Đầu nối PCI e x16. Tất cả về bus PCI và PCI Express - thông số kỹ thuật, sự khác biệt và khả năng tương thích

Tôi đã được hỏi câu hỏi này nhiều lần, vì vậy bây giờ tôi sẽ cố gắng trả lời nó một cách rõ ràng và ngắn gọn nhất có thể, tôi sẽ cung cấp hình ảnh về các khe cắm mở rộng PCI Express và PCI trên bo mạch chủ để bạn hiểu rõ hơn và, tất nhiên, tôi sẽ chỉ ra những khác biệt chính về đặc điểm, tức là. bạn sẽ sớm biết những giao diện này là gì và chúng trông như thế nào.

Vì vậy, trước tiên chúng ta hãy trả lời ngắn gọn câu hỏi PCI Express và PCI chính xác là gì?

PCI Express và PCI là gì?

PCI là bus đầu vào/đầu ra song song của máy tính để kết nối các thiết bị ngoại vi với bo mạch chủ máy tính. PCI được sử dụng để kết nối: card màn hình, card âm thanh, card mạng, bộ thu sóng TV và các thiết bị khác. Giao diện PCI đã lỗi thời, vì vậy, chẳng hạn, bạn có thể sẽ không tìm thấy một card màn hình hiện đại kết nối qua PCI.

PCI Express(PCIe hoặc PCI-E) là bus đầu vào/đầu ra nối tiếp của máy tính để kết nối các thiết bị ngoại vi với bo mạch chủ của máy tính. Những thứ kia. điều này đã sử dụng kết nối nối tiếp hai chiều, có thể có nhiều dòng (x1, x2, x4, x8, x12, x16 và x32), càng nhiều dòng như vậy thì băng thông của bus PCI-E càng cao. Giao diện PCI Express được sử dụng để kết nối các thiết bị như card màn hình, card âm thanh, card mạng, ổ SSD và các thiết bị khác.

Có một số phiên bản của giao diện PCI-E: 1.0, 2.0 và 3.0 (phiên bản 4.0 sẽ sớm ra mắt). Giao diện này thường được chỉ định, ví dụ như thế này PCI-E 3.0 x16, tức là phiên bản PCI Express 3.0 có 16 làn.

Ví dụ: nếu chúng ta nói về việc liệu một card màn hình có giao diện PCI-E 3.0 có hoạt động trên bo mạch chủ chỉ hỗ trợ PCI-E 2.0 hay 1.0 hay không, thì các nhà phát triển nói rằng mọi thứ sẽ hoạt động, tất nhiên hãy nhớ rằng băng thông sẽ bị giới hạn bởi khả năng của bo mạch chủ. Do đó, trong trường hợp này, tôi không nghĩ việc trả quá nhiều tiền cho một card màn hình có phiên bản PCI Express mới hơn ( nếu chỉ vì tương lai, tức là Bạn có dự định mua bo mạch chủ mới có PCI-E 3.0 không?). Ngoài ra, và ngược lại, giả sử bo mạch chủ của bạn hỗ trợ phiên bản PCI Express 3.0 và card màn hình của bạn hỗ trợ phiên bản 1.0, thì cấu hình này cũng sẽ hoạt động, nhưng chỉ với khả năng PCI-E 1.0, tức là. Không có giới hạn nào ở đây, vì card màn hình trong trường hợp này sẽ hoạt động ở giới hạn khả năng của nó.

Sự khác biệt giữa PCI Express và PCI

Tất nhiên, sự khác biệt chính về đặc điểm là thông lượng; đối với PCI Express thì cao hơn nhiều, ví dụ: PCI ở 66 MHz có thông lượng 266 MB/giây và PCI-E 3.0 (x16) 32 Gb/giây.

Bên ngoài, các giao diện cũng khác nhau, do đó, việc kết nối chẳng hạn như thẻ video PCI Express với khe cắm mở rộng PCI sẽ không hoạt động. Giao diện PCI Express với số làn khác nhau cũng khác nhau, bây giờ tôi sẽ hiển thị tất cả những điều này bằng hình ảnh.

Khe cắm mở rộng PCI Express và PCI trên bo mạch chủ

Khe cắm PCI và AGP

Khe cắm PCI-E x1, PCI-E x16 và PCI

Giao diện PCI Express trên card màn hình

Đó là tất cả những gì tôi có bây giờ!

Giới thiệu

Định luật Moore phát biểu rằng số lượng bóng bán dẫn trên một con chip silicon có thể sản xuất ra lợi nhuận sẽ tăng gấp đôi sau mỗi vài năm. Nhưng đừng nghĩ rằng tốc độ xử lý cũng tăng gấp đôi sau mỗi vài năm. Đây là quan niệm sai lầm phổ biến của nhiều người và người dùng thường mong đợi hiệu suất của PC sẽ tăng theo cấp số nhân.

Tuy nhiên, như bạn có thể nhận thấy, các bộ xử lý hàng đầu trên thị trường đã bị kẹt ở mức từ 3 đến 4 GHz trong khoảng sáu năm nay. Và ngành công nghiệp máy tính đã phải tìm kiếm những cách mới để tăng hiệu suất tính toán. Điều quan trọng nhất trong các phương pháp này là duy trì sự cân bằng giữa các thành phần nền tảng sử dụng bus PCI Express, một tiêu chuẩn mở cho phép card màn hình tốc độ cao, card mở rộng và các thành phần khác trao đổi thông tin. Và giao diện PCI Express cũng không kém phần quan trọng trong việc mở rộng hiệu suất so với bộ xử lý đa lõi. Mặc dù bộ xử lý lõi kép, lõi tứ và sáu lõi chỉ có thể được tải bằng các ứng dụng được tối ưu hóa theo luồng, nhưng mọi chương trình được cài đặt trên máy tính của bạn đều tương tác theo cách nào đó với các thành phần được kết nối qua PCI Express.

Nhiều nhà báo và chuyên gia kỳ vọng rằng các bo mạch chủ và chipset hỗ trợ giao diện PCI Express 3.0 thế hệ tiếp theo sẽ xuất hiện vào quý 1 năm 2010. Thật không may, các vấn đề tương thích ngược đã làm trì hoãn việc phát hành PCI Express 3.0 và đến nay đã sáu tháng trôi qua, nhưng chúng tôi vẫn đang chờ thông tin chính thức về việc công bố tiêu chuẩn mới.

Tuy nhiên, chúng tôi đã nói chuyện với PCI-SIG (Nhóm lợi ích đặc biệt, chịu trách nhiệm về các tiêu chuẩn PCI và PCI Express), điều này cho phép chúng tôi nhận được một số câu trả lời.

PCI Express 3.0: kế hoạch

Al Yanes, Chủ tịch kiêm Chủ tịch PCI-SIG, và Ramin Neshati, Chủ tịch Nhóm làm việc Truyền thông Nối tiếp PCI-SIG, đã chia sẻ các kế hoạch hiện tại để triển khai PCI Express 3.0.

Vào ngày 23 tháng 6 năm 2010, phiên bản 0.71 của thông số PCI Express 3.0 đã được phát hành. Jans lập luận rằng phiên bản 0.71 sẽ khắc phục tất cả các vấn đề về khả năng tương thích ngược dẫn đến độ trễ ban đầu. Neshati lưu ý rằng vấn đề tương thích chính là tính năng "DC lang thang", ông giải thích rằng PCI Express 2.0 và các thiết bị trước đó "không cung cấp các số 0 và 1 cần thiết" để tuân thủ giao diện PCI Express 3.0.

Ngày nay, khi các vấn đề tương thích ngược đã được giải quyết, PCI-SIG đã sẵn sàng phát hành đường cơ sở 0,9 "vào cuối mùa hè này". Và sau phiên bản cơ bản này, phiên bản 1.0 dự kiến ​​sẽ ra mắt vào quý 4 năm nay.

Tất nhiên, câu hỏi hấp dẫn nhất là khi nào bo mạch chủ PCI Express 3.0 sẽ lên kệ. Neshati lưu ý rằng ông hy vọng những sản phẩm đầu tiên sẽ xuất hiện vào quý 1 năm 2011 (tam giác "FYI" trong hình với kế hoạch).

Neshati nói thêm rằng giữa các phiên bản 0.9 và 1.0 sẽ không có thay đổi nào ở cấp độ silicon (nghĩa là tất cả các thay đổi sẽ chỉ ảnh hưởng đến phần mềm và chương trình cơ sở), vì vậy một số sản phẩm sẽ được tung ra thị trường trước thông số kỹ thuật 1.0 cuối cùng. Và các sản phẩm có thể đã được chứng nhận vào "Danh sách nhà tích hợp" (tam giác "IL") của PCI-SIG, đây là một biến thể của logo tuân thủ PCI-SIG.

Neshati gọi đùa quý 3 năm 2011 là ngày "Fry's and Buy" (có thể ám chỉ Frys.com, Buy.com hoặc Best Buy). Nghĩa là, trong giai đoạn này, chúng ta có thể mong đợi sự xuất hiện của một số lượng lớn sản phẩm hỗ trợ PCI Express 3.0 trong các cửa hàng bán lẻ và cửa hàng trực tuyến.

PCI Express 3.0: Được thiết kế cho tốc độ

Đối với người dùng cuối, sự khác biệt chính giữa PCI Express 2.0 và PCI Express 3.0 sẽ là mức tăng đáng kể về thông lượng tối đa. PCI Express 2.0 có tốc độ truyền tín hiệu là 5 GT/s, nghĩa là thông lượng là 500 MB/s cho mỗi đường truyền. Do đó, khe đồ họa PCI Express 2.0 chính, thường sử dụng 16 làn, cung cấp thông lượng hai chiều lên tới 8 GB/s.

Với PCI Express 3.0, chúng ta sẽ nhận được con số này gấp đôi. PCI Express 3.0 sử dụng tốc độ tín hiệu 8 GT/s, mang lại thông lượng 1 GB/s trên mỗi làn. Như vậy, khe cắm card màn hình chính sẽ nhận được thông lượng lên tới 16 GB/s.

Thoạt nhìn, việc tăng tốc độ tín hiệu từ 5 GT/s lên 8 GT/s dường như không phải là tăng gấp đôi. Tuy nhiên, tiêu chuẩn PCI Express 2.0 sử dụng sơ đồ mã hóa 8b/10b, trong đó 8 bit dữ liệu được truyền dưới dạng ký tự 10 bit cho thuật toán sửa lỗi. Kết quả là, chúng tôi nhận được mức dự phòng 20%, tức là giảm thông lượng hữu ích.

PCI Express 3.0 chuyển sang sơ đồ mã hóa 128b/130b hiệu quả hơn nhiều, loại bỏ mức dư thừa 20%. Vì vậy, 8 GT/s không còn là tốc độ “lý thuyết” nữa; Đây là tốc độ thực tế có thể so sánh về hiệu suất với tốc độ tín hiệu 10 GT/s nếu sử dụng nguyên tắc mã hóa 8b/10b.

Chúng tôi đã hỏi Jans về các thiết bị cần tăng tốc độ. Ông trả lời rằng chúng sẽ bao gồm "bộ chuyển mạch PLX, bộ điều khiển Ethernet 40 Gbps, InfiniBand, các thiết bị trạng thái rắn, đang ngày càng trở nên phổ biến và tất nhiên, cả thẻ video." Ông nói thêm, "Chúng tôi chưa hết những đổi mới, chúng không xảy ra một cách tĩnh tại, chúng là một luồng liên tục", mở đường cho những cải tiến hơn nữa trong các phiên bản tương lai của giao diện PCI Express.

Phân tích: Chúng ta sẽ sử dụng PCI Express 3.0 ở đâu?

Ổ đĩa

AMD đã tích hợp hỗ trợ SATA 6 Gb/s vào dòng chipset thứ 8 của mình và các nhà sản xuất bo mạch chủ đang bổ sung thêm bộ điều khiển USB 3.0. Intel chậm hơn một chút trong lĩnh vực này, vì nó không hỗ trợ USB 3.0 hoặc SATA 6 Gb/s trong các chipset của mình (chúng tôi đã có các mẫu bo mạch chủ P67 sơ bộ trong phòng thí nghiệm của mình và chúng có hỗ trợ cho SATA 6 Gb/s, nhưng USB 3.0 ở thế hệ này chúng tôi sẽ không nhận được). Tuy nhiên, như chúng ta đã nhiều lần chứng kiến ​​trong cuộc đối đầu giữa AMD và Intel, những đổi mới của AMD thường truyền cảm hứng cho Intel. Với tốc độ giao diện của các ổ đĩa và thiết bị ngoại vi thế hệ tiếp theo, vẫn chưa cần phải chuyển bất kỳ công nghệ nào sang PCI Express 3.0. Đối với cả USB 3.0 (5 Gbit/s) và SATA 6 Gbit/s (chưa có ổ đĩa nào phù hợp với giới hạn của giao diện này), một dòng PCI Express thế hệ thứ hai là đủ.

Tất nhiên, khi nói đến ổ đĩa, sự tương tác giữa ổ đĩa và bộ điều khiển chỉ là một phần của câu chuyện. Hãy tưởng tượng một dãy nhiều ổ SSD SATA 6 Gb/s trên chipset, trong đó mảng RAID 0 có khả năng tải làn PCI Express Thế hệ 2 duy nhất mà hầu hết các nhà sản xuất bo mạch chủ sử dụng để kết nối bộ điều khiển. Vì vậy, bạn có thể quyết định xem giao diện USB 3.0 và SATA 6 Gb/s có thực sự yêu cầu hỗ trợ PCI Express 3.0 hay không sau một số phép tính đơn giản.

Như chúng tôi đã đề cập, giao diện USB 3.0 cho tốc độ tối đa 5 Gbps. Nhưng giống như chuẩn PCI Express 2.1, USB 3.0 sử dụng mã hóa 8b/10b, nghĩa là tốc độ tối đa thực tế là 4 Gbps. Chia số bit cho 8 để chuyển đổi thành byte và bạn sẽ nhận được thông lượng tối đa là 500 MB/s - giống hệt như một làn của tiêu chuẩn PCI Express 2.1 hiện tại. SATA 6 Gb/s hoạt động ở tốc độ 6 Gb/s, nhưng nó cũng sử dụng sơ đồ mã hóa 8b/10b, biến 6 Gb/s trên lý thuyết thành 4,8 Gb/s thực tế. Một lần nữa, hãy chuyển đổi giá trị này thành byte và bạn nhận được 600 MB/s hoặc nhiều hơn 20% so với làn PCI Express 2.0 có thể cung cấp.

Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chỗ ngay cả những ổ SSD nhanh nhất hiện nay cũng không thể tải đầy đủ kết nối SATA 3 Gb/s. Các thiết bị ngoại vi thậm chí còn không đạt được mức tải của giao diện USB 3.0, điều tương tự cũng có thể nói về thế hệ SATA 6 Gb/s mới nhất. Ít nhất ngày nay, giao diện PCI Express 3.0 không còn cần thiết để nó tích cực quảng bá trên thị trường nền tảng. Nhưng hãy hy vọng rằng khi Intel chuyển sang sản xuất bộ nhớ flash NAND thế hệ thứ ba, tốc độ xung nhịp sẽ tăng lên và chúng ta sẽ có được những thiết bị có khả năng vượt mức 3 Gbps của cổng SATA thế hệ thứ hai.

Thẻ video

Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu của riêng mình về tác động của băng thông PCI Express đến hiệu suất của card màn hình - sau khi PCI Express 2.0 gia nhập thị trường , vào đầu năm 2010, và cả gần đây. Chúng tôi nhận thấy rằng rất khó để tải băng thông x16 hiện có trên bo mạch chủ PCI Express 2.1. Bạn sẽ cần thiết lập nhiều GPU hoặc card đồ họa cực kỳ cao cấp trên một GPU để có thể nhận ra sự khác biệt giữa kết nối x8 và x16.

Chúng tôi đã yêu cầu AMD và Nvidia bình luận về sự cần thiết của PCI Express 3.0 - liệu bus tốc độ này có cần thiết để khai thác toàn bộ tiềm năng hiệu suất của card đồ họa thế hệ tiếp theo không? Người phát ngôn của AMD nói với chúng tôi rằng họ không thể bình luận vào lúc này.

Người phát ngôn của Nvidia tỏ ra dễ chịu hơn: "Nvidia đóng một vai trò quan trọng trong ngành trong việc phát triển PCI Express 3.0, dự kiến ​​sẽ tăng gấp đôi thông lượng của tiêu chuẩn thế hệ (2.0) hiện tại. Khi thông lượng tăng đáng kể như thế này xảy ra, các ứng dụng sẽ xuất hiện rằng có thể "Người tiêu dùng và chuyên gia sẽ được hưởng lợi từ tiêu chuẩn mới với hiệu năng tính toán và đồ họa được tăng cường trong máy tính xách tay, máy tính để bàn, máy trạm và máy chủ được trang bị GPU."

Có lẽ cụm từ chính là “sẽ có những ứng dụng có thể sử dụng chúng”. Có vẻ như không có gì ngày càng nhỏ hơn trong thế giới đồ họa. Màn hình ngày càng lớn hơn, độ phân giải cao đang thay thế độ phân giải tiêu chuẩn và kết cấu trong trò chơi ngày càng chi tiết và hấp dẫn hơn. Ngày nay chúng tôi không tin rằng ngay cả những card đồ họa cao cấp mới nhất cũng có nhu cầu sử dụng giao diện PCI Express 3.0 với 16 làn. Nhưng năm này qua năm khác, những người đam mê thấy lịch sử lặp lại khi những tiến bộ trong công nghệ mở đường cho những cách mới để khai thác “ống dày hơn”. Chúng ta có thể thấy sự bùng nổ của các ứng dụng giúp điện toán GPU trở nên phổ biến hơn. Hoặc, có lẽ, sự sụt giảm hiệu suất được quan sát thấy khi bộ nhớ card màn hình vượt quá giới hạn, khi bắt đầu hoán đổi từ bộ nhớ hệ thống, sẽ không còn đáng chú ý ở các sản phẩm bình dân và cấp thấp. Trong mọi trường hợp, chúng ta sẽ phải xem những đổi mới mà PCI Express 3.0 sẽ cho phép AMD và Nvidia thực hiện.

Kết nối thành phần bo mạch chủ

AMD và Intel luôn rất miễn cưỡng chia sẻ thông tin về các giao diện mà họ sử dụng để kết nối các thành phần chipset hoặc những “viên gạch” logic ở cầu nối bắc/nam. Chúng tôi biết tốc độ hoạt động của các giao diện này và chúng được thiết kế để tránh tắc nghẽn nhiều nhất có thể. Đôi khi chúng ta biết ai đã tạo ra một phần logic hệ thống nhất định, chẳng hạn như AMD đã sử dụng bộ điều khiển SATA dựa trên thiết kế Silicon Logic trong SB600. Tuy nhiên, những công nghệ được sử dụng để thu hẹp khoảng cách giữa các thành phần thường vẫn là điểm mù. PCI Express 3.0 chắc chắn có vẻ là một giải pháp rất hấp dẫn, tương tự như giao diện A-Link mà AMD sử dụng.

Sự xuất hiện gần đây của bộ điều khiển USB 3.0 và SATA 6 Gb/s trên một số lượng lớn bo mạch chủ cũng cho phép chúng ta đánh giá thực trạng. Do chipset Intel X58 không cung cấp hỗ trợ riêng cho một trong hai công nghệ này nên các công ty như Gigabyte phải tích hợp bộ điều khiển vào bo mạch chủ bằng các đường dây có sẵn để kết nối chúng.

Bo mạch chủ Gigabyte EX58-UD5 không hỗ trợ USB 3.0 hoặc SATA 6 Gb/s. Tuy nhiên, nó có khe cắm PCI Express x4.

Gigabyte đã thay thế bo mạch chủ EX58-UD5 bằng X58A-UD5 mới, hỗ trợ hai cổng USB 3.0 và hai cổng SATA 6 Gbps. Gigabyte đã tìm đâu ra băng thông để hỗ trợ 2 công nghệ này? Hãng lấy một dòng PCI Express 2.0 cho mỗi bộ điều khiển, giảm khả năng lắp card mở rộng nhưng đồng thời làm phong phú thêm chức năng của bo mạch chủ.

Ngoài việc bổ sung USB 3.0 và SATA 6Gbps, điểm khác biệt đáng chú ý duy nhất giữa hai bo mạch chủ là việc loại bỏ khe x4.

Liệu giao diện PCI Express 3.0, giống như các tiêu chuẩn trước đó, có cho phép bổ sung các công nghệ và bộ điều khiển trong tương lai vào bo mạch chủ mà sẽ không có trong các thế hệ chipset hiện tại ở dạng tích hợp không? Đối với chúng tôi, có vẻ như nó sẽ như vậy.

CUDA và tính toán song song

Chúng ta đang bước vào kỷ nguyên siêu máy tính để bàn. Hệ thống của chúng tôi được hỗ trợ bởi bộ xử lý đồ họa chuyên sâu song song, bộ nguồn và bo mạch chủ có khả năng hỗ trợ đồng thời tối đa bốn card đồ họa. Công nghệ Nvidia CUDA cho phép bạn biến card màn hình thành công cụ để lập trình viên thực hiện các phép tính không chỉ trong trò chơi mà còn trong các lĩnh vực khoa học và ứng dụng kỹ thuật. Giao diện lập trình đã được chứng minh là tốt trong Phát triển nhiều giải pháp cho khu vực doanh nghiệp, bao gồm xử lý ảnh trong y học, toán học, công tác thăm dò dầu khí.

Chúng tôi đã hỏi lập trình viên OpenGL Terry Welsh từ công ty Trình bảo vệ màn hình thực sự mượt mà về PCI Express 3.0 và điện toán GPU. Terry nói với chúng tôi rằng "PCI Express đã có một bước nhảy vọt và tôi thích việc các nhà phát triển đang tăng gấp đôi băng thông bất cứ khi nào họ muốn - như với phiên bản 3.0. Tuy nhiên, trong các dự án tôi thực hiện, tôi không mong đợi thấy bất kỳ sự khác biệt nào. Hầu hết công việc của tôi liên quan đến trình mô phỏng chuyến bay, nhưng chúng có xu hướng bị hạn chế bởi hiệu suất I/O của bộ nhớ và ổ cứng; bus đồ họa hoàn toàn không phải là điểm nghẽn, nhưng tôi có thể dễ dàng thấy trước rằng PCI Express 3.0 sẽ mang lại một bước tiến đáng kể cho lĩnh vực điện toán GPU; dành cho những người làm công việc khoa học với lượng dữ liệu lớn."

Khả năng tăng gấp đôi tốc độ truyền dữ liệu khi chạy khối lượng công việc đòi hỏi nhiều tính toán chắc chắn đang thúc đẩy sự phát triển của CUDA và Fusion. Và đây là một trong những lĩnh vực hứa hẹn nhất cho giao diện PCI Express 3.0 sắp ra mắt.

Bất cứ game thủ nào sở hữu chipset Intel P55 đều có thể nói về ưu nhược điểm của Intel P55 so với chipset Intel X58. Ưu điểm: Hầu hết các bo mạch chủ sử dụng chipset P55 đều có giá hợp lý hơn so với các mẫu Intel X58 (tất nhiên là nói chung). Nhược điểm: P55 có kết nối PCI Express tối thiểu; nhiệm vụ chính được giao cho bộ xử lý Intel Clarkdale và Lynnfield, có 16 làn PCIe thế hệ thứ hai trong chính CPU. Trong khi đó, X58 tự hào có 36 làn PCI Express 2.0.

Đối với những người mua P55 muốn sử dụng hai card đồ họa, chúng sẽ phải được kết nối qua mỗi làn x8. Nếu bạn muốn thêm card màn hình thứ ba vào nền tảng Intel P55, bạn sẽ phải sử dụng các dòng chipset - nhưng thật không may, chúng bị giới hạn bởi tốc độ của thế hệ đầu tiên và chipset có thể phân bổ tối đa bốn dòng cho một khe cắm mở rộng.

Khi chúng tôi hỏi Al Jans của PCI-SIG rằng chúng tôi có thể mong đợi bao nhiêu làn trong các chipset hỗ trợ PCI Express 3.0 của AMD và Intel, anh ấy nói rằng đó là "thông tin độc quyền" mà anh ấy "không thể tiết lộ". Tất nhiên, chúng tôi không mong đợi nhận được câu trả lời, nhưng vẫn đáng để đặt câu hỏi. Tuy nhiên, khó có khả năng AMD và Intel, thành viên Hội đồng quản trị PCI-SIG, sẽ đầu tư thời gian và tiền bạc vào PCI Express 3.0 nếu họ dự định sử dụng chuẩn PCI Express mới chỉ đơn giản như một phương tiện để giảm số lượng. của làn đường. Đối với chúng tôi, có vẻ như trong tương lai, các chipset AMD và Intel sẽ tiếp tục được phân chia theo cách giống như chúng ta thấy ngày nay, các nền tảng cao cấp sẽ có đủ khả năng kết nối một cặp card màn hình với giao diện x16 đầy đủ và số dòng sẽ giảm đối với các chipset dành cho thị trường đại chúng.

Hãy tưởng tượng một chipset tương tự như Intel P55, nhưng có sẵn 16 làn PCI Express 3.0. Vì 16 làn này nhanh gấp đôi PCI Express 2.0 nên chúng ta có được tương đương 32 làn của tiêu chuẩn cũ. Trong tình huống như vậy, việc Intel có muốn làm cho chipset tương thích với cấu hình GPU 3 chiều và 4 chiều hay không sẽ tùy thuộc vào Intel. Thật không may, như chúng ta đã biết, chipset Intel P67 và X68 thế hệ tiếp theo sẽ bị giới hạn ở khả năng hỗ trợ PCIe 2.0 (và bộ xử lý Sandy Bridge cũng sẽ bị giới hạn tương tự ở việc hỗ trợ 16 làn trên chip).

Ngoài điện toán song song CUDA/Fusion, chúng tôi cũng nhận thấy khả năng của các hệ thống thị trường đại chúng tăng lên nhờ tốc độ giao tiếp của các thành phần PCI Express 3.0 tăng lên - chúng tôi cho rằng ở đây cũng có tiềm năng đáng kể. Không còn nghi ngờ gì nữa, PCI Express 3.0 sẽ cải thiện khả năng của các bo mạch chủ giá rẻ mà thế hệ trước chỉ dành cho các nền tảng cao cấp. Và các nền tảng cao cấp có PCI Express 3.0 tùy ý sử dụng sẽ cho phép chúng tôi lập kỷ lục hiệu suất mới nhờ những cải tiến về công nghệ đồ họa, lưu trữ và mạng có thể sử dụng băng thông bus có sẵn.

Hiện nay, trong lĩnh vực điện tử phức hợp, các công nghệ mới đang được áp dụng tích cực và nhanh chóng, do đó một số thành phần hệ thống có thể trở nên lỗi thời và không thể cập nhật, v.v.

Về vấn đề này, cần phải kết nối nhiều tiện ích bổ sung và phụ kiện khác nhau với chúng, điều này thường yêu cầu một số bộ điều hợp nhất định.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét bộ chuyển đổi pci-e pci, cách thức hoạt động và những tính năng của nó.

Sự định nghĩa

Đây là loại thiết bị gì và nó dùng để làm gì? Nói đúng ra, đây là bus đầu vào và đầu ra kết nối với máy tính cá nhân.

Với chính bus này, tức là với bộ chuyển đổi, bạn có thể kết nối một số thiết bị ngoại vi bên ngoài nhất định (có thể thay đổi tùy theo cấu hình).

Sử dụng kết nối nối tiếp, các thiết bị ngoại vi này được kết nối với máy tính.

Đặc điểm chính của một thiết bị như vậy là thông lượng của nó.

Chính điều này đặc trưng (nói chung) chất lượng công việc, tốc độ và hiệu suất của máy tính cũng như các phần tử được kết nối theo cách này.

Đặc tính thông lượng được thể hiện bằng số lượng đường kết nối (từ 1 đến 32).

Tùy thuộc vào đặc điểm chính này, giá của thiết bị này có thể thay đổi đáng kể. Nghĩa là, đặc tính này càng tốt (chỉ số càng cao) thì giá thành của một thiết bị như vậy càng cao. Ngoài ra, phần lớn phụ thuộc vào tình trạng của nhà sản xuất, độ tin cậy của thiết bị và độ bền của nó. Trung bình, giá bắt đầu từ 250-500 rúp (đối với các sản phẩm châu Á có băng thông thấp), lên đến 2000 rúp (đối với các thiết bị châu Âu và Nhật Bản có băng thông cao).

Thông số kỹ thuật

Từ quan điểm kỹ thuật, một thiết bị như vậy có ba thành phần:

Ở trên đã viết về tầm quan trọng đặc biệt của thông lượng thiết bị đối với hoạt động bình thường của nó.

Thông lượng là gì? Để trả lời câu hỏi này, bạn cần hiểu nguyên lý hoạt động của bộ chuyển đổi đó.

Nó có khả năng kết nối thiết bị hai chiều đồng thời (từ thẻ đến thiết bị ngoại vi và từ thiết bị ngoại vi đến thẻ).

Trong trường hợp này, việc truyền dữ liệu có thể diễn ra trên một hoặc nhiều dòng.

Càng nhiều đường như vậy thì thiết bị hoạt động càng ổn định, thông lượng càng cao và thiết bị ngoại vi sẽ càng nhanh.

Quan trọng! Tùy theo số lượng đường truyền mà thiết bị có thể có các cấu hình khác nhau: x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32. Con số trực tiếp biểu thị số làn đường để truyền thông tin đồng thời hai chiều. Mỗi dải này bao gồm hai cặp dây (để truyền theo hai hướng).

Có thể thấy từ mô tả, cấu hình này ảnh hưởng đáng kể đến giá thành của thiết bị.

Nhưng nó có ý nghĩa thực tế gì? Việc chi thêm tiền khi mua một thiết bị có thực sự hợp lý không?

Điều này trực tiếp phụ thuộc vào số lượng bạn dự định kết nối với bo mạch chủ - càng nhiều thì thiết bị cần băng thông càng cao để duy trì hoạt động ổn định của máy tính.

Mã hóa

Với hệ thống truyền tải thông tin như vậy, một hệ thống cụ thể được sử dụng để bảo vệ nó khỏi bị biến dạng và mất mát.

Phương pháp bảo vệ này được chỉ định là 8V/10V.

Vấn đề là để truyền 8 bit thông tin cần thiết, phải sử dụng thêm 2 bit dịch vụ để cung cấp bảo mật và bảo vệ chống biến dạng.

Khi bộ chuyển đổi như vậy hoạt động, 20% thông tin dịch vụ sẽ liên tục được truyền đến máy tính, máy tính này không mang bất kỳ tải nào và người dùng không cần thiết. Nhưng chính xác là điều này, mặc dù nó tải (tuy nhiên, rất nhẹ), vẫn đảm bảo sự ổn định của xe buýt và các thiết bị ngoại vi.

Câu chuyện

Vào đầu những năm 2000, khe cắm mở rộng AGP đã được sử dụng tích cực và nhờ sự trợ giúp của nó mà .

Tuy nhiên, tại một thời điểm nào đó, nó đã đạt được hiệu suất tối đa về mặt kỹ thuật có thể và nảy sinh nhu cầu tạo ra một loại bộ chuyển đổi mới.

Và chẳng bao lâu sau PCI-E xuất hiện - đó là năm 2002.

Ngay lập tức cần có một bộ chuyển đổi cho phép cài đặt các giải pháp đồ họa mới vào khe cắm mở rộng đã lỗi thời hoặc ngược lại.

Do đó, vào năm 2002, nhiều nhà phát triển và nhà sản xuất đã bắt đầu nghiêm túc tạo ra một bộ chuyển đổi như vậy.

Vào thời điểm đó, thiết bị có một phẩm chất quan trọng - khả năng nâng cấp PC bằng cách chi tiêu số tiền tối thiểu cho nó, vì thay vì thay thế bo mạch chủ, một bộ chuyển đổi tương đối rẻ tiền là đủ.

Nhưng quá trình phát triển không thành công, vì vào thời điểm đó, chúng có giá gần bằng những bộ điều hợp đầu tiên và do đó cần phải phát triển một cấu hình bộ điều hợp đơn giản hơn.

Điều thú vị là các nhà sản xuất cũng liên tục tăng thông lượng của các thiết bị như vậy. Nếu ở cấu hình đầu tiên, tốc độ không quá 8 Gb/s thì ở cấu hình thứ hai, nó đã là 16 Gb/s và ở cấu hình thứ ba – 64 Gb/s. Điều này đáp ứng nhu cầu khối lượng công việc ngày càng tăng do hiện đại hóa các thiết bị ngoại vi.

Đồng thời, các khe cắm có tốc độ truyền khác nhau tương thích với mọi thiết bị ở mức “tốc độ cao” thấp hơn.

Nghĩa là, nếu bạn kết nối nền tảng đồ họa thế hệ thứ hai hoặc thứ nhất với khe cắm thế hệ thứ ba, khe cắm đó sẽ tự động chuyển sang chế độ tốc độ khác tương ứng với thiết bị được kết nối.

Sự khác biệt giữa PCI và PCI-E

Hai cấu hình này có sự khác biệt cụ thể gì?

Về đặc tính kỹ thuật và vận hành, PCI tương tự như AGP, trong khi PCI-E là một sự phát triển mới về cơ bản.

Trong khi PCI cung cấp khả năng truyền thông tin song song thì PCI-E cung cấp khả năng truyền thông tin nối tiếp, do đó đạt được tốc độ và hiệu suất truyền thông tin cao hơn đáng kể, thậm chí có tính đến việc sử dụng bộ chuyển đổi.

Tại sao nó lại cần thiết?

Tại sao bạn cần một bộ chuyển đổi như vậy và nó có thể được sử dụng để làm gì nếu không có nó?

Bạn cần hiểu rằng hầu hết người dùng đều không có thiết bị này vì nó không cần thiết ngay cả trên những máy tính cũ đã bị hao mòn đáng kể.

Đây là thiết bị bổ sung, trong một số trường hợp, giúp cải thiện chức năng của PC của bạn nhưng người dùng bình thường có thể dễ dàng thực hiện mà không cần.

Trên thực tế, việc sử dụng bộ chuyển đổi như vậy chỉ mang lại một lợi thế chính - khả năng kết nối một số thiết bị ngoại vi nhất định với thẻ nhớ, trong khi không thể kết nối trực tiếp nhiều thiết bị ngoại vi như vậy. Ví dụ: bằng cách này, bạn có thể kết nối video rời hoặc ngoài video chính.

Đây cũng là một lựa chọn khá tiện lợi để nhanh chóng tắt tất cả các thiết bị ngoại vi cùng lúc nếu cần thiết.

Ví dụ: trong trường hợp hiệu suất của máy tính giảm hoặc vì lý do khác. Trong trường hợp này, người dùng không cần phải tắt các thành phần theo chương trình trong thời gian dài.

PCI - Thể hiện (PCIePCI -Đ)– xe buýt phổ thông nối tiếp lần đầu tiên được ra mắt Ngày 22 tháng 7 năm 2002 của năm.

Là tổng quan, thống nhất một bus cho tất cả các nút của bo mạch hệ thống, trong đó tất cả các thiết bị kết nối với nó cùng tồn tại. Đến để thay thế một chiếc lốp đã lỗi thời PCI và các biến thể của nó AGP, do yêu cầu ngày càng tăng về thông lượng xe buýt và không có khả năng cải thiện hiệu suất tốc độ của xe buýt với chi phí hợp lý.

Lốp xe hoạt động như công tắc, chỉ cần gửi tín hiệu từ điểm này đến điểm khác mà không thay đổi nó. Điều này cho phép, không bị giảm tốc độ rõ ràng, với những thay đổi và lỗi tối thiểu truyền và nhận tín hiệu.

Dữ liệu trên xe buýt đi đơn giản(song công hoàn toàn), nghĩa là đồng thời theo cả hai hướng với cùng tốc độ và tín hiệu dọc theo dòng chảy liên tục, ngay cả khi thiết bị bị tắt (dưới dạng dòng điện một chiều hoặc tín hiệu bit số 0).

Đồng bộ hóađược xây dựng bằng phương pháp dự phòng. Tức là thay vì 8 bit thông tin được truyền đi 10 bit, hai trong số đó là chính thức (20% ) và phục vụ theo một trình tự nhất định đèn hiệu Vì đồng bộ hóa máy phát điện đồng hồ hoặc xác định lỗi. Do đó, tốc độ được công bố cho một dòng trong 2,5 Gbit, thực sự bằng khoảng 2,0Gbps thực tế.

Dinh dưỡng từng thiết bị trên xe buýt, được lựa chọn riêng biệt và điều chỉnh bằng công nghệ ASPM (Quản lý năng lượng trạng thái hoạt động). Nó cho phép khi thiết bị không hoạt động (không gửi tín hiệu) hạ thấp bộ tạo đồng hồ của nó và đưa xe buýt vào chế độ giảm tiêu thụ năng lượng. Nếu không nhận được tín hiệu nào trong vòng vài micro giây, thiết bị sẽ được coi là không hoạt động và chuyển sang chế độ mong đợi(thời gian phụ thuộc vào loại thiết bị).

Đặc điểm tốc độ theo hai hướng PCI - Thể hiện 1.0 :*

1 x PCI-E~ 500 Mb/giây

4x PCI-E~ 2 Gbps

8 x PCI-E~ 4 Gbps

16x PCI-E~ 8 Gbps

32x PCI-E~ 16Gbps

*Tốc độ truyền dữ liệu theo một hướng thấp hơn 2 lần so với các chỉ số này

Ngày 15 tháng 1 năm 2007, PCI-SIGđã phát hành một đặc điểm kỹ thuật cập nhật được gọi là PCI-Express 2.0

Sự cải tiến chính là ở tốc độ tăng gấp 2 lần truyền dữ liệu ( 5,0 GHz, chống lại 2,5GHzở phiên bản cũ). Cũng được cải thiện giao thức truyền thông điểm-điểm(từ chấm sang chấm), đã sửa đổi thành phần phần mềm và hệ thống bổ sung giám sát phần mềm theo tốc độ lốp. Đồng thời, nó được bảo tồn khả năng tương thích với các phiên bản giao thức PCI-E 1.x

Trong phiên bản mới của tiêu chuẩn ( PCI -Thể hiện 3.0 ), sự đổi mới chính sẽ là hệ thống mã hóa sửa đổi Và đồng bộ hóa. Thay vì 10 bit hệ thống ( 8 bit thông tin, 2 bit chính thức), sẽ áp dụng 130 bit (128 bit thông tin, 2 bit chính thức). Điều này sẽ làm giảm lỗ vốn về tốc độ từ 20% đến ~1,5%. Cũng sẽ được thiết kế lại thuật toán đồng bộ hóa máy phát và máy thu, được cải thiện PLL(vòng lặp khóa pha).Tốc độ truyền dự kiến ​​sẽ tăng 2 lần(so với PCI-E 2.0), trong đó khả năng tương thích sẽ vẫn còn với các phiên bản trước PCI-Express.

PCI Express là một bus được sử dụng để kết nối nhiều thành phần khác nhau với máy tính để bàn. Nó được sử dụng để kết nối card màn hình, card mạng, card âm thanh, mô-đun WiFi và các thiết bị tương tự khác. Intel bắt đầu phát triển xe buýt này vào năm 2002. Hiện tổ chức phi lợi nhuận PCI Special Interest Group đang phát triển các phiên bản mới của xe buýt này.

Hiện tại, bus PCI Express đã thay thế hoàn toàn các bus lỗi thời như AGP, PCI và PCI-X. Bus PCI Express được đặt ở dưới cùng của bo mạch chủ ở vị trí nằm ngang.

Sự khác biệt giữa PCI Express và PCI là gì

PCI Express là bus được phát triển dựa trên bus PCI. Sự khác biệt chính giữa PCI Express và PCI nằm ở lớp vật lý. Trong khi PCI sử dụng bus chia sẻ thì PCI Express sử dụng cấu trúc liên kết hình sao. Mỗi thiết bị PCI Express được kết nối với một switch chung có kết nối riêng.

Mô hình phần mềm PCI Express phần lớn giống với mô hình PCI. Do đó, hầu hết các bộ điều khiển CI hiện tại có thể dễ dàng sửa đổi để sử dụng bus PCI Express.

Ngoài ra, bus PCI Express còn hỗ trợ các tính năng mới như:

• Cắm nóng các thiết bị;
• Tốc độ trao đổi dữ liệu được đảm bảo;
• Quản lý năng lượng;
• Giám sát tính toàn vẹn của thông tin được truyền đi;

Bus PCI Express hoạt động như thế nào?

Bus PCI Express sử dụng kết nối nối tiếp hai chiều để kết nối các thiết bị. Hơn nữa, kết nối như vậy có thể có một (x1) hoặc một số (x2, x4, x8, x12, x16 và x32) dòng riêng biệt. Càng sử dụng nhiều đường như vậy thì tốc độ truyền dữ liệu mà bus PCI Express có thể cung cấp càng cao. Tùy thuộc vào số lượng dòng được hỗ trợ, kích thước cấp trên bo mạch chủ sẽ khác nhau. Có các khe có một (x1), bốn (x4) và mười sáu (x16) dòng.

Trình diễn trực quan kích thước khe cắm PCI Express và PCI

Hơn nữa, bất kỳ thiết bị PCI Express nào cũng có thể hoạt động ở bất kỳ khe cắm nào nếu khe cắm đó có cùng dòng hoặc nhiều dòng. Điều này cho phép bạn lắp thẻ PCI Express có đầu nối x1 vào khe x16 trên bo mạch chủ.

Băng thông PCI Express phụ thuộc vào số làn và phiên bản bus.

Nếu bạn cần trợ giúp trong việc chọn card màn hình, hãy gọi cho chúng tôi và chúng tôi sẽ giúp đỡ!