Pci Express šířka pásma. Sběrnice PCI, PCI Express a jejich nepochybný úspěch
PCI Express se narodil 22. července 2002. Jeho tvůrcem se stala společnost Intel Corporation, toho dne byla k dispozici jeho technická dokumentace. Až do tohoto okamžiku, ve fázi vývoje, měla „sběrnice“ označení 3GIO (třetí generace vstup-výstup). Tato dvě jména byla označena PCI SIG (organizace, která nyní prosazuje tento standard).
PCIe je vysoce výkonné připojení typu point-to-point, které nahradilo sběrnici PCI (čteno jako PiSiAi). V tom se fyzicky liší nepoužívá běžné vyhrazené linky pro komunikaci s procesorem, ale má vlastní, pro každé připojené zařízení. napětí přenosu signálu je 0,8 voltu. Každý kanál představuje dva fyzické vodiče (čtyři kontakty). Při vysílání informací je osm bitů zakódováno deseti, což poskytuje dobrou ochranu proti rušení.
Jeho společný programový model navazuje na svého předchůdce. Pro přenos dat, který se v tomto případě provádí sekvenčně, se používá fyzický protokol s velkou šířkou pásma. Slouží k připojení vysoce výkonných periferií. Pseudobusu byla přiřazena role místního kanálu pro výměnu dat.
Rozdíly mezi PCI Express a PCI
PCI je primárně sběrnice, to znamená společný kanál sdílený všemi zařízeními, která jsou k ní připojena. A PCI Express - pro každé zařízení má své vlastní cesty, které jsou fyzicky navrženy. Kontinuita digitální struktury přenosu informace zjednodušuje adaptaci stávající produkty, které byly dříve vyráběny pro práci se starou pneumatikou. Ve výrobě stačí provést drobné úpravy designu a můžete vyrábět stejnou odrůdu, ale s novým rozhraním.
Princip činnosti, kompatibilita
Být obousměrný, spojení přenáší data postupně v dávkovém režimu. Propustnost závisí v každém případě na implementaci. K dispozici je jeden (1x), dva nebo více PCI Express pruhů (2X, 4X, 6x, 8x, 12x, 16x, 32x), což určuje délku slotu na základní desce. Je typické, že zařízení je schopno pracovat s kterýmkoli z nich, ale rozšiřující karty přizpůsobené pro vysoké rychlosti se fyzicky nevejdou do méně produktivních slotů, jednoduše neodpovídají velikosti. I když naopak méně produktivní rozšiřující desky s krátkými kontaktními skupinami se snadno vejdou do velkých a fungují správně.
V tabulce jsme uvedli souhrnnou tabulku poměru počet linek a šířka pásma:
Nyní dostupný více specifikací pneumatiky:
- PCI Express 1.0 a 1.1. První a nejméně produktivní řešení, která se dnes prakticky nepoužívají. Jsou uloženy na starých deskách, které se stále používají.
- 2.0. Všechny vlastnosti určující výkon byly přepracovány a vylepšeny, byly vylepšeny logické protokoly, komplexně optimalizována správa komunikace, vylepšena automatická detekce zásuvných modulů.
- Specifikace externího kabeluPCIe. Umožňuje připojit zařízení kabelem o délce až 10 m.
- 2.1. Středně pokročilý analog 2.0 s některými pokročilými funkcemi, které předcházely příchodu 3.0.
- 3.0. Díky novému systému šifrování 128b/130b jsou nyní k dispozici rychlosti 8 gigatransakcí za sekundu (GT/s). Rozdíl mezi pci 2.0 a 3.0 je tedy v šifrování a rychlosti přenosu dat.
- 4.0. Norma byla nedávno schválena – 5.10.2017. Oproti předchozímu je rychlost dvojnásobná. Zvýšily se jednotlivé ukazatele spojené s virtualizací, optimalizoval se přenos datových paketů.
- 5.0. Předběžně je vydání naplánováno na zimu-jaro 2019. Byla oznámena rozšířená podpora aplikací, které vizualizují virtuální realitu.
Stávající konektory a typy portů
Existuje mnoho připojovacích portů pro rozhraní. Podívejme se na některé z nejběžnějších:
- MiniPCI-E (M.2). Společná sběrnice pro některé z nejběžnějších počítačových protokolů a zařízení rozhraní x1 a x4 PCIe.
- expresní karta. Podobný konektor, ale s pinem sběrnice pouze pro x1 PCIe.
- AdvancedTCA, MicroTCA - porty pro komunikační zařízení.
- MobilePCIExpressModule (MXM) je vývojem společnosti NVIDIA pro připojení grafických karet.
- StackPC - pro vytváření superpočítačů, umožňuje škálovat výpočetní zařízení.
Jak zjistit verzi PCI Express na základní desce
Obvykle napsáno poblíž samotného slotu na základní desce, ale může být použito i jinde. Častěji napsat na balíček základní desce a uveďte v návodu. Můžete jít na oficiální stránky a zadat do vyhledávání sériové číslo základní desky, nebo zkusit vyhledat specifikaci podle názvu a revize (variety).
Nejběžnější periferie pro nejproduktivnější x16 sloty jsou grafické karty a jednotky ssd. Nezřídka jsou řadiče jako přídavné USB, SATA a podobné vysokorychlostní porty nebo různé adaptéry, jako jsou zvukové, hudební karty, Wi-Fi moduly.
grafická karta
HDD
Bezdrátový adaptér
PCI Express Pinout
Jednodušší je taxativně ukázat umístění výstupů komunikačních linek na příkladu linek největšího a nejrychlejšího portu.
Zařízení PCI-Express 16x slot pin group: 
Připojení PCIe se osvědčilo. Splňuje všechny moderní požadavky na rychlost přenosu informací a stabilitu práce. Vlastnit obrovský potenciál modernizace umožňuje zachovat kompatibilitu mnoha zařízení různých generací: řadiče, adaptéry. Kromě toho slouží jako široký kanál, který umožňuje zvýšení výpočetního výkonu. Sektor telekomunikací se stal zvláštním a nečekaným místem uplatnění této technologie.
Představeno v roce 2002, toto druh dopravyúdaje jsou stále nejrelevantnější, nejrozšířenější, neustále se vyvíjející a stále slibné.
Pokud se zeptáte, jaké rozhraní by se mělo použít pro SSD s podporou NVMe, pak kdokoli (kdo ví, co je NVMe) odpoví: samozřejmě PCIe 3.0 x4! Pravda, s odůvodněním bude mít pravděpodobně potíže. V nejlepším případě dostaneme odpověď, že takové disky podporují PCIe 3.0 x4 a na šířce pásma rozhraní záleží. Něco to má, ale všechny řeči o tom začaly, až když se to v některých provozech v rámci "běžného" SATA naplnilo na některé disky. Ale mezi jeho 600 MB/s a (stejně teoretickými) 4 GB/s rozhraní PCIe 3.0 x4 je jen propast plná spousty možností! Co když stačí jedna linka PCIe 3.0, protože už je to jedenapůlkrát více než SATA600? Palivo do ohně přidávají výrobci ovladačů, kteří v budgetových produktech vyhrožují přechodem na PCIe 3.0 x2 a také to, že mnoho uživatelů takové a takové nemá. Přesněji, teoreticky existují, ale můžete je uvolnit pouze překonfigurováním systému nebo dokonce změnou něčeho v něm, což nechcete. Chci si však koupit špičkový pevný disk, ale existují obavy, že z toho nebude mít žádný užitek (dokonce ani morální uspokojení z výsledků testovacích nástrojů).
Ale je to tak nebo ne? Jinými slovy, zda je skutečně nutné zaměřit se výhradně na podporovaný režim provozu – nebo je to v praxi ještě možné vzdát se zásad? To jsme se dnes rozhodli ověřit. Ať je kontrola rychlá a netvrdí, že je vyčerpávající, ale obdržené informace by měly stačit (jak se nám zdá) alespoň k zamyšlení... Mezitím se pojďme krátce seznámit s teorií.
PCI Express: stávající standardy a jejich šířka pásma
Začněme tím, co je PCIe a jak rychle toto rozhraní funguje. Často se tomu říká „sběrnice“, což je poněkud ideologicky nesprávné: jako taková neexistuje žádná sběrnice, ke které by byla připojena všechna zařízení. Ve skutečnosti existuje sada spojení point-to-point (podobná mnoha jiným sériovým rozhraním) s řadičem uprostřed a zařízeními k němu připojenými (každé z nich může být samo o sobě rozbočovačem další úrovně).
První verze PCI Express se objevila téměř před 15 lety. Orientace pro použití uvnitř počítače (často na stejné desce) umožnila standardní vysokorychlostní: 2,5 gigatransakcí za sekundu. Vzhledem k tomu, že rozhraní je sériové a plně duplexní, poskytuje jeden PCIe pruh (x1; ve skutečnosti atomová jednotka) přenos dat rychlostí až 5 Gb/s. Nicméně v každém směru - pouze polovina z toho, tj. 2,5 Gb / s, a to je plná rychlost rozhraní, a nikoli "užitečná": pro zlepšení spolehlivosti je každý bajt kódován 10 bity, takže teoretická šířka pásma jedna PCIe linka 1.x je přibližně 250 MB/s v každém směru. V praxi je stále nutné přenášet informace o službách a v důsledku toho je správnější mluvit o ≈200 MB / s přenosu uživatelských dat. Která však v té době nejen pokrývala potřeby většiny zařízení, ale poskytovala i solidní zásobu: stačí připomenout, že předchůdce PCIe v segmentu masových systémových rozhraní, totiž sběrnice PCI, poskytoval propustnost 133 MB/s A i když vezmeme v úvahu nejen masovou implementaci, ale i všechny možnosti PCI, tak maximum bylo 533 MB/s a pro celou sběrnici, tedy takový PS byl rozdělen na všechna zařízení k němu připojená. Zde 250 MB/s (protože PCI obvykle poskytuje plnou, neužitečnou šířku pásma) na linku – při výhradním použití. A pro zařízení, která potřebují více, byla zpočátku poskytnuta možnost agregace několika linek do jednoho rozhraní, a to pomocí mocnin dvou - od 2 do 32, tj. verze x32 poskytovaná standardem v každém směru již mohla přenášet až 8 GB / s. V osobních počítačích se x32 nepoužívalo kvůli složitosti vytváření a šlechtění odpovídajících ovladačů a zařízení, takže varianta se 16 linkami se stala maximem. Používaly (a stále používají) hlavně grafické karty, protože většina zařízení toho tolik nepotřebuje. Obecně jich stačí značný počet a jeden řádek, ale někteří úspěšně používají x4 i x8: jen k tématu úložiště - řadiče RAID nebo SSD.
Čas se nezastavil a zhruba před 10 lety se objevila druhá verze PCIe. Vylepšení se netýkala pouze rychlostí, ale i v tomto ohledu byl učiněn krok vpřed – rozhraní začalo poskytovat 5 gigatransakcí za vteřinu při zachování stejného schématu kódování, tedy zdvojnásobení propustnosti. A v roce 2010 se opět zdvojnásobil: PCIe 3.0 poskytuje 8 (místo 10) gigatransakcí za sekundu, ale redundance se snížila – nyní se pro kódování 128 bitů používá 130 a ne 160, jako dříve. V zásadě je již na papíře připravena verze PCIe 4.0 s dalším zdvojnásobením rychlostí, ale v dohledné době se jí hardwarově masivně nedočkáme. Ve skutečnosti se PCIe 3.0 stále používá na mnoha platformách ve spojení s PCIe 2.0, protože výkon druhého z nich je prostě... pro mnoho aplikací nepotřebný. A tam, kde je to potřeba, funguje stará dobrá metoda agregace linek. Pouze každý z nich se za poslední roky stal čtyřikrát rychlejší, tj. PCIe 3.0 x4 je PCIe 1.0 x16, nejrychlejší slot v počítačích se střední nulou. Tuto možnost podporují špičkové řadiče SSD a je doporučeno ji používat. Je jasné, že pokud taková příležitost existuje - mnoho nestačí. A když není? Budou nějaké problémy, a pokud ano, jaké? To je otázka, kterou se musíme zabývat.
Metodika testování
Je snadné testovat s různými verzemi standardu PCIe: téměř všechny řadiče vám umožňují používat nejen ten, který podporují, ale také všechny dřívější. S počtem pruhů je to složitější: chtěli jsme přímo otestovat varianty s jedním nebo dvěma pruhy PCIe. Deska Asus H97-Pro Gamer, kterou běžně používáme na čipsetu Intel H97, nepodporuje celou sadu, ale kromě slotu na „procesor“ x16 (který se obvykle používá) má ještě jeden, který funguje v PCIe 2.0 x2 resp. x4 režimy. Využili jsme této trojice a přidali jsme k ní režim PCIe 2.0 „procesorového“ slotu, abychom posoudili, zda existuje rozdíl. V tomto případě však mezi procesorem a SSD neexistují žádní cizí „prostředníci“, ale při práci se slotem „čipové sady“ existuje: samotná čipová sada, která je ve skutečnosti připojena k procesoru stejným PCIe 2.0 x4 . Mohli bychom přidat několik dalších provozních režimů, ale stále jsme chtěli provést hlavní část studie na jiném systému.
Faktem je, že jsme se rozhodli využít této příležitosti a zároveň prověřit jednu „městskou legendu“, totiž přesvědčení o užitečnosti použití špičkových procesorů pro testování disků. Vzali jsme tedy osmijádrový Core i7-5960X – příbuzný Core i3-4170 obvykle používaného v testech (jedná se o Haswell a Haswell-E), který má ale čtyřikrát více jader. Navíc deska Asus Sabertooth X99 nalezená v přihrádkách je pro nás dnes užitečná přítomností slotu PCIe x4, který ve skutečnosti může fungovat jako x1 nebo x2. V tomto systému jsme testovali tři varianty x4 (PCIe 1.0/2.0/3.0) z procesoru a čipsetu PCIe 1.0 x1, PCIe 1.0 x2, PCIe 2.0 x1 a PCIe 2.0 x2 (ve všech případech jsou konfigurace čipsetu na schématech označeny ikonu (C)). Má nyní smysl obracet se na první verzi PCIe, vzhledem k tomu, že neexistuje téměř jediná deska, která by podporovala pouze tuto verzi standardu a mohla bootovat ze zařízení NVMe? Z praktického hlediska ne, ale prověřit si a priori předpokládaný poměr PCIe 1.1 x4 = PCIe 2.0 x2 a podobně, nám to přijde vhod. Pokud test ukáže, že škálovatelnost sběrnice odpovídá teorii, znamená to, že nezáleží na tom, že jsme zatím nebyli schopni získat prakticky významné způsoby připojení PCIe 3.0 x1 / x2: první bude přesně identický s PCIe 1.1 x4 nebo PCIe 2.0 x2 a druhý - PCIe 2.0 x4 . A my je máme.
Co se týče softwaru, omezili jsme se pouze na Anvil’s Storage Utilities 1.1.0: docela dobře měří různé nízkoúrovňové charakteristiky disků, ale nic dalšího nepotřebujeme. Naopak: jakýkoliv vliv ostatních komponent systému je krajně nežádoucí, takže nízkoúrovňová syntetika nemá pro naše účely alternativu.
Jako „pracovní tělo“ jsme použili 240 GB Patriot Hellfire. Jak bylo při testování zjištěno, nejedná se o výkonového rekordmana, ale jeho rychlostní charakteristiky jsou zcela v souladu s výsledky nejlepších SSD stejné třídy a stejné kapacity. Jo a na trhu už jsou pomalejší zařízení a bude jich přibývat. V zásadě bude možné opakovat testy s něčím rychlejším, ale jak se nám zdá, není to potřeba - výsledky jsou předvídatelné. Ale nepředbíhejme, ale podívejme se, co jsme dostali.
Výsledky testů
Při testování Hellfire jsme si všimli, že maximální rychlost na sekvenčních operacích z něj lze „vymáčknout“ pouze vícevláknovou zátěží, takže i s tím je třeba do budoucna počítat: teoretická propustnost je teoretická, protože „skutečný ” data, přijatá v různých programech podle různých scénářů, budou záviset spíše ne na nich, ale právě na těchto programech a scénářích - samozřejmě v případě, kdy do toho nezasahují okolnosti vyšší moci :) Právě takové okolnosti nyní sledujeme : již bylo řečeno výše, že PCIe 1.x x1 je ≈200 MB/s, a to je to, co vidíme. Dva pruhy PCIe 1.x nebo jeden pruh PCIe 2.0 jsou dvakrát rychlejší, a to je přesně to, co vidíme. Čtyři pruhy PCIe 1.x, dva pruhy PCIe 2.0 nebo jeden pruh PCIe 3.0 jsou dvakrát rychlejší, což se potvrdilo u prvních dvou možností, takže u třetí se pravděpodobně nebude lišit. To znamená, že škálovatelnost je v zásadě podle očekávání ideální: operace jsou lineární, Flash si s nimi dobře poradí, takže na rozhraní záleží. Blesk se zastaví dělat dobře na PCIe 2.0 x4 pro zápis (takže PCIe 3.0 x2 bude stačit). Čtení "může" více, ale poslední krok už dává jeden a půl, a ne dva (jak by potenciálně mělo být) zvýšení. Poznamenáváme také, že mezi řadiči čipové sady a procesoru a také mezi platformami není žádný znatelný rozdíl. LGA2011-3 je však trochu napřed, ale jen trochu.
Všechno je hladké a krásné. Ale šablony se netrhají: maximum v těchto testech je jen o málo více než 500 MB/s a dokonce i SATA600 nebo (v příloze dnešního testování) PCIe 1.0 x4 / PCIe 2.0 x2 / PCIe 3.0 x1. Je to tak: nebojte se vydání rozpočtových řadičů pro PCIe x2 nebo přítomnosti pouze tolika linek (a verze standardu 2.0) ve slotech M.2 na některých deskách, když více není potřeba. Někdy toho tolik není potřeba: maximálních výsledků je dosaženo s frontou 16 příkazů, což není typické pro masový software. Častěji je zde fronta s 1-4 příkazy, a proto si vystačíte s jedním řádkem úplně prvního PCIe a dokonce i úplně prvního SATA. Existují však režie a podobně, takže rychlé rozhraní je užitečné. Nicméně příliš rychle - snad ne na škodu.
A v tomto testu se platformy chovají jinak a s jedinou frontou příkazů se chovají zásadně jinak. "Problém" vůbec není v tom, že by mnoho jader bylo špatných. Stále se zde nepoužívají, snad kromě jednoho, a ne tolik, aby se režim zesílení rozvinul se silou a hlavní. Máme tedy rozdíl asi 20 % ve frekvenci jader a jedenapůlnásobek v cache paměti – v Haswell-E pracuje na nižší frekvenci, a ne synchronně s jádry. Obecně platí, že nejvyšší platforma může být užitečná pouze pro vykopnutí maximálního „yops“ v režimu s nejvíce vícevlákny s velkou hloubkou fronty příkazů. Jediná škoda je, že z hlediska praktické práce se jedná o velmi sférickou syntetiku ve vakuu :)
Podle záznamů se stav věcí zásadně nezměnil – v žádném smyslu. Ale legrační, na obou systémech se režim PCIe 2.0 x4 ve slotu „procesoru“ ukázal jako nejrychlejší. Na obou! A s více kontrolami/opakovanými kontrolami. V tuto chvíli se můžete ptát, zda to potřebujete toto jsou vaše nové standardy Nebo je lepší vůbec nikam nespěchat...
Při práci s bloky různých velikostí se bourá teoretická idylka, že zvyšování rychlosti rozhraní má stále smysl. Výsledná čísla jsou taková, že by stačilo pár pruhů PCIe 2.0, ale ve skutečnosti je v tomto případě výkon nižší než u PCIe 3.0 x4, i když občas ne. A vůbec, zde v mnohem větší míře „boduje“ budgetová platforma té nejvyšší. Ale právě takové operace se vyskytují hlavně v aplikačním softwaru, tj. tento diagram je nejblíže realitě. V důsledku toho není nic překvapivého, že tlustá rozhraní a trendy protokoly nedávají žádný „wow efekt“. Přesněji řečeno, ti, kteří přecházejí z mechaniky, dostanou, ale poskytne to úplně stejně jako jakýkoli SSD s jakýmkoli rozhraním.
Celkový
Abychom usnadnili vnímání obrazu nemocnice jako celku, použili jsme skóre dané programem (celkové - pro čtení a zápis), které jsme normalizovali podle režimu "čipové sady" PCIe 2.0 x4: v tuto chvíli je to nejrozšířenější, protože se nachází i na platformách LGA1155 nebo AMD, aniž by bylo nutné „urazit“ grafickou kartu. Navíc je ekvivalentní PCIe 3.0 x2, na jehož zvládnutí se chystají rozpočtové řadiče. A na nové platformě AMD AM4 lze tento konkrétní režim opět získat bez ovlivnění samostatné grafické karty.
Co tedy vidíme? Použití PCIe 3.0 x4, pokud je to možné, je jistě výhodnější, ale není nutné: přináší doslova o 10 % vyšší výkon diskům NVMe střední třídy (ve svém původně špičkovém segmentu). A dokonce i tehdy - vzhledem k operacím se obecně v praxi tak často nesetkáváme. Proč je tato možnost v tomto případě implementována? Jednak taková příležitost byla, ale kapsa netáhne pažbu. Za druhé, existují disky a rychlejší než náš testovací Patriot Hellfire. Za třetí, existují takové oblasti činnosti, kde jsou zátěže, které jsou pro stolní systém „atypické“, zcela typické. A právě tam je výkon úložného systému nejkritičtější, nebo alespoň schopnost jeho části velmi rychle vyrobit. To ale neplatí pro běžné osobní počítače.
V nich, jak vidíme, použití PCIe 2.0 x2 (resp. PCIe 3.0 x1) nevede k dramatickému poklesu výkonu - pouze o 15-20%. A to i přesto, že jsme v tomto případě omezili potenciální schopnosti ovladače čtyřnásobně! Pro mnoho operací tato propustnost stačí. Zde již jeden pruh PCIe 2.0 nestačí, takže je rozumné, aby řadiče podporovaly přesně PCIe 3.0 - a v podmínkách vážného nedostatku pruhů v moderním systému to bude fungovat dobře. Šířka x4 je navíc užitečná – i když v systému není podpora moderních verzí PCIe, stále vám umožní pracovat normální rychlostí (i když pomaleji, než by potenciálně mohla), pokud je k dispozici více či méně široký slot .
V zásadě velké množství scénářů, ve kterých se jako úzké hrdlo ukáže samotná flash paměť (ano, je to možné a vlastní nejen mechanice), vede k tomu, že čtyři pruhy třetí verze PCIe na tomto disku předjíždějí první asi 3,5krát - teoretická propustnost těchto dvou případů se liší 16krát. Z čehož samozřejmě nevyplývá, že byste měli spěchat na zvládnutí velmi pomalých rozhraní – jejich čas je nenávratně pryč. Prostě mnoho funkcí rychlých rozhraní lze implementovat až v budoucnu. Nebo v podmínkách, se kterými se běžný uživatel běžného počítače nikdy v životě přímo nesetká (s výjimkou těch, kteří se rádi poměřují s tím, co umí). To je vlastně všechno.
Téměř všechny moderní základní desky jsou v současnosti vybaveny rozšiřujícím slotem PCI-E x16. V tom není nic překvapivého: je v něm nainstalován diskrétní grafický akcelerátor, bez kterého je vytvoření produktivního osobního počítače obecně nemožné. O jeho pozadí vzhledu, technických specifikacích a možných režimech provozu se bude diskutovat v budoucnu.
Historie rozšiřujícího slotu
Na počátku roku 2000 došlo u rozšiřujícího slotu AGP, který se v té době používal pro instalaci, k situaci, kdy bylo dosaženo maximální úrovně výkonu a jeho možnosti již nestačily. V důsledku toho vzniklo konsorcium PCI-SIG, které začalo vyvíjet softwarové a hardwarové komponenty budoucího slotu pro instalaci grafických akcelerátorů. V roce 2002 se plodem jeho kreativity stala první specifikace PCI Express 16x 1.0.
Aby byla zajištěna kompatibilita mezi dvěma samostatnými porty grafického adaptéru, které v té době existovaly, některé společnosti vyvinuly speciální zařízení, která umožňovala instalaci starších grafických řešení do nového rozšiřujícího slotu. V jazyce profesionálů měl takový vývoj své vlastní jméno - adaptér PCI-E x16 / AGP. Jeho hlavním účelem je minimalizovat náklady na upgrade PC pomocí komponent z předchozí konfigurace systémové jednotky. Tato praxe však nezískala velkou popularitu z toho důvodu, že základní grafické karty na novém rozhraní měly náklady téměř rovné ceně adaptéru.
Paralelně s tím vznikly jednodušší modifikace tohoto rozšiřujícího slotu pro externí řadiče, které nahradily v té době obvyklé PCI porty. Navzdory vnější podobnosti se tato zařízení výrazně lišila. Pokud se AGP a PCI mohly pochlubit paralelním přenosem informací, pak PCI Express bylo sériové rozhraní. Jeho vyšší výkon byl zajištěn výrazně zvýšenou rychlostí přenosu dat v duplexním režimu (v tomto případě mohly být informace přenášeny dvěma směry najednou).
Přenosová rychlost a metoda šifrování
V označení rozhraní PCI-E x16 číslo udává počet pruhů použitých pro přenos dat. V tomto případě je jich 16. Každý z nich se zase skládá ze 2 párů vodičů pro přenos informací. Jak bylo uvedeno, vyšší rychlost je zajištěna skutečností, že tyto páry pracují v plně duplexním režimu. To znamená, že přenos informací může jít dvěma směry najednou.
Pro ochranu před možnou ztrátou nebo zkreslením přenášených dat je v tomto rozhraní použit speciální systém ochrany informací, který se nazývá 8V / 10V. Toto označení je dešifrováno následovně: pro správný a správný přenos 8 datových bitů je nutné je doplnit o 2 obslužné bity pro provedení kontroly správnosti. V tomto případě je systém nucen přenášet 20 procent servisních informací, které nenesou užitečné zatížení pro uživatele počítače. To je ale cena za spolehlivý a stabilní provoz grafického subsystému osobního počítače a bez toho se rozhodně neobejdete.
Verze PCI-E
Konektor PCI-E x16 je externě stejný na všech základních deskách. Pouze zde se rychlost přenosu informací v každém případě může výrazně lišit. V důsledku toho se liší i výkon zařízení. A úpravy tohoto grafického rozhraní jsou následující:
- 1. modifikace PCI - Express x16 v. 1.0 měl teoretickou propustnost 8 Gb/s.
- PCI 2. generace - Express x16 v. 2.0 se již chlubila dvojnásobnou hodnotou propustnosti – 16 Gb/s.
- Podobný trend se zachoval i u třetí verze tohoto rozhraní. V tomto případě byl tento indikátor nastaven na přibližně 64 Gb/s.
Není možné vizuálně rozlišit podle umístění kontaktů. Jsou však vzájemně kompatibilní. Pokud například nainstalujete kartu grafického adaptéru do slotu verze 3.0, který odpovídá specifikacím 2.0 na fyzické úrovni, pak se celý systém zpracování automaticky přepne do nejpomalejšího režimu (tj. 2.0) a bude nadále fungovat šířka pásma 64 Gb/s.
První generace PCI Express
Jak již bylo zmíněno dříve, PCI Express byl poprvé představen v roce 2002. Jeho vydání znamenalo vznik osobních počítačů s více grafickými adaptéry, které se navíc mohly pochlubit zvýšeným výkonem i s jedním nainstalovaným akcelerátorem. Standard AGP 8X umožňoval propustnost 2,1 Gb/s a první revize PCI Express - 8 Gb/s.
O osminásobném navýšení samozřejmě není třeba mluvit. 20 procent nárůstu bylo použito na přenos servisních informací, což umožnilo najít chyby.
Druhá modifikace PCI-E
První generace tohoto v roce 2007 byla nahrazena PCI-E 2. 0 x16. Grafické karty 2. generace, jak již bylo zmíněno dříve, byly fyzicky i softwarově kompatibilní s první modifikací tohoto rozhraní. Pouze v tomto případě byl výkon grafického systému výrazně snížen na úroveň verze rozhraní PCI Express 1.0 16x.
Teoreticky byl limit přenosu informací v tomto případě 16 Gb/s. Ale 20 procent zisku bylo vynaloženo na proprietární informace. Ve výsledku se v prvním případě skutečný přenos rovnal: 8 Gb/s - (8 Gb/s x 20 % : 100 %) = 6,4 Gb/s. A u druhé verze grafického rozhraní byla tato hodnota již tato: 16 Gb/s - (16 Gb/s x 20 % : 100 %) = 12,8 Gb/s. Po dělení 12,8 Gb/s na 6,4 Gb/s získáme skutečný praktický nárůst výkonu o faktor 2 mezi 1. a 2. verzí PCI Express.
třetí generace
Poslední a nejdůležitější aktualizace tohoto rozhraní byla vydána v roce 2010. Špičková rychlost PCI-E x16 se v tomto případě zvýšila na 64 Gb/s a maximální výkon grafického adaptéru bez dalšího napájení se v tomto případě může rovnat 75 wattům.
Možnosti konfigurace s více grafickými akcelerátory v jednom PC. Jejich klady a zápory
Jednou z nejdůležitějších novinek tohoto rozhraní je možnost mít v x16 více grafických adaptérů najednou. Zároveň jsou grafické karty vzájemně kombinovány a tvoří v podstatě jedno zařízení. Jejich celkový výkon je sečten, což vám umožňuje výrazně zvýšit rychlost vašeho PC z hlediska zpracování výstupního obrazu. U řešení od NVidie se tento režim nazývá SLI a u GPU od AMD - CrossFire.
Budoucnost tohoto standardu
Slot PCI-E x16 se v dohledné době určitě měnit nebude. To umožní používat efektivnější grafické karty jako součást zastaralých počítačů a díky tomu provádět postupný upgrade počítačového systému. Nyní se zpracovávají specifikace 4. verze této metody přenosu dat. Pro grafické adaptéry bude v tomto případě poskytnuto maximálně 128 Gb/s. To vám umožní zobrazit obraz na obrazovce monitoru jako „4K“ nebo více.
Výsledek
Ať je to jak chce, PCI-E x16 je aktuálně jediný grafický slot a rozhraní. Bude to relevantní ještě hodně dlouho. Jeho parametry umožňují vytvářet jak základní počítačové systémy, tak vysoce výkonná PC s více akcelerátory. Právě díky této flexibilitě se v tomto výklenku neočekávají výrazné změny.
"Hon na muže 1908"Podpora nového standardu PCI Express v.3.0 základní deskou není její konkurenční výhodou" V zásadě chápeme, že v PCI Express 3.0 ve skutečnosti nemá žádné skutečné výhody a nezvýší rychlost v moderních hrách. pak už to není pro nikoho nutné ani zajímavé, nedochází k navýšení, to znamená na prd, ale kromě herních funkcí standardu PCI Express v.3.0 má další funkce, konkrétně USB 3.0 přímo závisí na základní desce s funkcí podpory PCI Express v.3.0 koneckonců sami říkají, že přítomnost dvou nebo čtyř portů USB 3.0 v počítači je podle dnešních standardů prostě nezbytná, 3.0 je mnohem rychlejší než 2.0, mnozí mají testováno v praxi. Ať se nám to líbí nebo ne, je potřeba základní deska s PCI Express v. 3.0, spousta nejnovějších technologií je svázána speciálně s tímto standardem. Je nepravděpodobné, že někdo odmítne mít na palubě tak solidní seznam základní deska, níže!
SupremeFX IV
Perfektní zvuk
Tato základní deska se pyšní kvalitním audio systémem založeným na vestavěné zvukové kartě SupremeFX IV, označené speciální linkou na desce plošných spojů. K nejvyšší kvalitě zvuku přispívají kapacitní kondenzátory a elektromagnetické stínění. SupremeFX IV navíc obsahuje vyhrazený sluchátkový zesilovač.
GameFirst II
Funkce GameFirst II založená na technologii cFos Traffic Shaping vám pomůže upřednostnit používání internetového kanálu různými aplikacemi. Po obdržení nejvyšší priority budou online hry fungovat co nejrychleji, bez nepříjemných „lagů“ a ostatní online aplikace, které mají nízkou prioritu pro používání internetového kanálu, do toho nebudou zasahovat. Pro přístup k této funkci je k dispozici uživatelsky přívětivé GUI ve stylu ROG.
Řadič gigabitového Ethernetu
Síťové řadiče Intel jsou známé pro svůj stabilní a efektivní provoz při nízkém využití CPU.
Adaptér mPCIe Combo a ovladač Wi-Fi/Bluetooth 4.0
Aby se ušetřily hlavní rozšiřující sloty, je tato základní deska vybavena speciálním přídavným slotem s adaptérem mPCIe Combo, do kterého lze připojit zařízení s rozhraním mSATA (například disk SSD) a rozhraním mPCIe (Wi-Fi, 3G / 4G, GPS , atd.)). Balení navíc již obsahuje mPCIe kartu s podporou Wi-Fi 802.11 a/b/g/n a Bluetooth 4.0.
Fusion Thermo Cooling System
Pro chlazení prvků napájecího systému na této základní desce je použit speciální chladič ROG Fusion Thermo, který se skládá z měděného vodního bloku, masivních radiátorů a tepelné trubice. Lze jej tedy použít jak jako součást kapalinového chladicího systému, tak pro klasické chlazení ventilátory. > Zjistěte více
Připojení ROG
Rozhraní pro přetaktování a nastavení ROG Connect
Pomocí funkce ROG Connect můžete sledovat stav počítače a konfigurovat jeho nastavení v reálném čase pomocí notebooku připojením notebooku k hlavnímu systému pomocí kabelu USB.
Extrémní motor Digi+ II
Vysoce účinný digitální napájecí systém
Systém řízení spotřeby Extreme Engine Digi+ II poskytuje vysoce účinný výkon s digitálním procesorem PWM s proměnnou frekvencí a regulátory napětí paměti. Používá také vysoce kvalitní kondenzátory od japonských výrobců. Spolehlivý a výkonný napájecí systém je klíčem k úspěšnému provozu počítače v režimu přetaktování!
ROG CPU-Z
Nová tvář slavné utility
ROG CPU-Z je upravená verze známého informačního nástroje od CPUID. Poskytuje stejnou funkčnost a přesnost systému jako originál, ale s jedinečným rozhraním ve stylu Republic of Gamers. S ROG CPU-Z můžete získat kompletní informace o procesoru a některých dalších komponentách vašeho počítače.
Multi-GPU technologie
LucidLogix Virtu MVP
Vysoká rychlost v grafických aplikacích
LucidLogix Virtu MVP Technology je software Windows 7, který automaticky přepíná mezi integrovaným grafickým jádrem procesoru a samostatnou grafickou kartou. Uvedením diskrétní grafické karty do režimu spánku, kdy její zdroje nejsou potřeba, je dosaženo úspory energie, snížení hlučnosti z počítače a snížení teploty uvnitř systémové jednotky, což přispívá k příznivějšímu provozu všech komponent. Integrované grafické jádro navíc můžete využít k akceleraci hlavní grafické karty, což vám umožní zvýšit výkon o 60 % (měřeno 3DMark Vantage). Za zmínku také stojí, že tato technologie je plně kompatibilní s funkcí překódování videa Intel Quick Sync 2.0.
Pokud jde o jakákoli rozhraní v kontextu počítačových systémů, musíte být velmi opatrní, abyste "nenarazili" na nekompatibilní rozhraní pro stejné komponenty v rámci systému.
Naštěstí pokud jde o rozhraní PCI-Express pro připojení grafické karty, prakticky žádné problémy s nekompatibilitou nenastanou. V tomto článku to budeme analyzovat podrobněji a také mluvit o tom, co je to právě PCI-Express.
K čemu je PCI-Express a co to je?
Začněme jako obvykle od úplných základů. Rozhraní PCI-Express (PCI-E)- jedná se v tomto kontextu o prostředek interakce sestávající z řadiče sběrnice a odpovídajícího slotu (obr. 2) na základní deska(shrnout).
Tento vysoce výkonný protokol se používá, jak je uvedeno výše, k připojení grafické karty k systému. V souladu s tím je na základní desce odpovídající slot PCI-Express, kde je nainstalován grafický adaptér. Dříve byly grafické karty připojeny přes rozhraní AGP, ale když toto rozhraní, jednoduše řečeno, „už nestačilo“, přišlo na záchranu PCI-E, o jehož podrobných charakteristikách si nyní povíme.
Obrázek 2 (sloty PCI-Express 3.0 na základní desce)
Hlavní vlastnosti PCI-Express (1.0, 2.0 a 3.0)
Přestože jsou názvy PCI a PCI-Express velmi podobné, principy jejich propojení (interakce) se zásadně liší. V případě PCI-Express se používá linka - obousměrné sériové spojení, typu point-to-point, těchto linek může být více. V případě grafických karet a základních desek (nebereme v úvahu Cross Fire a SLI), které podporují PCI-Express x16 (tedy většina), snadno uhodnete, že takových linek je 16 (obr. 3), poměrně často na základních deskách s PCI-E 1.0 bylo možné pozorovat druhý x8 slot, pro provoz v režimu SLI nebo Cross Fire.
No a v PCI je zařízení připojeno na běžnou 32bitovou paralelní sběrnici.
Rýže. 3. Příklad slotů s různým počtem řádků
(jak již bylo zmíněno dříve, x16 je nejčastěji používaný)
Pro rozhraní je propustnost 2,5 Gbps. Tato data potřebujeme ke sledování změn tohoto parametru v různých verzích PCI-E.
Dále se vyvinula verze 1.0 PCI-E 2.0. V důsledku této transformace jsme získali dvojnásobnou šířku pásma, tj. 5 Gb / s, ale rád bych poznamenal, že grafické adaptéry nijak zvlášť netěžily z výkonu, protože se jedná pouze o verzi rozhraní. Většina výkonu závisí na samotné grafické kartě, verze rozhraní může jen mírně zlepšit nebo zpomalit přenos dat (v tomto případě nedochází k „brzdění“ a je zde dobrá rezerva).
Stejně tak bylo v roce 2010 s rezervou vyvinuto rozhraní PCI-E3.0, v tuto chvíli se používá ve všech nových systémech, ale pokud máte ještě 1.0 nebo 2.0, pak se nebojte - níže budeme hovořit o relativně zpětné kompatibilitě různých verzí.
Ve verzi PCI-E 3.0 byla šířka pásma ve srovnání s verzí 2.0 zdvojnásobena. Také došlo k mnoha technickým změnám.
Do roku 2015 se očekává narození PCI-E 4.0, což není pro dynamický IT průmysl absolutně překvapivé.
Dobře, skončeme s těmito verzemi a čísly šířky pásma a dotkneme se velmi důležitého problému zpětné kompatibility různých verzí PCI-Express.
Zpětně kompatibilní s PCI-Express verze 1.0, 2.0 a 3.0
Tato otázka znepokojuje mnohé, zvláště když výběr grafické karty pro současný systém. Protože jste spokojeni se systémem se základní deskou, která podporuje PCI-Express 1.0, existují pochybnosti, zda bude grafická karta s PCI-Express 2.0 nebo 3.0 fungovat správně? Ano, bude, alespoň jak slibovali vývojáři, kteří zajistili právě tuto kompatibilitu. Jediná věc je, že grafická karta se nebude moci plně odhalit v celé své kráse, ale ztráta výkonu bude ve většině případů zanedbatelná.
Naopak můžete klidně instalovat grafické karty s rozhraním PCI-E 1.0, do základních desek s podporou PCI-E 3.0 nebo 2.0 zde není omezeno vůbec nic, takže se o kompatibilitu nebojte. Pokud je samozřejmě vše v pořádku s jinými faktory, mezi ně patří nedostatečně výkonný zdroj atp.
Obecně jsme hovořili poměrně podrobně o PCI-Express, což vám umožní zbavit se mnoha nejasností a pochybností o kompatibilitě a pochopení rozdílů ve verzích PCI-E.