Miért különböznek az alaplapom PCI Express portjai? x16, x8, x4 és x1 megmagyarázva

A PCI Express szabvány a modern számítástechnika egyik alapeleme, többé-kevésbé minden asztali számítógépen helyet kapott az elmúlt évtizedben. De a kapcsolat jellege kissé ködös: egy új számítógépen fél tucat port látható három vagy négy különböző méretben, mindegyik „PCIE” vagy PCI-E felirattal. Akkor miért a zavartság, és melyiket használhatja valójában?

A PCI Express busz megértése

Az eredeti PCI (Peripheral Component Interconnect) rendszer frissítéseként a PCI Express-nek hatalmas előnye volt, amikor eredetileg a 2000-es évek elején fejlesztették: soros busz helyett point-to-point hozzáférési buszt használt. Ez azt jelentette, hogy minden egyes PCI-port és a telepített kártyák maximálisan kihasználhatják maximális sebességüket, anélkül, hogy több kártya vagy bővítés lenne eltömődve egyetlen buszon.

Ha laikus kifejezéssel élünk, képzeljük el, hogy asztali számítógépünk étterem. A régi PCI-szabvány olyan volt, mint egy delikátus, mindenki egyetlen sorban várakozott a kiszolgálásra, a kiszolgálás sebességét egyetlen ember korlátozta a pultnál. A PCI-E inkább olyan, mint egy bár, minden mecénás leül egy kijelölt helyre, több pultos egyszerre fogadja el mindenki parancsát. (Rendben, tehát soha nem lehet minden csapathoz egy csaposot eljuttatni, de tegyük úgy, mintha ez egy igazán nagy sáv lenne.) Minden bővítőkártyához vagy perifériához dedikált adatsávokkal az egész számítógép gyorsabban hozzáférhet az alkatrészekhez és kiegészítőkhöz.

Most, hogy kibővítsük a deli / bár metaforánkat, képzeljük el, hogy ezeknek az üléseknek egy részén több csapos is csak nekik van fenntartva. Itt merül fel a több sávos ötlet.

Élet a gyors sávokban

A PCI-E megalakulása óta többször átdolgozott; A jelenleg új alaplapok általában a szabvány 3-as verzióját használják, a gyorsabb 4-es verzió egyre gyakoribbá válik, és az 5-ös verzió várhatóan 2019-ben jelenik meg. De a különböző verziók mindegyike ugyanazokat a fizikai kapcsolatokat használja, és ezek a kapcsolatok négy elsődleges méretben kaphatók : x1, x4, x8 és x16. (x32 port létezik, de rendkívül ritka, és általában nem látható a fogyasztói hardvereken.)

A különböző fizikai méretek lehetővé teszik az alaplapra történő egyidejű adatátvitel különböző számú csatlakozását: minél nagyobb a port, annál nagyobb a kapcsolat a kártyán és a porton. Ezeket a kapcsolatokat köznyelven „sávoknak” nevezik, és mindegyik PCI-E sáv két jelzőpárból áll, az egyik az adatok küldéséhez, a másik az adatok fogadásához. A PCI-E szabvány különböző változatai különböző sebességeket tesznek lehetővé az egyes sávokon. De általánosságban elmondható, hogy minél több sáv van egyetlen PCI-E porton és a csatlakoztatott kártyán, annál gyorsabban áramolhatnak az adatok a periféria és a számítógépes rendszer többi része között.

Visszatérve a bármetaforához: ha úgy gondolja, hogy minden mecénás a bárban ül PCI-E eszközként, akkor az x1 sáv egyetlen csapos lenne, egyetlen ügyfelet kiszolgálva. De a kijelölt „x4” ülésen ülő patrónusnak négy  pultos hozna  neki italokat és ételeket, az „x8” ülésen pedig nyolc csapos állna csak az italaihoz, az „x16” ülésen pedig óriási tizenhat csaposok csak neki. És most abbahagyjuk a bárokról és a pultosokról való beszélgetést, mert szegény metaforikus ivóinkat alkoholmérgezés fenyegeti.

Milyen perifériák melyik portokat használják?

A PCI Express 3.0-s verziójának közös verziója esetén a sávonkénti maximális adatátviteli sebesség nyolc gigatranszfer, ez a kifejezés azt jelenti, hogy „az összes adatot és az elektronikus rezsit egyszerre”. A való világban a PCI-E 3. verziójának sebessége alig kevesebb, mint egy gigabájt másodpercenként, sávonként.

KAPCSOLÓDÓ: Most jó alkalom új NVIDIA vagy AMD grafikus kártya vásárlására?

Tehát egy PCI-E x1 portot használó eszköz, például egy alacsony fogyasztású hangkártya vagy egy Wi-Fi antenna, körülbelül 1 GB / s sebességgel továbbíthat adatokat a számítógép többi részére. A fizikailag nagyobb x4 vagy x8 nyílásba ütköző kártya, mint például az USB 3.0 bővítőkártya, négy-nyolcszor gyorsabban képes adatokat továbbítani - és erre akkor is szükség lenne, ha az USB-portok közül kettőnél többet használnának maximálisan átviteli sebesség. A PCI-E x16 portokat, amelyek elméleti maximuma körülbelül 15 GB / s a ​​3.0-s verzión, szinte az összes NVIDIA és AMD által tervezett modern grafikus kártyához használják.

KAPCSOLÓDÓ: Mi az M.2 bővítőhely, és hogyan tudom használni?

Nincsenek meghatározva irányelvek arról, hogy melyik bővítőkártyák milyen sávszámot fognak használni. A grafikus kártyák általában csak a maximális adatátvitel érdekében használják az x16-ot, de nyilvánvalóan nincs szükség hálózati kártyára az x16-os port és a tizenhat teljes sáv használatához, ha az Ethernet-portja csak másodpercenként egy gigabit sebességgel képes adatátvitelre ( az egyik PCI-E sáv átviteli sebességének körülbelül nyolcada - ne feledje, nyolc bit byte-ig). Kevés olyan PCI-E-re szerelt szilárdtest-meghajtó van, amely inkább az x4-es portot részesíti előnyben, de úgy tűnik, hogy ezeket gyorsan megelőzte az új M.2 szabvány, amely a PCI-E buszt is használhatja. A csúcskategóriás hálózati kártyák és a rajongói eszközök, például az adapterek és a RAID-vezérlők az x4 és az x8 formátum keverékét használják.

Ne feledje: A PCI-E port mérete és a sávok nem feltétlenül ugyanazok

KAPCSOLÓDÓ: Mi az a "chipset", és miért érdekelne?

Itt van a PCI-E beállítás egyik zavarosabb része: egy port lehet, hogy akkora, mint egy x16 kártya, de csak annyi adatsávot tartalmaz, amely sokkal kevésbé gyors, például az x4. Ennek oka, hogy míg a PCI-E alapvetően korlátlan mennyiségű egyedi kapcsolatot képes befogadni, a chipkészlet sávátbocsátásának gyakorlati korlátai vannak. Az olcsóbb, költségvetés-orientáltabb chipsettel rendelkező alaplapok csak egyetlen x8-as nyílásig juthatnak, még akkor is, ha ez a nyílás fizikailag elfér egy x16-os kártyán. Eközben a „gamer” alaplapok akár négy teljes x16 méretű és x16 sávos PCI-E bővítőhelyet is tartalmaznak a maximális GPU-kompatibilitás érdekében. (Ezt itt részletesebben megvitatjuk.)

Nyilvánvalóan ez problémákat okozhat. Ha alaplapjának két x16 méretű nyílása van, de az egyikben csak x4 sáv található, akkor a divatos új grafikus kártya rossz nyílásba történő bedugása 75% -kal ronthatja a teljesítményét. Ez természetesen elméleti eredmény: az alaplapok architektúrája azt jelenti, hogy nem fog látni ilyen drámai csökkenést. A lényeg az, hogy a megfelelő kártyának a megfelelő nyílásba kell kerülnie.

Szerencsére az adott PCI-nyílások sávkapacitása általában a számítógép vagy az alaplap kézikönyvében szerepel, szemléltetve, hogy melyik nyílás melyik kapacitással rendelkezik. Ha nincs kézikönyve, a sávok számát általában az alaplap NYÁK-jára írják a port mellett, így:

Ezenkívül egy rövidebb x1 vagy x4 kártya fizikailag elfér egy hosszabb x8 vagy x16 nyílásban: az elektromos érintkezők kezdeti csapkonfigurációja kompatibilis. Lehet, hogy fizikailag kissé laza a kártya, de ha egy PC-ház bővítőhelyeibe csavarják, több mint kellően stabil. Természetesen, ha egy kártya kontaktusai fizikailag nagyobbak, mint a nyílás, akkor azt nem lehet behelyezni.

Ne feledje tehát, hogy PCI Express bővítőhelyek bővítési vagy frissítési kártyáinak vásárlásakor ügyelnie kell a rendelkezésre álló portok méretére és sávértékére.

Képhitel: Newegg, Amazon