Miksi emolevyn PCI Express -portit ovat eri kokoja? x16, x8, x4 ja x1 selitetty

PCI Express -standardi on yksi nykyaikaisen tietojenkäsittelyn niitteistä, jossa on vähintään jokaista pöytätietokonetta sisältävä kortti viimeisen vuosikymmenen aikana. Mutta yhteyden luonne on jokseenkin sumea: uudessa tietokoneessa saatat nähdä puoli tusinaa porttia kolmessa tai neljässä eri koossa, joista kaikki on merkitty "PCIE" tai PCI-E. "Miksi sekaannus ja mitkä voivat olla käytät itse?

PCI Express -bussin ymmärtäminen

Päivityksenä alkuperäiseen PCI-järjestelmään (Peripheral Component Interconnect), PCI Expressillä oli yksi valtava etu, kun se kehitettiin alun perin 2000-luvun alussa: se käytti sarjaliikenteen väylän sijaan pisteestä pisteeseen-väylää. Tämä tarkoitti sitä, että jokainen PCI-portti ja sen asennetut kortit voisivat hyödyntää täysimääräisesti niiden suurinta nopeutta ilman, että yhdellä väylällä on tukkeutunut useita kortteja tai laajennuksia..

PCI Express korvasi vanhemman PCI-kortin standardin. Tämä emolevy tukee molempia: PCIE x16 sinisenä, PCIE x1 mustana ja PCI beige.

Kuvittele, että pöytätietokone on ravintola. Vanha PCI-standardi oli kuin deli, jokainen odottaa yhdellä rivillä palvella, ja palveluntarjoajan nopeus oli vain yhdellä henkilöllä laskurissa. PCI-E on enemmän kuin baari, jokainen suojelija istuu määrätyssä istuimessa, ja useat baarimikot ottavat kaikkien tilauksen kerralla. (Okei, joten ei ole koskaan mahdollista saada baarimikko jokaiselle suojelijalle, mutta teeskennellään, että tämä on todella suuri baari.) Kun jokainen laajennuskortti tai oheislaite on omistettu tietokaistalla, koko tietokone voi käyttää komponentteja ja lisävarusteita nopeammin.

Nyt kun laajennamme deli / bar-metaforaamme, kuvittele, että joillakin näistä istuimista on useita baareja, jotka on varattu vain heille. Siellä tulee monen kaistan idea.

Elämä Fast Lanesissa

PCI-E on käynyt läpi useita muutoksia sen alusta alkaen; Tällä hetkellä uudet emolevyt käyttävät yleensä standardin versiota 3, jolloin nopeampi versio 4 yleistyy ja versio 5 odotetaan osuvan 2019. Mutta eri versioissa käytetään samoja fyysisiä yhteyksiä, ja nämä yhteydet voivat olla neljässä ensisijaisessa koossa : x1, x4, x8 ja x16. (x32-porttia on olemassa, mutta ne ovat erittäin harvinaisia ​​eivätkä yleensä näy kuluttajalaitteissa.)

Eri kokoiset kortit tukevat erilaisia ​​PCI-Express-kaistoja.

Erilaiset fyysiset koot mahdollistavat useita samanaikaisia ​​datapistoliitäntöjä emolevyyn: mitä suurempi portti on, sitä enemmän kortti- ja porttiyhteydet ovat. Nämä yhteydet tunnetaan yleisesti "kaistoina", ja jokainen PCI-E-kaista koostuu kahdesta signalointiparista, joista toinen lähettää dataa ja toinen tietojen vastaanottamista varten. PCI-E-standardin eri versiot mahdollistavat eri nopeudet kullakin kaistalla. Yleisesti ottaen, mitä enemmän kaistaa on yhdellä PCI-E-portilla ja siihen liitetyllä kortilla, sitä nopeampi data voi kulkea oheislaitteen ja muun tietokoneen välillä.

Palatessamme palkin metaforaan: jos kuvittelet jokaisen patronin, joka istuu baarissa PCI-E-laitteena, x1-kaista olisi yksi baarimikko, joka palvelee yhtä asiakasta. Mutta paikallisessa x4-istuimessa istuva suojelija olisi neljä baarimikot, jotka hakivat hänelle juomia ja ruokaa, ja "x8" -paikalla olisi kahdeksan baarimikkoa vain hänen juomiensa puolesta, ja "x16" -paikassa olevalla baarilla olisi mahtava kuusitoista baarimikko juuri hänelle. Ja nyt aiomme lopettaa puhumasta baareista ja baarimestareista, koska köyhät metaforiset juovat ovat vaarassa alkoholimyrkytykseen.

Mitä oheislaitteet käyttävät mitä portteja?

PCI Expressin yleisen version 3.0 version mukaan kaistan datanopeus on kahdeksan gigatransferiä, termi, joka tarkoittaa "kaikkia tietoja ja elektronisia yleiskäyttökohtia kerrallaan." Reaalimaailmassa PCI-E-version 3 nopeus on hieman alle yksi gigatavu sekunnissa, kaista kohti.

Joten laite, joka käyttää PCI-E x1 -porttia, kuten pienitehoinen äänikortti tai Wi-Fi-antenni, voi siirtää tietoja muuhun tietokoneeseen noin 1 Gt: n pituisena. Kortti, joka törmää fyysisesti suurempaan x4- tai x8-korttipaikkaan, kuten USB 3.0 -laajennuskortti, voi siirtää tietoja neljä tai kahdeksan kertaa nopeammin - ja se olisi tarpeen, jos useampi kuin kaksi näistä USB-porteista on käytössä siirtonopeus. PCI-E x16 -portteja, joiden teoreettinen maksimiarvo on noin 15GBps 3.0-versiossa, käytetään lähes kaikissa NVIDIA: n ja AMD: n suunnittelemissa nykyaikaisissa näytönohjaimissa..

Useimmat erilliset näytönohjaimet käyttävät täyttä PCI-E x16 -paikkaa.

Ei ole olemassa mitään ohjeita, joiden laajennuskortit käyttävät mitä kaistaa. Grafiikkakortit käyttävät yleensä x16: ta vain suurimman tiedonsiirron vuoksi, mutta tietysti sinun ei tarvitse verkkokorttia, jotta voit käyttää x16-porttia ja kuusitoista täyttä kaistaa, kun sen Ethernet-portti pystyy siirtämään tietoja vain yhdellä gigabitilla sekunnissa ( noin kahdeksasosa yhden PCI-E-kaista-muistin läpimenosta, kahdeksan bittiä tavuun). On olemassa pieni määrä PCI-E-asennettuja solid-state-asemia, jotka mieluummin käyttävät x4-porttia, mutta uudet M.2-standardit, jotka voivat käyttää myös PCI-E-väylää, näkyvät nopeasti. High-end-verkkokortit ja harrastajalaitteet, kuten sovittimet ja RAID-ohjaimet, käyttävät x4- ja x8-muotojen yhdistelmää.

Muista: PCI-E Port Size ja Lanes eivät ehkä ole sama asia

Tässä on yksi PCI-E-asennuksen hämmentävimmistä osista: portti voi olla x16-kortin koko, mutta siinä on vain tarpeeksi tietokaistoja jotain vähemmän nopeampaa, kuten x4. Tämä johtuu siitä, että vaikka PCI-E: ssä voidaan käyttää periaatteessa rajoittamattomia määriä yksittäisiä yhteyksiä, on silti käytännöllinen rajoitus piirisarjan kaistan läpäisyyn. Halvemmat emolevyt, joissa on enemmän budjettisuuntaisia ​​piirisarjoja, voivat mennä vain yhteen x8-paikkaan, vaikka kyseinen korttipaikka mahtuu fyysisesti x16-korttiin. Samaan aikaan "gamer"-emolevyt sisältävät jopa neljä täyttä x16-kokoista ja x16-kaista PCI-E-korttipaikkaa, jotka mahdollistavat maksimaalisen GPU-yhteensopivuuden. (Olemme keskustelleet tästä yksityiskohtaisemmin täällä.)

Tämä innostunut emolevy sisältää viisi täysikokoista PCI-E x16 -paikkaa, mutta vain kahdella niistä on 16 täyttä kaistaa - muut x8 ja x4.

On selvää, että tämä voi aiheuttaa ongelmia. Jos emolevylläsi on kaksi x16-kokoista korttipaikkaa, mutta yhdellä niistä on vain x4 kaistaa, niin uuden näytönohjaimen liittäminen väärään korttipaikkaan voi estää sen suorituskyvyn 75%. Se on tietysti teoreettinen tulos: emolevyjen arkkitehtuuri tarkoittaa, että et näe niin dramaattista laskua. Piste on, että oikean kortin täytyy mennä oikeaan paikkaan.

Onneksi tiettyjen PCI-aikavälien kaistakapasiteetti on yleisesti määritelty tietokoneen tai emolevyn käsikirjassa, jossa on havainnollistettu, mikä korttipaikka on mikä kapasiteetti on. Jos sinulla ei ole käyttöohjetta, kaistojen lukumäärä kirjoitetaan yleensä portin vieressä olevan emolevyn piirilevylle, kuten:

Näiden porttien tarrat osoittavat käytettävissä olevat kaistat: x1-portissa on yksi kaista, mutta alla olevassa x16-portissa on vain neljä fyysistä kokoa huolimatta. PCIEX1_2 tarkoittaa, että se on emolevyn toinen x1-portti.

Myös lyhyempi x1- tai x4-kortti mahtuu fyysisesti pidempään x8- tai x16-korttipaikkaan: sähköisten koskettimien ensimmäinen pin-kokoonpano tekee sen yhteensopivaksi. Kortti voi olla fyysisesti hieman löysä, mutta kun se on kiinnitetty paikalleen tietokoneen kotelon laajennuspaikkoihin, se on enemmän kuin riittävän kestävä. Luonnollisesti, jos kortin yhteystiedot ovat fyysisesti suurempia kuin korttipaikka, sitä ei voi lisätä.

Muista siis, kun ostat laajennus- tai päivityskortteja PCI Express -paikoille, sinun on otettava huomioon käytettävissä olevien porttien koko ja kaistan luokitus..

Kuvan luotto: Newegg, Amazon