Anakartlarda PCI Express 3.0 yuvaları. PCI Express nedir? Çift iş parçacıklı donanım ivmesi

Anakartlarda PCI Express 3.0 arayüzü desteği - gerçek bir avantaj mı yoksa bir pazarlama taktiği mi?

Son aylarda, PCI Express 3.0 arayüzü desteğinin açıklandığı dizide farklı üreticilerin anakartları boy göstermeye başladı. ASRock, MSI ve GIGABYTE bu tür çözümleri ilk duyuranlar oldu. Ancak şu anda piyasada kesinlikle PCI Express 3.0 arayüzünü destekleyecek hiçbir yonga seti, grafik kartı ve merkezi işlemci yok.

PCI Express 3.0 standardının geçen yıl onaylandığını hatırlayın. Kendinden öncekilere göre çok sayıda avantajı var, bu nedenle grafik kartı ve anakart üreticilerinin bunu bir an önce çözümlerine uygulamak istemeleri şaşırtıcı değil. Ancak, Intel ve AMD'nin şu anda mevcut olan yonga setleri, PCI Express 2.0 standardını desteklemekle sınırlıdır. Yakın gelecekte PCI Express 3.0 arayüzünden yararlanmanın tek umudu, önümüzdeki yıl yalnızca Mart-Nisan aylarında duyurulması planlanan yeni Intel Ivy Bridge işlemciler. Bu işlemcilerde tümleşik bir PCI Express 3.0 veri yolu denetleyicisi bulunur, ancak diğer bileşenler yonga seti denetleyicisini kullandığından yalnızca grafik yongaları bunu kullanabilir.

Unutmayın mesele sadece işlemci değiştirmekle sınırlı değil. Ek olarak BIOS ayarlarını ve yonga seti üretici yazılımını güncellemeniz gerekir. Ek olarak, birkaç PCI Express x16 yuvasına sahip anakartlarda, "anahtarlar" - her yuvanın yanında bulunan ve ayrılmış hatların sayısının operasyonel olarak yeniden yapılandırılmasından sorumlu olan küçük mikro devreler - ile ilgili bir sorun vardır. Bu "anahtarlar" ayrıca PCI Express 3.0 arabirimiyle uyumlu olmalıdır. nForce 200 veya Lucid köprü yongalarının yalnızca PCI Express 2.0 standardını desteklediğine ve PCI Express 3.0 spesifikasyonu ile çalışamayacağına dikkat edilmelidir.

Son argüman, şu anda anakart üreticilerinin, donanım düzeyinde PCI Express 3.0 spesifikasyonunu destekleyen yeni Intel Ivy Bridge işlemcilerinin mühendislik örneklerine veya yeni grafik yongalarına sahip olmamasıdır. Bu nedenle, bu yüksek hızlı arayüzle duyurulan uyumluluk teoriktir ve şu anda pratik olarak doğrulanamaz.

Bu nedenle, modern anakartlar tarafından PCI Express 3.0 spesifikasyonu için destek, tamamen bir pazarlama taktiğidir ve kullanıcının işlemciyi değiştirerek ve yazılım bileşenlerini güncelleyerek yalnızca birkaç ay içinde yararlanabileceği avantajlar.

Yalnızca bir video kartını değiştirirken, yalnızca birkaç farklı genişletme yuvası türü değil, aynı zamanda bunların birkaç farklı sürümü (hem AGP hem de PCI Express için geçerli) olduğundan, yeni modellerin ana kartınıza uymayabileceğini dikkate aldığınızdan emin olun. ). Bu konudaki bilginizden emin değilseniz, bölümü dikkatlice okuyun.

Yukarıda belirttiğimiz gibi, video kartı bilgisayarın ana kartındaki özel bir genişleme yuvasına takılır, bu yuva aracılığıyla video çipi sistemin merkezi işlemcisi ile bilgi alışverişinde bulunur. Anakartlarda genellikle bant genişliği, güç ayarları ve diğer özellikler açısından farklılık gösteren bir veya iki farklı türde genişletme yuvası bulunur ve bunların tümü video kartlarını takmak için uygun değildir. Sistemde bulunan konektörleri bilmek ve yalnızca bunlarla eşleşen video kartını satın almak önemlidir. Farklı genişletme yuvaları fiziksel ve mantıksal olarak uyumsuzdur ve bir tür için tasarlanmış bir ekran kartı diğerine sığmaz ve çalışmaz.

Neyse ki, yalnızca (yalnızca geleceğin arkeologlarını ilgilendiren) ISA ve VESA Yerel Veri Yolu genişletme yuvaları ve bunlara karşılık gelen video kartları unutulmaya yüz tutmadı, aynı zamanda PCI yuvaları için video kartları fiilen ortadan kalktı ve tüm AGP modelleri umutsuzca modası geçmiş durumda. Ve tüm modern GPU'lar yalnızca bir tür arabirim kullanır - PCI Express. Önceden, AGP standardı yaygın olarak kullanılıyordu, bu arabirimler, verim, video kartının gücünün sağladığı yetenekler ve daha az önemli diğer özellikler dahil olmak üzere birbirinden önemli ölçüde farklıydı.

Modern anakartların yalnızca çok küçük bir kısmında PCI Express yuvaları yoktur ve sisteminiz bir AGP ekran kartı kullanacak kadar eskiyse, yükseltmek işe yaramaz - tüm sistemi değiştirmeniz gerekir. Bu arabirimleri daha ayrıntılı olarak düşünün, bunlar anakartlarınızda aramanız gereken yuvalardır. Fotoğrafları görün ve karşılaştırın.

AGP (Hızlandırılmış Grafik Bağlantı Noktası veya Gelişmiş Grafik Bağlantı Noktası), PCI spesifikasyonuna dayalı, ancak grafik kartlarını ve anakartları bağlamak için özel olarak tasarlanmış yüksek hızlı bir arabirimdir. AGP veri yolu, video bağdaştırıcıları için PCI'den (Express değil!) daha uygun olmasına rağmen, merkezi işlemci ile video çipi arasında doğrudan bir bağlantı ve ayrıca bazı durumlarda performansı artıran diğer bazı özellikler, örneğin GART - dokuları video belleğine kopyalamadan doğrudan RAM'den okuyabilme; daha yüksek bir saat frekansı, basitleştirilmiş veri aktarım protokolleri vb., ancak bu tür yuvalar umutsuzca modası geçmiş ve onunla birlikte yeni ürünler uzun süredir piyasaya sürülmedi.

Ama yine de düzen açısından bu türden de bahsedeceğiz. AGP özellikleri, Intel'in iki hız dahil olmak üzere açıklamanın ilk sürümünü yayınladığı 1997'de ortaya çıktı: 1x ve 2x. İkinci versiyonda (2.0), AGP 4x ve 3.0 - 8x'te ortaya çıktı. Tüm seçenekleri daha ayrıntılı olarak ele alalım:
AGP 1x, PCI bant genişliğinin iki katı olan (133 MB/sn, 33 MHz ve 32 bit) 266 MB/sn'lik bir aktarım hızıyla 66 MHz'de çalışan 32-bit bir kanaldır.
AGP 2x, DDR belleğe benzer (yalnızca "video kartına" yönü için) iki cephede veri aktarımı nedeniyle 66 MHz'lik aynı frekansta 533 MB/s'lik çift bant genişliğiyle çalışan 32 bit bir kanaldır. .
AGP 4x, 66 MHz'de çalışan aynı 32 bit kanaldır, ancak daha fazla hile sonucunda, maksimum 1 GB / s'den fazla bir verimle 266 MHz'lik dörtlü "etkili" bir frekans elde edildi.
AGP 8x - bu modifikasyondaki ek değişiklikler, 2,1 GB / s'ye kadar bir verim elde etmeyi mümkün kıldı.

AGP arayüzüne sahip ekran kartları ve anakartlardaki ilgili yuvalar belirli sınırlar dahilinde uyumludur. 1,5 V olarak derecelendirilen grafik kartları 3,3 V yuvalarda çalışmaz ve bunun tersi de geçerlidir. Ancak, her iki kart türünü de destekleyen evrensel konektörler vardır. Ahlaki ve fiziksel olarak modası geçmiş AGP yuvası için tasarlanmış ekran kartları uzun süredir düşünülmemiştir, bu nedenle eski AGP sistemleri hakkında bilgi edinmek için şu makaleyi okumak daha iyi olacaktır:

Eskiden Arapahoe veya 3GIO olarak bilinen PCI Express (PCIe veya PCI-E, PCI-X ile karıştırılmamalıdır), daha az pime ve daha yüksek bant genişliğine izin veren, paralel yerine seri bir arabirim olmasıyla PCI ve AGP'den farklıdır. . PCIe, paralelden seri veri yollarına geçişin yalnızca bir örneğidir, bu hareketin diğer örnekleri HyperTransport, Serial ATA, USB ve FireWire'dır. PCI Express'in önemli bir avantajı, verimi artırmak için birkaç tek şeridi tek bir kanalda istiflemenize izin vermesidir. Seri tasarımın çok yönlülüğü esnekliği artırır, daha yavaş cihazlara daha az pin ile daha az hat ve hızlı cihazlara daha fazla atanabilir.

PCIe 1.0 arabirimi, verilerin şerit başına 250 MB/sn hızla geçmesine izin vererek, geleneksel PCI yuvalarının kapasitesini neredeyse iki katına çıkarır. PCI Express 1.0 yuvaları tarafından desteklenen maksimum şerit sayısı 32'dir ve bu da 8 GB/sn'ye varan bir aktarım hızı sağlar. Ve sekiz çalışma hattına sahip PCIe yuvası, bu parametrede kabaca AGP - 8x'in en hızlı sürümüyle karşılaştırılabilir. Yüksek hızda her iki yönde eşzamanlı iletim olasılığını düşündüğünüzde daha da etkileyici olan şey. En yaygın PCI Express x1 yuvaları, her yönde tek şeritli (250 MB/sn) bir aktarım hızı sağlarken, video kartları için kullanılan ve 16 şeridi birleştiren PCI Express x16, her yönde 4 GB/sn'ye kadar aktarım hızı sağlar .

İki PCIe aygıtı arasındaki bağlantı bazen birden çok şeritten oluşurken, tüm aygıtlar en az tek bir şeridi destekler, ancak isteğe bağlı olarak daha fazla şeridi işleyebilir. Fiziksel olarak, PCIe genişletme kartları gelir ve eşit veya daha fazla şeride sahip tüm yuvalarda sorunsuz çalışır; dolayısıyla bir PCI Express x1 kartı, x4 ve x16 yuvalarında sorunsuz çalışır. Ayrıca, fiziksel olarak daha büyük bir yuva, mantıksal olarak daha az sayıda satırla çalışabilir (örneğin, normal bir x16 konektörü gibi görünür, ancak yalnızca 8 satır yönlendirilir). Yukarıdaki seçeneklerin herhangi birinde, PCIe mümkün olan en yüksek modu kendisi seçecek ve sorunsuz çalışacaktır.

Çoğu zaman, video bağdaştırıcıları için x16 konektörleri kullanılır, ancak x1 konektörlü kartlar da vardır. Ve iki PCI Express x16 yuvasına sahip çoğu anakart, SLI ve CrossFire sistemleri oluşturmak için x8 modunda çalışır. Fiziksel olarak x4 gibi diğer slot seçenekleri ekran kartları için kullanılmamaktadır. Tüm bunların yalnızca fiziksel seviye için geçerli olduğunu hatırlatmama izin verin, fiziksel PCI-E x16 yuvalarına sahip anakartlar da var, ancak gerçekte 8, 4 ve hatta 1 kanal boşanmış. Ve 16 kanal için tasarlanmış herhangi bir ekran kartı bu tür yuvalarda çalışır, ancak daha düşük performansla çalışır. Bu arada yukarıdaki fotoğraf x16, x4 ve x1 yuvalarını gösteriyor ve PCI de karşılaştırma için bırakılmış (altta).

Oyunlardaki fark çok büyük olmasa da. Burada, örneğin, sırasıyla 8 kanallı ve 1 kanallı modlarda çalışan bir çift test video kartı olan iki anakarttaki 3D oyunların hızındaki farkı inceleyen web sitemizdeki iki anakartın bir incelemesi bulunmaktadır:

Bizi ilgilendiren karşılaştırma yazının sonunda, son iki tabloya dikkat edin. Gördüğünüz gibi orta ayarlardaki fark çok küçük ancak ağır modlarda artmaya başlıyor, üstelik daha az güçlü bir ekran kartı durumunda büyük bir fark kaydedildi. Not al.

PCI Express yalnızca bant genişliğinde değil, aynı zamanda yeni güç tüketimi yeteneklerinde de farklılık gösterir. Bu ihtiyaç, AGP 8x yuvasının (sürüm 3.0) toplamda yalnızca 40 küsur watt'tan fazlasını iletemeyeceği için ortaya çıktı; bu, AGP için tasarlanmış bir veya iki standart dört- pin güç konektörleri. PCI Express bağlacıyla en fazla 75 watt aktarılabilir ve standart altı pimli güç bağlacıyla ek 75 watt alınır (bu bölümün son bölümüne bakın). Son zamanlarda, toplamda 225 watt'a kadar güç sağlayan bu tür iki konektöre sahip ekran kartları ortaya çıktı.

Ardından, ilgili standartları geliştiren PCI-SIG grubu, PCI Express 2.0 için ana özellikleri tanıttı. PCIe'nin ikinci sürümü, standart bant genişliğini 2,5 Gb/sn'den 5 Gb/sn'ye ikiye katladı, böylece x16 yuvası her yönde 8 Gb/sn'ye varan hızlarda veri aktarabilir. PCIe 2.0, PCIe 1.1 ile uyumlu olsa da, eski genişletme kartları genellikle yeni anakartlarda iyi çalışır.

PCIe 2.0 spesifikasyonu, mevcut PCIe 1.0 ve 1.1 çözümleriyle geriye dönük uyumluluk sağlamak için hem 2,5 Gb/s hem de 5 Gb/s aktarım hızlarını destekler. PCI Express 2.0 geriye dönük uyumluluğu, eski 2,5 Gb/sn çözümlerin, yalnızca daha yavaş bir hızda çalışacak olan 5,0 Gb/sn yuvalarda kullanılmasına olanak tanır. Ve sürüm 2.0 spesifikasyonlarına göre tasarlanmış cihazlar 2,5 Gbps ve/veya 5 Gbps hızlarını destekleyebilir.

PCI Express 2.0'daki ana yenilik hızın ikiye katlanarak 5Gb/sn'ye çıkarılması olmasına rağmen, tek değişiklik bu değil, esnekliği artırmak için başka değişiklikler, bağlantı hızının programlı kontrolü için yeni mekanizmalar vb. Video kartlarının güç gereksinimleri sürekli olarak arttığından, cihazların güç kaynağı ile ilgili değişiklikler. PCI-SIG, grafik kartlarının artan güç tüketimini karşılamak için yeni bir özellik geliştirdi; mevcut güç kaynağı kapasitesini grafik kartı başına 225/300W'a genişletiyor. Bu spesifikasyonu desteklemek için, üst düzey grafik kartlarına güç sağlamak üzere tasarlanmış yeni bir 2x4 pinli güç konektörü kullanılır.

PCI Express 2.0 desteğine sahip video kartları ve anakartlar 2007'de piyasaya çıktı ve şimdi piyasada başkaları yok. Her iki büyük GPU üreticisi, AMD ve NVIDIA, PCI Express'in ikinci sürümünün artırılmış bant genişliğini destekleyen ve genişletme kartları için yeni güç kaynağı seçeneklerinden yararlanan, bunlara dayalı yeni GPU'lar ve video kartları piyasaya sürdüler. Hepsi, yerleşik PCI Express 1.x yuvalarına sahip anakartlarla geriye dönük uyumludur, ancak bazı nadir durumlarda uyumsuzluk olabilir, bu nedenle dikkatli olmanız gerekir.

Aslında, PCIe'nin üçüncü sürümünün ortaya çıkışı bariz bir olaydı. Kasım 2010'da, PCI Express'in üçüncü sürümünün özellikleri nihayet onaylandı. Bu arayüz, sürüm 2.0'da 5 Gt/s yerine 8 gigatransactions/s aktarım hızına sahip olsa da, verimi yine PCI Express 2.0 standardına göre tam iki kat arttı. Bunun için bus üzerinden gönderilen veriler için farklı bir kodlama şeması kullanıldı ancak PCI Express'in önceki sürümleriyle uyumluluk korundu. PCI Express 3.0 sürümünün ilk ürünleri 2011 yazında tanıtıldı ve gerçek cihazlar piyasaya yeni yeni çıkmaya başladı.

Anakart üreticileri arasında, PCI Express 3.0 desteğine sahip (esas olarak Intel Z68 yonga setine dayalı) bir ürünü ilk tanıtan olma hakkı için tam bir savaş çıktı ve birkaç şirket aynı anda ilgili basın bültenlerini sundu. Kılavuzun güncellendiği sırada bu tür bir desteğe sahip hiçbir video kartı olmamasına rağmen, bu ilginç değil. PCIe 3.0 desteğine ihtiyaç duyulduğunda tamamen farklı kartlar çıkacaktır. Büyük olasılıkla, bu 2012'den önce olmayacak.

Bu arada, PCI Express 4.0'ın önümüzdeki birkaç yıl içinde piyasaya sürüleceğini ve yeni sürümün o zamana kadar talep edilen bant genişliğini bir kez daha iki katına çıkaracağını varsayabiliriz. Ancak bu çok yakında olmayacak ve henüz ilgilenmiyoruz.

Harici PCI Express

2007 yılında, PCI Express çözümlerini resmi olarak standartlaştıran PCI-SIG grubu, harici bir PCI Express 1.1 arabirimi üzerinden veri aktarımı standardını tanımlayan PCI Express External Cabling 1.0 spesifikasyonunun benimsendiğini duyurdu. Bu sürüm, verileri 2,5 Gb / s hızında aktarmanıza izin verir ve bir sonraki sürüm, verimi 5 Gb / s'ye çıkarmalıdır. Standart, dört harici yuva içerir: PCI Express x1, x4, x8 ve x16. Kıdemli konektörler, bağlantıyı kolaylaştıran özel bir dil ile donatılmıştır.

PCI Express arabiriminin harici sürümü, yalnızca harici video kartlarını bağlamak için değil, aynı zamanda harici sürücüler ve diğer genişletme kartları için de kullanılabilir. Önerilen maksimum kablo uzunluğu 10 metredir, ancak bu, kabloları bir tekrarlayıcı aracılığıyla bağlayarak artırılabilir.

Teorik olarak bu, pille çalışırken düşük güçlü bir tümleşik video çekirdeği kullanırken ve bir masaüstü monitöre bağlandığında güçlü bir harici video kartı kullanırken dizüstü bilgisayar tutkunları için hayatı kolaylaştırabilir. Bu tür video kartlarının yükseltilmesi büyük ölçüde kolaylaştırılmıştır, PC kasasını açmaya gerek yoktur. Üreticiler, genişletme kartlarının özellikleriyle sınırlı olmayan tamamen yeni soğutma sistemleri yapabilir ve güç kaynağıyla ilgili daha az sorun olmalıdır - büyük olasılıkla, belirli bir video kartı için özel olarak tasarlanmış harici güç kaynakları kullanılacaktır, bunlar içine yerleştirilebilir. bir soğutma sistemi kullanan bir ekran kartına sahip bir harici kasa. Sistemleri birkaç video kartında (SLI/CrossFire) bir araya getirmek daha kolay olabilir ve mobil çözümlerin popülaritesindeki sürekli büyüme dikkate alındığında, bu tür harici PCI Express'in bir miktar popülerlik kazanmış olması gerekirdi.

Yapmaları gerekirdi ama yapmadılar. 2011 sonbaharından itibaren, piyasada video kartları için neredeyse hiç harici seçenek bulunmamaktadır. Çemberleri, eski video yongası modelleri ve dar bir uyumlu dizüstü bilgisayar seçimi ile sınırlıdır. Ne yazık ki, harici video kartlarının durumu daha ileri gitmedi ve yavaş yavaş sona erdi. Artık dizüstü bilgisayar üreticilerinin muzaffer reklam açıklamalarını duyamazsınız... Belki de modern mobil video kartlarının gücü, birçok oyun dahil olmak üzere zorlu 3D uygulamalar için bile yeterli hale geldi.

Daha önce Light Peak olarak bilinen Thunderbolt çevre birimlerini bağlamak için gelecek vaat eden bir arayüzde harici çözümlerin geliştirilmesi için umut var. Intel Corporation tarafından DisplayPort teknolojisine dayalı olarak geliştirilmiştir ve ilk çözümler Apple tarafından piyasaya sürülmüştür. Thunderbolt, DisplayPort ve PCI Express'in özelliklerini birleştirir ve harici aygıtları bağlamanıza olanak tanır. Bununla birlikte, kablolar zaten mevcut olmasına rağmen, şimdiye kadar mevcut değiller:

Makalede eski arabirimlere değinmiyoruz, modern video kartlarının büyük çoğunluğu PCI Express 2.0 arabirimi için tasarlanmıştır, bu nedenle bir video kartı seçerken yalnızca onu düşünmenizi öneririz, AGP'deki tüm veriler yalnızca referans amaçlı verilmiştir. . Yeni kartlar, en iyi AGP'nin aynı özelliğinden birkaç kat daha fazla olan, her yönde 8 GB / s'ye kadar bir verim sağlayan 16 PCI Express şeridinin hızını birleştiren PCI Express 2.0 arayüzünü kullanıyor. Ek olarak, PCI Express, AGP'den farklı olarak her yönde böyle bir hızda çalışır.

Öte yandan PCI-E 3.0 desteğine sahip ürünler henüz tam olarak çıkmadı, bu yüzden onları da dikkate almak pek mantıklı değil. Eski bir anakartı yükseltmekten veya yeni bir anakart satın almaktan ya da sistem ve video kartını aynı anda değiştirmekten bahsediyorsak, o zaman PCI Express 2.0 arayüzüne sahip anakartlar satın almanız yeterlidir; bu, birkaç kart için oldukça yeterli ve en yaygın olanıdır. özellikle farklı PCI Express sürümlerindeki ürünler birbiriyle uyumlu olduğu için.

PCI Express(PCI-E) veriyolundan bahsettiğimizde belki de onu diğer benzer çözümlerden ayıran ilk şey verimliliğidir. Bu modern bus sayesinde bilgisayar performansı artar, grafik kalitesi yükselir.

Uzun yıllar boyunca, video kartını ana karta bağlamak için PCI (Peripheral Component Interconnect) veri yolu kullanıldı, ayrıca ağ ve ses kartı gibi diğer bazı cihazları bağlamak için de kullanıldı.

İşte bu yuvaların nasıl göründüğü:

PCI-Express, geliştirilmiş işlevsellik ve performans sunarak verimli bir şekilde PCI veri yolunun yeni nesli haline geldi. Her biri karşılık gelen cihaza götüren birkaç hattın olduğu bir seri bağlantı kullanır, yani. her çevresel aygıt kendi hattına sahip olur ve böylece bilgisayarın genel performansı artar.

PCI-Express "sıcak" bağlantıyı destekler, öncekilere göre daha az enerji tüketir ve iletilen verilerin bütünlüğünü kontrol eder. Ek olarak, PCI veri yolu sürücüleri ile uyumludur. Bu veri yolunun bir diğer dikkat çekici özelliği ise ölçeklenebilirliği yani; pci ekspres kart takılır ve eşit veya daha yüksek bant genişliğine sahip herhangi bir yuvada çalışır. Her ihtimalde, bu özellik önümüzdeki yıllarda kullanılmasını sağlayacaktır.

Geleneksel PCI yuvası türü, temel ses/video işlevleri için yeterince iyiydi. AGP veri yolu ile multimedya veri işleme şeması iyileştirildi ve buna bağlı olarak ses/video verilerinin kalitesi arttı. Mikroişlemci mikro mimarisindeki ilerlemelerin, zamanın en hızlı ve en yeni bilgisayar modellerini kelimenin tam anlamıyla sürüklemesine neden olan PCI veri yolunun yavaşlığını daha fazla göstermeye başlaması çok uzun sürmedi.

PCI-E veri yolunun özellikleri ve bant genişliği

Bir çift yönlü bağlantı hattı x1'den x32'ye kadar (32 hat) sahip olabilir. Hat, noktadan noktaya çalışır. Modern sürümler, öncekilerden çok daha fazla bant genişliği sağlar. x16, bir grafik kartını bağlamak için kullanılabilirken, x1 ve x2, normal kartları bağlamak için kullanılabilir.

x1 ve pci express x16 yuvaları şu şekilde görünür:

PCI-E
Satır sayısı x1 x2 x4 x8 x16 x32
Bant Genişliği 500 Mb/sn 1000 Mb/sn 2000 Mb/sn 4000 Mb/sn 8000 Mb/sn 16000 Mb/sn

PCI-E sürümleri ve uyumluluğu

Bilgisayarlar söz konusu olduğunda, sürümlerden herhangi biri uyumluluk sorunlarıyla ilişkilendirilir. Ve diğer tüm modern teknolojiler gibi PCI-E de sürekli gelişiyor ve modernleşiyor. Mevcut son varyant pci express 3.0'dır, ancak 2015 civarında görünmesi beklenen PCI-E veri yolu 4.0 sürümünün geliştirilmesi halihazırda devam etmektedir (pci express 2.0 neredeyse eskimiştir).
Aşağıdaki PCI-E uyumluluk tablosuna bir göz atın.
PCI-E Sürümleri 3.0 2.0 1.1
Toplam Bant Genişliği
(X16) 32 Gb/sn 16 Gb/sn 8 Gb/sn
Veri hızı 8,0 GT/sn 5,0 GT/sn 2,5 GT/sn

PCI-E sürümünün kartın işlevselliği üzerinde hiçbir etkisi yoktur. Bu arayüzün en ayırt edici özelliği, ileri ve geri uyumluluğudur, bu da arayüzün sürümünden bağımsız olarak birçok kart varyantı ile güvenli ve senkronize edilebilir olmasını sağlar. Yani, ikinci veya üçüncü sürümün bir kartını ilk sürümün PCI-Express yuvasına takabilirsiniz ve bir miktar performans kaybı olsa da çalışacaktır. Aynı şekilde, PCI-Express'in ilk sürümünün PCI-E yuvasına bir PCI-E sürüm 3 kartı takılabilir. Şu anda, NVIDIA ve AMD'nin tüm modern video kartları böyle bir veri yolu ile uyumludur.

Bu da bir atıştırmalık için:

PCI Express'in yeni bir sürümüne geçişin arkasındaki itici güç, bazı oyuncuların inandığı gibi video kartları değil, ağ bağdaştırıcıları ve katı hal sürücüleri olabilir. Modern CPU'lar, sınırlı sayıda şeride sahip tümleşik PCI Express denetleyicileri içerir. Örneğin, anakartta iyi hızda çalışabilen çok sayıda genişletme yuvası varsa, USB bağlantı noktaları ve diğer "küçük kolaylıklar" için daha az boş PCI Express hattı vardır. Ek anahtarların kullanılması, kaçınılmaz olarak anakart maliyetini artırır.

reklam

Bu yazıda, PCI veri yolunun başarısının nedenlerini açıklayacağız ve onun yerini alacak olan yüksek performanslı teknolojiyi, yani PCI Express veri yolunu açıklayacağız. Ayrıca PCI Express veri yolunun geliştirme geçmişine, donanım ve yazılım seviyelerine, uygulama özelliklerine bakacağız ve avantajlarını listeleyeceğiz.

1990'ların başındayken o zaman ortaya çıktı, teknik özellikleri açısından ISA, EISA, MCA ve VL-bus gibi o ana kadar var olan tüm lastikleri önemli ölçüde aştı. O zamanlar, 33 MHz frekansında çalışan PCI veri yolu (Peripheral Component Interconnect - çevresel bileşenlerin etkileşimi) çoğu çevresel aygıt için çok uygundu. Ancak bugün durum birçok yönden değişti. Her şeyden önce, işlemci ve belleğin saat hızları önemli ölçüde arttı. Örneğin, işlemcilerin saat frekansı 33 MHz'den birkaç GHz'e yükselirken, PCI'nin çalışma frekansı yalnızca 66 MHz'e yükseldi. Gigabit Ethernet ve IEEE 1394B gibi teknolojilerin ortaya çıkışı, PCI veri yolunun tüm bant genişliğinin bu teknolojilere dayalı tek bir cihaza hizmet etmesi tehdidinde bulundu.

Aynı zamanda, PCI mimarisinin öncekilere göre bir takım avantajları vardır, bu nedenle onu tamamen revize etmek mantıklı değildi. Her şeyden önce, işlemci tipine bağlı değildir, arabellek izolasyonunu, bus mastering teknolojisini (bus capture) ve PnP teknolojisini tam olarak destekler. Arabellek yalıtımı, PCI veri yolunun dahili işlemci veri yolundan bağımsız olarak çalışması anlamına gelir; bu da işlemci veri yolunun sistem veri yolunun hızından ve yükünden bağımsız olarak çalışmasına olanak tanır. Veri yolu yakalama teknolojisi ile çevresel aygıtlar, sistem performansını etkileyecek merkezi işlemciden yardım beklemek yerine, veri yolu üzerinde veri aktarma sürecini doğrudan kontrol edebilir. Son olarak, Tak ve Çalıştır desteği, onu kullanan aygıtların otomatik olarak yapılandırılmasına ve yapılandırılmasına izin verir ve ISA aygıtlarının sahiplerinin hayatlarını büyük ölçüde mahveden atlama telleri ve anahtarlarla uğraşmayı önler.

PCI'nin şüphesiz başarısına rağmen, şu anda ciddi sorunlarla karşı karşıya. Bunlar arasında sınırlı bant genişliği, gerçek zamanlı veri aktarım fonksiyonlarının olmaması ve yeni nesil ağ teknolojileri için destek eksikliği yer alıyor.

Çeşitli PCI standartlarının karşılaştırmalı özellikleri

Protokol ilkesi ve veri yolu topolojisinin özellikleri nedeniyle gerçek verimin teorik olandan daha az olabileceğine dikkat edilmelidir. Ek olarak, toplam bant genişliği kendisine bağlı tüm cihazlar arasında dağıtılır, bu nedenle veri yolunda ne kadar çok cihaz oturursa, her birine o kadar az bant genişliği gider.

PCI-X ve AGP gibi standart iyileştirmeler, ana dezavantajı olan düşük saat hızını ortadan kaldırmak için tasarlandı. Ancak bu uygulamalarda saat frekansının arttırılması veri yolunun efektif uzunluğunda ve konnektör sayısında azalmaya neden olmuştur.

Yeni nesil veri yolu, PCI Express (veya kısaca PCI-E), ilk olarak 2004 yılında tanıtıldı ve selefinin karşılaştığı tüm sorunları çözmek için tasarlandı. Bugün, çoğu yeni bilgisayar bir PCI Express veri yolu ile donatılmıştır. Standart PCI yuvalarına da sahip olmalarına rağmen, veri yolunun tarih olacağı zaman çok uzak değil.

PCI Express Mimarisi

Otobüs mimarisi şekilde görüldüğü gibi katmanlı bir yapıya sahiptir.

Veri yolu, mevcut tüm sürücülerin ve uygulamaların onunla çalışmasına izin veren PCI adresleme modelini destekler. Ek olarak, PCI Express veri yolu, önceki standart tarafından sağlanan standart PnP mekanizmasını kullanır.

PCI-E'nin çeşitli organizasyon düzeylerinin amacını göz önünde bulundurun. Veri yolunun yazılım düzeyinde, özel bir paket protokolü kullanılarak taşıma düzeyinde iletilen okuma / yazma istekleri oluşturulur. Veri katmanı, hata düzeltme kodlamasından sorumludur ve veri bütünlüğünü sağlar. Temel donanım katmanı, toplu olarak bir bağlantı olarak adlandırılan, bir verici ve alıcı çiftinden oluşan bir çift tek yönlü kanaldan oluşur. 2,5 Gb/s'lik toplam veri yolu hızı, her bir PCI Express hattı için iş hacminin her yönde 250 Mb/s olduğu anlamına gelir. Protokolün genel masraflarını hesaba katarsak, her cihaz için yaklaşık 200 Mb / s kullanılabilir. Bu bant genişliği, PCI cihazları için mevcut olandan 2-4 kat daha yüksektir. Ve PCI'den farklı olarak, bant genişliği tüm cihazlar arasında dağıtılırsa, her cihaza tam olarak gider.

Bugüne kadar, PCI Express standardının bant genişliklerinde farklılık gösteren birkaç sürümü vardır.

Farklı PCI-E sürümleri için PCI Express x16 veri yolu bant genişliği, Gb/sn:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

PCI-E veri yolu formatları

Şu anda, platformun amacına bağlı olarak - bir masaüstü bilgisayar, dizüstü bilgisayar veya sunucu - PCI Express formatları için çeşitli seçenekler mevcuttur. Daha fazla bant genişliği gerektiren sunucularda daha fazla PCI-E yuvası bulunur ve bu yuvalarda daha fazla gövde bulunur. Buna karşılık, dizüstü bilgisayarlarda orta hızlı aygıtlar için yalnızca bir satır bulunabilir.

PCI Express x16 arayüzüne sahip ekran kartı.

PCI Express genişletme kartları, PCI kartlarına çok benzer, ancak PCI-E konektörleri, kartın titreşim nedeniyle veya nakliye sırasında yuvadan kaymamasını sağlamak için daha kavrayıcıdır. Boyutları kullanılan şerit sayısına bağlı olan PCI Express yuvalarının çeşitli form faktörleri vardır. Örneğin, 16 şeritli bir veri yolu, PCI Express x16 olarak anılır. Toplam şerit sayısı 32'ye kadar çıkabilse de, pratikte günümüzde çoğu anakart bir PCI Express x16 veri yolu ile donatılmıştır.

Daha küçük form faktörlü kartlar, performanstan ödün vermeden daha büyük form faktörlü yuvalara takılabilir. Örneğin, bir PCI Express x1 kartı bir PCI Express x16 yuvasına takılabilir. PCI veri yolunda olduğu gibi, gerekirse aygıtları bağlamak için bir PCI Express genişletici kullanabilirsiniz.

Anakart üzerindeki çeşitli tiplerdeki konektörlerin görünümü. Yukarıdan aşağıya: PCI-X yuvası, PCI Express x8 yuvası, PCI yuvası, PCI Express x16 yuvası.

Hızlı kart

Ekspres Kart standardı, bir sisteme donanım eklemenin çok basit bir yolunu sunar. Express Card modülleri için hedef pazar, dizüstü bilgisayarlar ve küçük PC'lerdir. Geleneksel masaüstü genişletme kartlarından farklı olarak Express kartı, bilgisayar çalışırken herhangi bir zamanda sisteme bağlanabilir.

Express Card'ın popüler çeşitlerinden biri, Mini PCI biçim faktörlü kartların yerini alacak şekilde tasarlanmış PCI Express Mini Card'dır. Bu biçimde oluşturulmuş bir kart, hem PCI Express hem de USB 2.0'ı destekler. PCI Express Mini Card boyutları 30×56 mm'dir. PCI Express Mini Card, PCI Express x1'e bağlanabilir.

PCI-E'nin Faydaları

PCI Express teknolojisi, aşağıdaki beş alanda PCI'ye göre avantajlar kazanmıştır:

1. Daha iyi performans. Yalnızca bir şeritle, PCI Express'in verimi PCI'nin iki katıdır. Bu durumda verim, veri yolundaki hat sayısıyla orantılı olarak artar ve bunların maksimum sayısı 32'ye ulaşabilir. Ek bir avantaj, bilginin veri yolu boyunca her iki yönde aynı anda iletilebilmesidir.
2. Girdi-çıktı basitleştirme. PCI Express, daha az karmaşık bir mimari ve nispeten basit bir uygulama sunarken, AGP ve PCI-X gibi veri yollarından yararlanır.
3. Katmanlı mimari. PCI Express, önemli yazılım yükseltmelerine ihtiyaç duymadan yeni teknolojilere uyum sağlayabilen bir mimari sunar.
4. Yeni nesil I/O teknolojileri. PCI Express, bilgilerin zamanında alınmasını sağlayan eş zamanlı veri aktarım teknolojisinin yardımıyla size yeni veri alma fırsatları sunar.
5. Kullanım kolaylığı. PCI-E, kullanıcı tarafından sistem yükseltmelerini ve genişletmelerini büyük ölçüde basitleştirir. ExpressCard gibi ek Express kart biçimleri, sunuculara ve dizüstü bilgisayarlara yüksek hızlı çevre birimleri ekleme yeteneğini büyük ölçüde artırır.

Çözüm

PCI Express, çevre birimleri bağlamak için ISA, AGP ve PCI gibi teknolojilerin yerini alan bir veri yolu teknolojisidir. Kullanımı, bilgisayarın performansını ve ayrıca kullanıcının sistemi genişletme ve güncelleme yeteneğini önemli ölçüde artırır.