsi, de exemplu, o placă video modernă care se conectează prin PCI.
PCI Express (PCIe sau PCI-E) este o magistrală I / O serială a computerului pentru conectarea perifericelor la placa de bază a computerului. Acestea. în același timp, este deja utilizată o conexiune serială bidirecțională, care poate avea mai multe linii (x1, x2, x4, x8, x12, x16 și x32) cu cât sunt mai multe astfel de linii, cu atât este mai mare lățimea de bandă a magistralei PCI-E. Interfața PCI Express este utilizată pentru a conecta dispozitive precum: plăci video, plăci de sunet, carduri de rețea, Unități SSD alte.
Există mai multe versiuni ale interfeței PCI-E: 1.0, 2.0 și 3.0 (versiunea 4.0 va apărea în curând). Această interfață este de obicei desemnată, de exemplu, astfel PCI-E 3.0 x16ceea ce înseamnă versiunea PCI Express 3.0 cu 16 benzi.
Dacă vorbim dacă, de exemplu, o placă video care are o interfață PCI-E 3.0 pe o placă de bază care acceptă doar PCI-E 2.0 sau 1.0 va funcționa, așa că dezvoltatorii spun că totul va funcționa, dar, desigur, țineți cont de faptul că lățimea de bandă va fi limitat de capacitățile plăcii de bază. Prin urmare, în acest caz, plătiți în exces pentru o placă video cu mai mult versiune noua PCI Express cred că nu merită ( doar pentru viitor, adică Aveți de gând să achiziționați o nouă placă de bază cu PCI-E 3.0). De asemenea, și invers, să presupunem că placa de bază acceptă PCI Express 3.0, iar placa video acceptă, să zicem, 1.0, atunci această configurație ar trebui să funcționeze, dar numai cu capacități PCI-E 1.0, adică nu există nicio limitare aici, deoarece placa video în acest caz va funcționa la limita capacităților sale.
Diferențe PCI Express față de PCI
Principala diferență de caracteristici este, desigur, lățimea de bandă, pentru PCI Express este mult mai mare, de exemplu, pentru PCI la o frecvență de 66 MHz, lățimea de bandă este de 266 Mb / s, iar pentru PCI-E 3.0 (x16) 32 GB / sec.
Extern, interfețele sunt, de asemenea, diferite, astfel încât nu veți putea conecta, de exemplu, o placă video PCI Express la un slot de expansiune PCI. Interfețele PCI Express cu un număr diferit de benzi diferă, de asemenea, acum voi arăta toate acestea în imagini.
Sloturi de expansiune PCI Express și PCI pe plăcile de bază
Sloturi PCI și AGP
Sloturi PCI-E x1, PCI-E x16 și PCI
Interfețe PCI Express pe plăci video
Asta e tot pentru mine, pa!
- Salut! Vă rugăm să explicați diferența de lățime de bandă dintre PCI Express 3.0 x16 și PCI Express 2.0 x16. Acum sunt încă la vânzare plăci de bază cu interfața PCI Express 2.0 x16. sunt cu voi pierde foarte mult în performanța vidyuhi dacă instalez o nouă placă de interfață videoPCI Express 3.0 către un computer cu placă de bază cu doar un slotPCI-E 2.0? Cred că voi pierde, pentru că totalulrata baudpCI Express 2.0 este egal cu - 16 GB / s și totalulrata de transfer de date a PCI Express 3.0 este de două ori mai mare -32 GB / s
- Salut! Am un computer cu un procesor puternic, dar nu nou Intel core i7 2700K și o placă de bază cu slot PCI Express 2.0. Spune-mi, dacă cumpăr o nouă placă grafică PCI Express 3.0, această placă video va funcționa de două ori mai lent decât dacă aș avea o placă de bază cu un conector PCI Express 3.0? Deci, este timpul să-mi schimb computerul?
- Vă rugăm să răspundeți la această întrebare. Placa de bază are două sloturi: PCI Express 3.0 și PCI Express 2.0, dar în slot Noua placă grafică PCI Express 3.0PCI Express 3.0 nu urcă, radiatorul interferează podul sudic... Dacă instalez o placă graficăPCI-E 3.0 la slot PCI-E 2.0, placa mea video va funcționa mai rău decât dacă ar fi instalată într-un slot PCI Express 3.0?
- Bună ziua, vreau să cumpăr o placă de bază puțin folosită de la un prieten pentru două mii de ruble. Acum trei ani l-a cumpărat pentru 7000 de ruble, dar sunt confuz de faptul că are un slot pentru o placă video de interfață PCI-E 2.0 și am o placă videoPCI-E 3.0. Placa mea grafică de pe această placă de bază va funcționa sau nu la capacitate maximă?
Bună 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 adaptoare grafice, la vânzare există plăci video cu interfațăPCI-E 3.0, precum și PCI-E 2.0. Dacă vă uitați la specificațiile oficiale ale interfețelor PCI Express 3.0 x16 și PCI Express 2.0 x16, veți afla că rata totală de transfer de date pentru PCI Express 2.0 este - 16 GB / s, în timp ce PCI Express 3.0 este de două ori mai mare -32 GB / s Nu voi intra în jungla specificului acestor interfețe și vă voi spune doar că așa o mare diferență în rata de transfer a datelor este vizibilă doar în teorie, în practică este foarte mică.Dacă citiți articole despre acest subiect pe Internet, atunciveți concluziona că plăcile grafice moderne PCI Express 3.0 funcționează cu aceeași viteză în sloturile PCI Express 3.0 x16 și PCI Express 2.0 x16 șidiferență în randamentîntre PCI-E 3.0 x16 și PCI-E 2.0 x16 este doar o pierdere de 1-2% a performanței plăcii grafice. Adică, indiferent de slotul în care 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, în acel moment, nu existau jocuri precum Far Cry Primal, Battlefield 1 și alte produse noi care au apărut în 2016. Tot în 2016 a fost lansat familie de grafică procesoare NVIDIA A 10-a serie, de exemplu, plăcile grafice GeForce GTX 1050 și GeForce GTX 1050 Ti și chiar GTX 1060. Experimentele mele cu jocuri noi și plăci video noi au arătat că avantajul interfeței PCI-E 3.0 este mai marePCI-E 2.0 nu mai este de 1-2%, dar în medie 6-7%. Ce este interesant dacă placa video este mai mică în clasă decâtGeForce 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 Interfață GeForce GTX 1050 PCI-E 3.0 și placă de bază cu conectoriPCI Express 3.0 x16 și PCI Express 2.0 x16.
H setările grafice din jocuri sunt maxime peste tot.
- Joc FAR CRY PRIMAL. Interfață PCI-E 3.0 a arătat un avantaj față dePCI-E 2.0 de atunci întotdeauna mai ridicat cu 4-5 cadre, adică aproximativ4 % %.
- Battlefield 1 joc. Decalajul dintre PCI-E 3.0 și PCI-E 2.0 a fost8-10 cadre , care reprezintă un procent de aproximativ 9%.
- Rise of the Tomb Raider. Avantajul PCI-E 3.0 medii 9-10 fps sau 9%.
- Vrajitorul. Avantajul PCI-E 3.0 a fost de 3%.
- Furt Auto V. Avantajul PCI-E 3.0 este de 5 fps sau 5%.
Adică, diferența de lățime de bandă dintre interfața PCI-E 3.0 x16 și PCI-E 2.0 x16 nu este încă în favoarea PCI-E 2.0. Prin urmare, nu aș cumpăra o placă de bază cu un singur slot PCI-E 2.0 în acest moment.
Un prieten de-al meu a cumpărat o placă de bază uzată pentru trei mii de ruble. Da, odată ce a fost acumulat și a costat aproximativ zece mii de ruble, are o mulțime de conectoriSATA III și USB 3.0, de asemenea 8 sloturi pentru RAM, acceptă tehnologia RAID etc., dar este construit pe un chipset învechit și un slot pentru placă video PCI Express 2.0! Parerea mea, ar fi mai bine sa cumparati. De ce?
Se poate întâmpla ca într-un an sau doi, cele mai recente plăci video să funcționeze numai în slotPCI Express 3.0 x16 , iar placa dvs. de bază va avea un conector învechit care nu mai este utilizat de producătoriPCI Express 2.0 x16 ... Cumpărați o nouă placă video și aceasta va refuza să funcționeze în vechiul conector. Personal, am întâlnit deja de multe ori placa video PCI-E 3.0 nu a pornit pe covor. placa cu conector PCI-E 2.0 și nici măcar actualizarea BIOS-ului plăcii de bază nu a ajutat.De asemenea, m-am ocupat de plăcile videoPCI-E 2.0 x16 care a refuzat să lucreze pe plăci de bază mai vechi cu o interfațăPCI-E 1.0 x16, deși peste tot scriu despre compatibilitate inversă.Cazuri când placa video PCI Express 3.0 x16 nu a pornit pe plăcile de bază cuPCI Express 1.0 x16, chiar mai mult.
Și nu uitați de interfața care va veni anul acesta. PCI Express 4.0. În acest caz, PCI Express 3.0 va fi învechit.
Standardul PCI Express este una dintre bazele computerelor moderne. Sloturile PCI Express au ocupat mult timp un loc solid pe orice placă de bază pe un computer desktop, înlocuind alte standarde, cum ar fi PCI. Dar chiar și standardul PCI Express are propriile sale varietăți și modele de conexiune care diferă între ele. Pe plăcile de bază noi, începând cu 2010, puteți vedea pe o placă de bază o întreagă împrăștiere a porturilor desemnate ca PCIE sau PCI-E, care poate diferi prin numărul de linii: una x1 sau mai multe x2, x4, x8, x12, x16 și x32.
Deci, să aflăm de ce există o astfel de confuzie între portul periferic aparent simplu PCI Express. Și care este scopul fiecărui standard PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 și x32?
Ce este PCI Express Bus?
În anii 2000 îndepărtați, când a avut loc tranziția de la vechiul standard PCI (ext. - interconectarea componentelor periferice) la PCI Express, acesta din urmă avea un avantaj imens: în locul magistralei seriale, care era PCI, a fost utilizată o magistrală de acces punct la punct. Acest lucru a însemnat că fiecare port PCI individual și cardurile instalate în acesta ar putea profita din plin de lățimea maximă de bandă fără a interfera unul cu celălalt, așa cum a fost cazul atunci când ați conectat la PCI. În acele zile, numărul de dispozitive periferice inserate în cardurile de expansiune era suficient. Plăcile de rețea, plăcile audio, tunerele TV și așa mai departe - toate au necesitat o cantitate echitabilă de resurse pentru PC. Dar, spre deosebire de standardul PCI, care folosea o magistrală comună pentru transferul de date cu mai multe dispozitive conectate în paralel, PCI Express, vizualizat în general, este o rețea de pachete cu topologie stea.
PCI Express x16, PCI Express x1 și PCI pe un singur card
În termeni simpli, imaginați-vă computerul desktop ca un magazin mic cu unul, doi vânzători. Vechiul standard PCI era ca un magazin alimentar: toată lumea aștepta în aceeași linie pentru a fi servit, întâmpinând probleme de viteză cu un agent de vânzări limitat la ghișeu. PCI-E seamănă mai mult cu un hipermarket: fiecare client își urmează propria rută individuală pentru alimente și mai mulți casieri primesc comenzi la casă.
Evident, un hypermarket este de câteva ori mai rapid decât un magazin obișnuit în ceea ce privește viteza de serviciu, datorită faptului că magazinul nu își poate permite lățimea de bandă a mai multor vânzători cu o singură plată.
De asemenea, cu benzi de date dedicate pentru fiecare placă de expansiune sau componente încorporate ale plăcii de bază.
Impactul numărului de linii asupra debitului
Acum, pentru a extinde metafora noastră despre magazin și hipermarket, imaginați-vă că fiecare departament al hypermarketului are propriile sale casieri, rezervate doar pentru ei. Aici intervine ideea mai multor benzi de date.
PCI-E a trecut prin multe schimbări de la începuturile sale. În prezent, noile plăci de bază utilizează deja versiunea 3 a standardului, versiunea 4 mai rapidă devenind tot mai frecventă, versiunea 5 fiind așteptată în 2019. Dar diferite versiuni utilizează aceleași conexiuni fizice, iar aceste conexiuni pot fi realizate în patru dimensiuni de bază: x1, x4, x8 și x16. (există porturi x32, dar sunt extrem de rare pe plăcile de bază pentru computerele obișnuite).
Diferitele dimensiuni fizice ale porturilor PCI-Express le permit să fie împărțite în mod clar în funcție de numărul de conexiuni simultane la placa de bază: cu cât portul este mai mare din punct de vedere fizic, cu atât mai multe conexiuni pot fi transferate pe card sau invers. Acești compuși se mai numesc linii... O linie poate fi gândită ca o pistă formată din două perechi de semnale: una pentru trimiterea de date și cealaltă pentru recepție.
Diferite versiuni ale standardului PCI-E permit utilizarea viteze diferite pe fiecare bandă. Dar, în general, cu cât există mai multe benzi pe un singur port PCI-E, cu atât datele mai rapide pot circula între periferic și restul computerului.
Revenind la metafora noastră: dacă vorbim despre un vânzător într-un magazin, atunci banda x1 va fi acest singur vânzător care servește un singur client. Magazinul cu 4 casieri are deja 4 linii x4... Și așa mai departe, puteți lista casierii după numărul de linii, înmulțind cu 2.
Variat carduri PCI Expres
Tipuri de dispozitive folosind PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 și x32
Pentru versiunea PCI Express 3.0, rata maximă totală de transfer de date este de 8 GT / s. În realitate, viteza pentru versiunea PCI-E 3 este puțin mai mică de un gigabyte pe secundă pe bandă.
Astfel, un dispozitiv care utilizează un port PCI-E x1, de exemplu, este de putere redusă placă de sunet sau o antenă Wi-Fi poate transmite date la o viteză maximă de 1 Gbps.
O carte care se potrivește fizic într-un slot mai mare - x4 sau x8un card de expansiune USB 3.0, de exemplu, poate transfera date de patru sau opt ori mai rapid, respectiv.
Rata de transfer a porturilor PCI-E x16 este teoretic limitată de lățimea de bandă maximă de aproximativ 15 Gb / s. Acest lucru este mai mult decât suficient în 2017 pentru toate plăcile grafice moderne dezvoltate de NVIDIA și AMD.
Majoritatea plăcilor grafice discrete folosesc un slot PCI-E x16
PCI Express 4.0 vă permite să utilizați 16 GT / s, iar PCI Express 5.0 va utiliza 32 GT / s.
Dar în prezent nu există componente care să poată folosi atâtea benzi cu lățime de bandă maximă. Plăcile grafice moderne de top folosesc de obicei standardul x16 PCI Express 3.0. Nu are sens să folosiți aceleași benzi pentru o placă de rețea care va utiliza o singură linie pe portul x16, deoarece portul Ethernet este capabil să transfere date până la un gigabit pe secundă (ceea ce reprezintă aproximativ o optime din lățimea de bandă a unei benzi PCI-E - amintiți-vă: opt biți într-un octet).
Puteți găsi pe piață SSD-uri PCI-E care acceptă portul x4, dar par a fi în curând suplinite de noul standard M.2 în evoluție rapidă. pentru unități în stare solidă care pot utiliza și magistrala PCI-E. NIC-urile high-end și hardware-ul entuziast, cum ar fi controlerele RAID, utilizează un mix de formate x4 și x8.
Dimensiunile portului și benzii PCI-E pot varia
Aceasta este una dintre sarcinile cele mai confuze pentru PCI-E: un port poate fi realizat în factor de formă x16, dar are un număr insuficient de benzi pentru a transmite date, de exemplu, doar de exemplu x4. Acest lucru se datorează faptului că, deși PCI-E poate transporta un număr nelimitat de conexiuni individuale, există încă o limită practică a lățimii de bandă a chipset-ului. Plăcile de bază mai ieftine, cu chipset-uri cu buget mai mare, pot avea doar un slot x8, chiar dacă acel slot poate găzdui fizic un card x16.
În plus, plăcile de bază orientate spre gamer includ până la patru sloturi PCI-E complete cu x16 și același număr de benzi pentru lățime de bandă maximă.
Evident, acest lucru poate cauza probleme. Dacă placa de bază are două sloturi x16, dar una dintre ele are doar benzi x4, atunci conectarea unui nou placă grafică va reduce productivitatea primului cu până la 75%. Acesta este, desigur, doar un rezultat teoretic. Arhitectura plăcilor de bază este de așa natură încât nu veți vedea o scădere dramatică a performanței.
Configurarea corectă a două plăci grafice video ar trebui să utilizeze exact două sloturi x16 dacă doriți un confort maxim de la un tandem de două plăci video. Pentru a afla câte linii de pe placa de bază are un anumit slot, ghidul de la birou vă va ajuta. site-ul producătorului.
Uneori, producătorii marchează chiar numărul de linii de pe PCB-ul plăcii de bază de lângă slot
Rețineți că un card x1 sau x4 mai scurt se poate încadra fizic într-un slot mai lung x8 sau x16. Configurarea contactelor contactelor electrice face acest lucru posibil. Bineînțeles, dacă cardul este mai mare din punct de vedere fizic decât slotul, atunci nu va funcționa pentru a-l introduce.
Prin urmare, amintiți-vă, atunci când cumpărați carduri de expansiune sau actualizați cardurile actuale, trebuie să vă amintiți întotdeauna atât dimensiunea slotului PCI Express, cât și numărul de benzi necesare.
Introducere
Legea lui Moore afirmă că numărul de tranzistoare pe un cip de siliciu care este profitabil pentru a se fabrica se dublează la fiecare doi ani. Dar nu credeți că viteza procesorului se dublează și la fiecare doi ani. Mulți oameni au această concepție greșită, iar utilizatorii se așteaptă adesea ca performanța PC-ului să scadă exponențial.
Cu toate acestea, după cum probabil ați observat, procesoarele de top de pe piață sunt blocate între 3 și 4 GHz de șase ani. Și industria computerelor a trebuit să caute noi modalități de a crește performanța de calcul. Cea mai importantă dintre aceste metode este menținerea unui echilibru între componentele platformei care utilizează magistrala PCI Express, un standard deschis care permite schimbului de informații cu plăci grafice de mare viteză, carduri de expansiune și alte componente. Iar PCI Express este la fel de important pentru scalarea performanței ca procesoarele multi-core. În timp ce procesoarele dual-core, quad-core și six-core pot fi încărcate numai cu aplicații optimizate pentru mai multe fire, orice program instalat pe computer interacționează într-un fel sau altul cu componentele conectate prin PCI Express.
Mulți jurnaliști și experți se așteptau ca plăcile de bază și chipset-urile PCI Express 3.0 de nouă generație să apară în primul trimestru al anului 2010. Din păcate, problemele de compatibilitate inversă au întârziat PCI Express 3.0, iar astăzi au trecut șase luni, dar încă așteptăm informații oficiale privind publicarea noului standard.
Cu toate acestea, am vorbit cu PCI-SIG (Special Interest Group, care este responsabil pentru standardele PCI și PCI Express), ceea ce ne-a permis să obținem câteva răspunsuri.
PCI Express 3.0: planuri
Al Yanes, președinte și președinte al PCI-SIG, și Ramin Neshati, președinte al grupului de lucru pentru comunicații seriale PCI-SIG, și-au împărtășit planurile actuale de implementare a PCI Express 3.0.
 |
Faceți clic pe imagine pentru a mări.
La 23 iunie 2010, a fost lansată versiunea 0.71 a specificației PCI Express 3.0. Yans a susținut că versiunea 0.71 ar trebui să remedieze orice probleme de compatibilitate inversă care au cauzat întârzierea inițială. Neshati a menționat că principala problemă de compatibilitate a fost caracteristica „DC wandering”, pe care a explicat-o spunând că PCI Express 2.0 și dispozitivele anterioare „nu au dat zero-urile și unele” pentru a se potrivi cu interfața PCI Express 3.0.
Astăzi, odată cu rezolvarea problemelor de compatibilitate inversă, PCI-SIG este pregătit să lanseze linia de bază 0.9 „mai târziu în această vară”. Și în spatele acestei versiuni de bază, versiunea 1.0 este așteptată în al patrulea trimestru al acestui an.
Desigur, cea mai interesantă întrebare este când vor ajunge plăcile de bază PCI Express 3.0 pe rafturile magazinelor. Neshati a menționat că se așteaptă ca primele produse să apară în primul trimestru al anului 2011 (triunghiul „FYI” din imaginea planului).
Neshati a adăugat că între versiunile 0.9 și 1.0 nu ar trebui să existe modificări la nivelul cristalului de siliciu (adică toate modificările vor afecta doar software și firmware), astfel încât unele produse trebuie să intre pe piață înainte de apariția specificației finale 1.0. Și produsele pot fi deja certificate pentru „Lista integratorului” PCI-SIG (triunghiul „IL”), care este o variantă a siglei de conformitate PCI-SIG.
Neshati a numit în glumă al treilea trimestru al anului 2011 drept data „Fry and Buy” (referindu-se probabil la Frys.com, Buy.com sau Best Buy). Adică, în această perioadă, ar trebui să ne așteptăm la apariția unui număr mare de produse cu suport PCI Express 3.0 în magazinele de vânzare cu amănuntul și magazinele online.
PCI Express 3.0: Proiectat pentru viteză
Pentru utilizatorii finali, principala diferență între PCI Express 2.0 și PCI Express 3.0 va fi o creștere semnificativă a lățimii maxime de bandă. PCI Express 2.0 are o rată de transmisie a semnalului de 5 GT / s, adică lățimea de bandă este de 500 MB / s pentru fiecare linie. Astfel, principalul slot grafic PCI Express 2.0, care folosește de obicei 16 benzi, oferă lățime de bandă bidirecțională de până la 8 GB / s.
Cu PCI Express 3.0, vom obține o dublare a acestor indicatori. PCI Express 3.0 utilizează o rată de semnalizare de 8 GT / s, care se traduce prin lățime de bandă de 1 GB / s pe bandă. Astfel, slotul principal pentru placa video va primi o lățime de bandă de până la 16 GB / s.
La prima vedere, creșterea vitezei semnalului de la 5 GT / s la 8 GT / s nu pare o dublare. Cu toate acestea, PCI Express 2.0 utilizează o schemă de codificare 8b / 10b, unde 8 biți de date sunt transmise ca caractere de 10 biți pentru recuperarea erorilor. Ca urmare, obținem o reducere de 20%, adică o scădere a lățimii de bandă utilizabile.
PCI Express 3.0 trece la o schemă de codificare 128b / 130b mult mai eficientă, eliminând redundanța de 20%. Prin urmare, 8 GT / s nu mai este o viteză „teoretică”; aceasta este rata reală, comparabilă ca performanță cu rata de semnal de 10 GT / s dacă s-a utilizat principiul de codare 8b / 10b.
 |
Faceți clic pe imagine pentru a mări.
L-am întrebat pe Yans despre dispozitivele care ar necesita o creștere a vitezei. El a răspuns că acestea vor include „comutatoare PLX, controlere Ethernet de 40 Gbps, InfiniBand, dispozitivele în stare solidă din ce în ce mai populare și, desigur, plăci grafice”. El a adăugat „Nu am rămas fără inovații, ele nu apar static, sunt un flux continuu”, deschid calea pentru îmbunătățiri ulterioare în viitoarele versiuni ale interfeței PCI Express.
Analiză: unde vom folosi PCI Express 3.0?
Dispozitive de stocare
AMD a integrat deja suportul SATA 6Gb / s în cea de-a opta linie de chipset-uri, iar producătorii de plăci de bază adaugă controlere USB 3.0. Intel rămâne puțin în urmă în acest domeniu, deoarece nu acceptă USB 3.0 sau SATA 6 Gb / s în chipset-uri (avem deja probe preliminare de plăci de bază pe P67 în laboratorul nostru și au suport pentru SATA 6 Gb / s, dar USB 3.0 în acest generație pe care nu o vom obține). Cu toate acestea, așa cum am văzut de multe ori în confruntarea dintre AMD și Intel, inovațiile AMD inspiră adesea Intel. Având în vedere viteza interfeței de stocare de generație următoare și a perifericelor, nu este încă necesară portarea oricărei tehnologii pe PCI Express 3.0. Atât pentru USB 3.0 (5 Gb / s), cât și pentru SATA 6 Gb / s (nu există încă unități care să ajungă la limitele acestei interfețe), o linie de a doua generație PCI Express va fi suficientă.
Desigur, când vine vorba de unități, interacțiunea dintre unități și controlere este doar o parte a întrebării. Imaginați-vă o serie de SSD-uri multiple cu interfață SATA 6 Gbps pentru chipset când matrice RAID 0 are potențialul de a încărca o bandă PCI Express Gen 2 pe care majoritatea producătorilor de plăci de bază o folosesc pentru a conecta un controler. Deci, după câteva calcule simple, puteți decide dacă interfețele USB 3.0 și SATA 6 Gb / s necesită într-adevăr suport pentru PCI Express 3.0.
 |
Faceți clic pe imagine pentru a mări.
După cum am menționat deja, interfața USB 3.0 oferă o viteză maximă de 5 Gbps. Dar, de asemenea, ca standard PCI Express 2.1, USB 3.0 folosește codificarea 8b / 10b, ceea ce înseamnă că viteza maximă reală este de 4 Gbps. Împărțiți biții la opt pentru a le converti în octeți și veți obține un randament maxim de 500 MB / s - exact la fel ca o singură bandă din actualul standard PCI Express 2.1. SATA 6 Gb / s rulează la 6 Gb / s, dar folosește și o schemă de codare 8b / 10b, care traduce teoretic 6 Gb / s în 4,8 Gb / s. Din nou, convertiți această valoare în octeți și veți obține cu 600 MB / s sau cu 20% mai mult decât poate oferi linia PCI Express 2.0.
Cu toate acestea, problema constă în faptul că nici cele mai rapide SSD-uri de astăzi nu pot încărca complet o conexiune SATA 3Gb / s. Perifericele nu se apropie de încărcarea interfeței USB 3.0, la fel se poate spune și pentru ultima generație de SATA 6Gb / s. Cel puțin astăzi, PCI Express 3.0 nu este necesar pentru promovarea sa activă pe piața platformelor. Sperăm că, pe măsură ce Intel trece la blițul NAND de generația a treia, viteza ceasului va crește și vom avea dispozitive capabile să depășească nivelul 3Gb / s al porturilor SATA de a doua generație.
Plăci video
Am efectuat propriile noastre cercetări cu privire la impactul lățimii de bandă PCI Express asupra performanței plăcilor video - post-comercializare PCI Express 2.0 , începutul anului 2010 Si deasemenea recent ... Am găsit foarte dificil să încărcăm lățimea de bandă x16 disponibilă în prezent pe plăcile de bază PCI Express 2.1. Veți avea nevoie de o configurație multi-GPU sau de o placă grafică extrem de înaltă pe un singur GPU pentru a identifica diferența dintre conexiunile x8 și x16.
Le-am cerut lui AMD și Nvidia să comenteze necesitatea PCI Express 3.0 - va fi necesară această magistrală rapidă pentru a elibera întregul potențial de performanță al plăcilor grafice de generația următoare? Un purtător de cuvânt al AMD ne-a spus că încă nu poate comenta.
 |
Faceți clic pe imagine pentru a mări.
Un purtător de cuvânt al Nvidia a fost mai plăcut: „Nvidia a jucat un rol cheie în industrie în dezvoltarea PCI Express 3.0, care ar trebui să dubleze lățimea de bandă a standardului actual de generație (2.0). Când apar astfel de creșteri dramatice ale lățimii de bandă, apar aplicații care pot Consumatorii și profesioniștii vor beneficia de noul standard cu grafică sporită și performanță de calcul în notebook-uri, desktop-uri, stații de lucru și servere cu GPU-uri. "
Poate că fraza cheie este „vor exista aplicații care le pot folosi”. Se pare că nimic nu se micșorează în lumea grafică. Afișajele devin mai mari o rezoluție înaltă înlocuiește definiția standard, texturile din jocuri devin mai detaliate și mai interesante. Astăzi nu credem că nici cele mai recente plăci grafice de vârf au nevoie de o interfață PCI Express 3.0 cu 16 benzi. Dar pasionații au văzut istoria repetându-se an de an: progresele tehnologice deschid calea către noi modalități de utilizare a „țevilor mai groase”. Poate că vom vedea o creștere explozivă a aplicațiilor care vor face calculul GPU mai masiv. Sau, poate, scăderea performanței care se observă la ieșirea din memorie a plăcii video, la schimbarea de la memorie de sistemva fi mai puțin vizibilă în produsele de masă și low-end. În orice caz, vom vedea inovațiile pe care PCI Express 3.0 le va aduce AMD și Nvidia.
Conexiuni componente placă de bază
AMD și Intel sunt întotdeauna foarte reticenți în a împărtăși informații despre interfețele pe care le folosesc pentru a comunica între componentele chipset-ului sau „blocurile de construcție” logice din podurile nord / sud. Știm viteza cu care funcționează aceste interfețe și, de asemenea, sunt concepute astfel încât să nu creeze blocaje, dacă este posibil. Uneori știm cine a produs o anumită parte a logicii sistemului, de exemplu, AMD a folosit un controler SATA în SB600 pe baza designului Silicon Logic. Dar tehnologia utilizată pentru a construi punți între componente rămâne adesea „pete goale”. PCI Express 3.0, desigur, pare o soluție foarte atractivă, precum interfața A-Link utilizată de AMD.
Sosirea recentă a controlerelor USB 3.0 și SATA 6Gb / s este activată un numar mare plăcile de bază vă permit, de asemenea, să evaluați situația. Deoarece chipset-ul Intel X58 nu oferă suport nativ pentru nici una dintre cele două tehnologii, companii precum Gigabyte trebuie să integreze controlere în plăcile lor de bază folosind benzile disponibile pentru a le conecta.
Placa de bază Gigabyte EX58-UD5 nu acceptă nici USB 3.0, nici SATA 6Gb / s. Cu toate acestea, are un slot PCI Express x4.
 |
Faceți clic pe imagine pentru a mări.
Gigabyte a înlocuit placa de bază EX58-UD5 cu noul X58A-UD5, care are suport pentru două porturi USB 3.0 și două porturi SATA 6Gb / s. Unde a găsit Gigabyte lățimea de bandă pentru a sprijini aceste două tehnologii? Compania a preluat PCI Express 2.0 sub o singură linie pentru fiecare controler, reducând posibilitățile de instalare a cardurilor de expansiune, dar în același timp îmbogățind funcționalitatea plăcii de bază.
În afară de adăugarea USB 3.0 și SATA 6Gb / s, singura diferență vizibilă dintre cele două plăci de bază privește îndepărtarea slotului x4.
 |
Faceți clic pe imagine pentru a mări.
Va permite interfața PCI Express 3.0, ca standarde anterioare, să adauge viitoare tehnologii și controlere la plăcile de bază care nu vor fi prezente în generațiile actuale de chipset-uri într-o formă integrată? După cum ni se pare, va fi așa.
CUDA și calcul paralel
Intrăm în era supercomputerelor desktop. Sistemele noastre rulează GPU-uri paralele, surse de alimentare și plăci de bază capabile să suporte până la patru plăci video simultan. Tehnologia Nvidia CUDA vă permite să transformați o placă video într-un instrument pentru programatori pentru calcule nu numai în jocuri, ci și în domeniile științifice și în aplicații inginerești... Interfața de programare s-a dovedit deja excelent când dezvoltarea unei varietăți de soluții pentru sectorul corporativ inclusiv prelucrarea imaginilor în medicină, matematică, explorarea petrolului și gazelor.
 |
Faceți clic pe imagine pentru a mări.
Am cerut părerea programatorului OpenGL Terry Welsh de la Screensavere cu adevărat Slick despre calculul PCI Express 3.0 și GPU. Terry ne-a spus că „PCI Express a obținut un avans bun și îmi place că dezvoltatorii dublează lățimea de bandă ori de câte ori doresc - cum ar fi cu versiunea 3.0. Cu toate acestea, în proiectele la care trebuie să lucrez, nu mă aștept să văd nicio diferență. munca mea este legată de simulatoarele de zbor, dar acestea tind să funcționeze în memorie și performanță I / O pe hard disk; magistrala grafică nu este deloc o blocaj. Dar pot preved cu ușurință că PCI Express 3.0 va duce la progrese semnificative pentru Calculatoare GPU, pentru persoanele care fac lucrări științifice cu date mari. "
 |
Faceți clic pe imagine pentru a mări.
Capacitatea de a dubla rata de date în timp ce se ocupă de sarcini de muncă intensive în matematică motivează cu siguranță dezvoltarea CUDA și Fusion. Și aceasta este una dintre cele mai promițătoare zone pentru viitoarea interfață PCI Express 3.0.
Orice jucător cu un chipset Intel P55 poate vorbi despre avantajele și dezavantajele Intel P55 față de chipsetul Intel X58. Avantaj: Majoritatea plăcilor de bază P55 au un preț mai rezonabil decât modelele Intel X58 (în general, desigur). Dezavantaj: P55 are o conectivitate PCI Express minimă, sarcina principală fiind atribuită procesoare Intel Clarkdale și Lynnfield, care au 16 benzi PCIe Gen 2 în CPU în sine. Între timp, X58 are 36 de benzi PCI Express 2.0.
Pentru cumpărătorii P55 care doresc să utilizeze două plăci video, acestea vor trebui conectate prin linii x8 fiecare. Dacă doriți să adăugați o a treia placă video la platforma Intel P55, va trebui să utilizați liniile de chipset - dar, din păcate, acestea sunt limitate de viteza primei generații, iar chipsetul poate aloca maximum patru linii pentru slotul de expansiune.
Când l-am întrebat pe Al Yans de la PCI-SIG câte benzi de așteptat în chipset-urile care acceptă PCI Express 3.0 de la AMD și Intel, el a răspuns că aceasta este „informație privată” pe care „nu o poate divulga”. Desigur, nu ne-am așteptat să primim un răspuns, dar întrebarea a meritat încă pusă. Cu toate acestea, este puțin probabil ca AMD și Intel, care fac parte din consiliul de administrație PCI-SIG, să investească timp și bani în PCI Express 3.0 dacă intenționează să utilizeze noul standard PCI Express pur și simplu ca mijloc de reducere a numărului de linii. Ni se pare că în viitor chipset-urile AMD și Intel vor continua să segmenteze așa cum o vedem astăzi, platformele high-end vor avea suficiente capacități pentru a conecta o pereche de plăci video cu o interfață x16 completă, iar chipset-urile pentru piața de masă vor avea un număr redus de linii.
Imaginați-vă un chipset precum Intel P55, dar cu 16 benzi PCI Express 3.0 disponibile. Deoarece aceste 16 benzi sunt de două ori mai rapide decât PCI Express 2.0, obținem echivalentul a 32 de linii ale vechiului standard. Într-o astfel de situație, va rămâne la latitudinea Intel dacă dorește să facă chipsetul compatibil cu configurațiile GPU cu 3 și 4 căi. Din păcate, după cum știm deja, următoarea generație de chipset-uri Intel P67 și X68 va fi limitată la suportul PCIe 2.0 (iar procesoarele Sandy Bridge vor fi limitate în mod similar la suportul pe 16 benzi).
În plus față de calculul paralel CUDA / Fusion, vedem, de asemenea, o creștere a capacităților sistemelor pentru piața de masă datorită vitezei crescute de comunicare a componentelor PCI Express 3.0 - aici, credem, de asemenea, că există mult potențial ascuns. Fără îndoială, PCI Express 3.0 va îmbunătăți capacitățile plăcilor de bază low-cost care erau disponibile doar pentru platformele high-end din generația anterioară. Iar platformele de ultimă generație cu PCI Express 3.0 la dispoziția noastră ne vor permite să batem noi recorduri de performanță cu inovații în materie de grafică, subsistem de stocare și tehnologii de rețea care pot utiliza lățimea de bandă disponibilă.
