Защо PCI Express портовете на моята дънна платка са с различни размери? x16, x8, x4 и x1 Обяснени

2024 Автор: Geoffrey Carr | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 11:00

Стандартът PCI Express е един от основните компоненти на съвременните компютри, с слот за повече или по-малко всеки настолен компютър, създаден през последното десетилетие. Но естеството на връзката е малко неблагоприятно: на нов компютър може да видите половин дузина пристанища в три или четири различни размера, всички означени като "PCIE" или PCI-E. "Защо объркването и кои всъщност използвате?

Разбиране на PCI Express шината

Като ъпгрейд към оригиналната система PCI (Peripheral Component Interconnect), PCI Express имаше едно огромно предимство, когато първоначално беше разработена в началото на 2000-те години: използваше автобус за достъп от точка до точка вместо серийна шина. Това означава, че всеки отделен PCI порт и инсталираните му карти могат да се възползват максимално от максималната им скорост, без да се затварят няколко карти или разширения в един автобус.

От гледна точка на миряните, представете си компютъра си като ресторант. Старият стандарт за PCI беше като деликатес, всеки, който чака на една линия, за да сервира, като скоростта на обслужване е ограничена от един човек на гишето. PCI-E е по-скоро като бар, всеки покровител, седнал на определено място, с множество бармани, които приемат всички поръчки наведнъж. (Добре, така че никога не е възможно да получите барман на всеки покровител веднага, но нека да се преструваме, че това е наистина страхотен бар.) С отделни информационни ленти за всяка карта за разширение или периферия, целият компютър може да получи достъп до компоненти и аксесоари по-бързо.

Сега, за да разширим метафората на деликатеси / бара, си представете, че някои от тези места имат многобройни бармани, запазени само за тях. Точно тук идва идеята за многобройни ленти.

Животът в бързите ленти

PCI-E е преминал през редица ревизии от самото начало; понастоящем новите дънни платки обикновено използват версия 3 на стандарта, като по-бързата версия 4 става все по-разпространена и версия 5 се очаква да удари през 2019 г. Но различните ревизии използват всички едни и същи физически връзки и тези връзки могат да идват в четири основни размера: x1, x4, x8 и x16. (съществуват x32 портове, но са изключително редки и обикновено не се виждат на потребителския хардуер.)

Различните физически размери позволяват различни номера на едновременни връзки за свързване на данните към дънната платка: колкото по-голям е портът, толкова по-големи са връзките на картата и пристанището. Тези връзки са колоквиално известни като "ленти", като всяка платка PCI-E се състои от две сигнализиращи двойки, едната за изпращане на данни и другата за получаване на данни. Различните ревизии на стандарта PCI-E позволяват различни скорости на всяка лента. Но общо казано, колкото повече ленти има на един PCI-E порт и неговата свързана карта, толкова по-бързи данни могат да протичат между периферната и останалата част от компютърната система.

Връщайки се към нашата метафора: ако си представите всеки покровител, който седи в бара като устройство PCI-E, тогава една лента x1 би била един барман, обслужващ един клиент. Но покровител, седящ в определената седалка "x4", би ималчетирибармани, които му донесоха напитки и храна, а седалката "x8" щеше да има осем бармана само заради напитките й, а тази в седалката "x16" щеше да има огромни шестнайсет бармана само за него. И сега ще спрем да говорим за барове и бармани, защото нашите бедни метафорични пиячи са в опасност от алкохолно отравяне.

Какви периферни устройства използват кои портове?

За обикновената версия 3.0 на PCI Express максималната скорост на предаване на данни е осем гигаранса, което означава "всички данни и електронни режийни наведнъж". В реалния свят скоростта за ревизия 3 на PCI-E е малко по-малко от един гигабайт в секунда, на лента.

Така че устройство, което използва порт PCI-E x1, като звукова карта с малка мощност или Wi-Fi антена, може да прехвърля данни към останалата част от компютъра на приблизително 1GBps. Картите, които се набиват до физически по-големия слот x4 или x8, като разширителна USB 3.0 карта, могат да прехвърлят данни четири или осем пъти по-бързо - и ако се използват повече от два от тези USB портове скорост на трансфер. PCI-E x16 портовете, с теоретичен максимум от около 15GBps при версия 3.0, се използват за почти всички съвременни графични карти, проектирани от NVIDIA и AMD.

Няма определени насоки, за които разширените карти ще използват кой брой ленти. Графичните карти са склонни да използват x16 само за максимален трансфер на данни, но очевидно нямате нужда от мрежова карта, която да използва x16 порт и шестнадесет пълни ленти, когато неговият Ethernet порт е способен да прехвърля данни само на един гигабит в секунда около осми от пропускателната способност на една PCI-E лента - помнете, осем бита на един байт). Има малко количество монтирани в PCI-E твърди дискове, които предпочитат пристанище x4, но те изглежда са били бързо преодолени от новия стандарт M.2, който може да използва и PCI-E шина. Висококачествените мрежови карти и ентусиасти като адаптери и RAID контролери използват комбинация от формати x4 и x8.

Не забравяйте, че размерът на порт PCI-E и лентите може да не са еднакви неща

Ето една от по-объркващите части на настройката на PCI-E: пристанището може да бъде с размера на x16 карта, но има само достатъчно ленти за данни за нещо много по-бързо, като x4.Това е така, защото докато PCI-E може да побере в основата си неограничено количество индивидуални връзки, все още има практическа граница за пропускателната способност на лентите на чипсета. По-евтините дънни платки с по-ориентирани към бюджета чипсети могат да достигнат само до един слот x8, дори ако този слот може физически да приеме карта x16. Междувременно дънните платки "геймър" ще включват до четири пълни слота PCI-E x16 и x16-ленти за максимална съвместимост с GPU. (Ние обсъждаме това по-подробно тук.)

Очевидно това може да доведе до проблеми. Ако дънната ви платка има два слотове с размер x16, но едната от тях има само х 4 платна, а след това включването на любимата ви графична карта в грешен слот може да затрудни изпълнението й с 75%. Това е теоретичен резултат, разбира се: архитектурата на дънните платки означава, че няма да видите такъв драматичен упадък. Въпросът е, че правилната карта трябва да отиде в правилния слот.

За щастие, капацитетът на лентите на конкретните PCI-слота обикновено е изписан в ръководството на компютъра или дънната платка, като илюстрация на кой слот има какъв капацитет. Ако нямате вашето ръководство, броят на лентите обикновено се записва на печатни платки на дънната платка до пристанището, както е така:

Също така, по-къса карта x1 или x4 може физически да се побере в по-дълъг слот x8 или x16: първоначалната конфигурация на щифтовете на електрическите контакти го прави съвместима. Картата може да е малко разхлабена физически, но когато се завинтва на място в слота за разширение на кутията на компютъра, тя е повече от достатъчно здрава. Естествено, ако контактите на картата са по-големи от слота, тя не може да бъде поставена.

Така че помнете, че при закупуване на карти за разширение или надграждане за PCI Express слотове, трябва да имате предвид размера и лентата на вашите налични портове.