Rozdiel pci. Sprievodca kupujúcim herných grafických kariet

V súčasnosti v oblasti zložitej elektroniky dochádza k aktívnemu a rýchlemu zavádzaniu nových technológií, v dôsledku čoho môžu niektoré komponenty systému zastarať a nepodliehajú aktualizácii atď.

V tejto súvislosti je potrebné k nim pripojiť rôzne doplnky, pre ktoré sú často potrebné niektoré adaptéry.

V tomto článku sa pozrieme na adaptér pci-e pci, ako funguje a aké má vlastnosti.

Definícia

Čo je toto zariadenie a na čo slúži? Presne povedané, ide o vstupnú a výstupnú zbernicu, ktorá sa pripája k osobnému počítaču.

K tejto zbernici samotnej, teda k adaptéru, je možné pripojiť určitý (líši sa v závislosti od konfigurácie) počet externých periférnych zariadení.

Sériové pripojenie pripája tieto periférie k počítaču.

Hlavnou charakteristikou takéhoto zariadenia je jeho šírka pásma.

Je to ona, ktorá charakterizuje (vo všeobecnosti) kvalitu práce, jej rýchlosť a rýchlosť počítača a takto spojených prvkov.

Charakteristika priepustnosti je vyjadrená počtom pripojovacích vedení (od 1 do 32).

V závislosti od tejto hlavnej charakteristiky sa cena tohto zariadenia môže výrazne líšiť. To znamená, že čím lepšia je táto charakteristika (indikátor je vyšší), tým vyššie sú náklady na takéto zariadenie. Okrem toho veľa závisí od stavu výrobcu, spoľahlivosti zariadenia a jeho životnosti. Cena v priemere začína od 250 do 500 rubľov (pre ázijské výrobky s nízkou šírkou pásma), až 2 000 rubľov (pre európske a japonské zariadenia s vysokou šírkou pásma).

technické údaje

Z technického hľadiska také zariadenie má tri komponenty:

Vyššie bolo napísané o výnimočnom význame šírky pásma zariadenia pre jeho normálnu prevádzku.

Čo je to šírka pásma? Ak chcete odpovedať na túto otázku, musíte pochopiť princíp fungovania takéhoto adaptéra.

Je schopný vykonávať súčasné obojsmerné (od karty k periférii a od periférie ku karte) pripojenie zariadenia.

V takom prípade môže dôjsť k prenosu údajov na jednej aj na viacerých linkách.

Čím viac takýchto liniek bude, tým stabilnejšie bude zariadenie pracovať, tým vyššia bude jeho šírka pásma a tým rýchlejšie bude periférne zariadenie.

Dôležité! V závislosti od počtu liniek môže mať zariadenie rôzne konfigurácie: x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32. Obrázok priamo označuje počet pásiem pre obojsmerný simultánny prenos informácií. Každý z týchto pásikov pozostáva z dvoch párov vodičov (na obojsmerný prenos).

Ako vidíte z popisu, táto konfigurácia významne ovplyvňuje náklady na zariadenie.

Aký praktický význam má, má však skutočne zmysel pri kúpe prístroja utrácať navyše?

To priamo závisí od toho, koľko ich plánujete pripojiť k základnej doske - čím viac ich bude, tým vyššia bude šírka pásma, ktorú zariadenie potrebuje na udržanie stabilnej prevádzky počítača.

Šifrovanie

S takýmto systémom na prenos informácií sa používa osobitný systém, ktorý ich chráni pred skreslením a stratou.

Táto metóda ochrany je označená ako 8V / 10V.

Jedná sa o to, že na prenos 8 bitov potrebných informácií sa musia použiť ďalšie 2 servisné bity na zabezpečenie bezpečnosti a ochrany proti skresleniu.

Keď je takýto adaptér v prevádzke, 20% servisných informácií sa neustále prenáša do počítača, ktorý nenesie žiadnu záťaž a nie je pre používateľa potrebný. Je to však ona, ktorá sa síce načíta (avšak dosť nevýznamne), ale zabezpečí stabilitu zbernice a periférnych zariadení.

História

Na začiatku 2000-tych rokov sa rozširujúci slot AGP aktívne používal, s jeho pomocou sa nainštalovali.

V určitom okamihu však bol dosiahnutý jeho maximálny technicky možný výkon a bolo nevyhnutné vytvoriť nový typ adaptéra.

A čoskoro sa objavil PCI-E - bol to rok 2002.

Okamžite vznikla potreba adaptéra, ktorý by umožňoval inštaláciu nových grafických riešení do zastaraného rozširujúceho slotu alebo naopak.

V roku 2002 preto veľa vývojárov a výrobcov začalo vážne vytvárať takýto adaptér.

V tom čase malo zariadenie jednu dôležitú kvalitu - schopnosť upgradovať PC tak, že na neho utratili minimálne čiastky, pretože namiesto výmeny základnej dosky stačil pomerne lacný adaptér.

Vývoj ale nebol korunovaný úspechom, pretože v tom čase stáli takmer rovnako ako prvé adaptéry, a preto bolo potrebné vyvinúť jednoduchšiu konfiguráciu adaptéra.

Je zaujímavé, že výrobcovia tiež dôsledne zvyšovali šírku pásma týchto zariadení. Ak pre prvé konfigurácie to nebolo viac ako 8 Gb / s, potom pre druhú to bolo už 16 Gb / s a \u200b\u200bpre tretiu - 64 Gb / s. To splnilo požiadavky na zvyšujúce sa pracovné zaťaženie vyplývajúce z aktualizácií periférií.

Zároveň sú sloty s rôznymi prenosovými rýchlosťami kompatibilné s akýmikoľvek zariadeniami s nižšou „vysokorýchlostnou“ úrovňou.

To znamená, že ak je k slotu tretej generácie pripojená grafická platforma druhej alebo prvej generácie, slot sa automaticky prepne do iného rýchlostného režimu zodpovedajúceho pripojenému zariadeniu.

Rozdiely medzi PCI a PCI-E

Aké sú konkrétne rozdiely medzi týmito dvoma konfiguráciami?

Z hľadiska jeho technických a prevádzkových charakteristík je PCI podobný AGP, zatiaľ čo PCI-E predstavuje zásadne nový vývoj.

Zatiaľ čo PCI poskytuje paralelný prenos informácií, PCI-E - sekvenčný, vďaka čomu sa dosahuje výrazne vyššia rýchlosť a výkon prenosu informácií, a to aj pri zohľadnení použitia adaptéra.

Prečo je to potrebné?

Prečo taký adaptér potrebujete a na čo sa dá použiť, zaobídete sa bez neho?

Malo by sa chápať, že väčšina používateľov sa zaobíde bez tohto vybavenia, pretože to nie je potrebné ani na starých počítačoch, ktoré by mohli byť výrazne opotrebované.

Toto je doplnkové vybavenie, ktoré v niektorých prípadoch zlepší funkčnosť vášho PC, ale bežný používateľ sa bez neho zaobíde.

Použitie takéhoto adaptéra v skutočnosti poskytuje iba jednu hlavnú výhodu - schopnosť pripojiť na pamäťovú kartu určitý počet periférnych zariadení, zatiaľ čo toľko z nich nie je možné priamo pripojiť. Napríklad týmto spôsobom môžete pripojiť samostatné video alebo navyše k hlavnému.

Pomerne pohodlnou možnosťou môže byť tiež súčasné rýchle odpojenie všetkých periférnych zariadení, ak je to potrebné.

Napríklad v prípade, keď sa zníži rýchlosť počítača, alebo z iných dôvodov. V takom prípade používateľ nemusí dlho programovo deaktivovať komponenty.

V tomto článku si rozoberieme dôvody úspechu zbernice PCI a popíšeme vysoko výkonnú technológiu, ktorá ju nahrádza - zbernicu PCI Express. Zvážime tiež históriu vývoja, hardvérové \u200b\u200ba softvérové \u200b\u200búrovne zbernice PCI Express, vlastnosti jej implementácie a zoznam jej výhod.

Keď na začiatku 90. rokov. keď sa objavil, jeho technické vlastnosti významne predčili všetky autobusy, ktoré do tej doby existovali, ako napríklad ISA, EISA, MCA a VL-bus. V tom čase sa zbernica PCI (Peripheral Component Interconnect), ktorá bežala na frekvencii 33 MHz, dobre hodila pre väčšinu periférnych zariadení. Ale dnes sa situácia zmenila v mnohých ohľadoch. Najskôr sa výrazne zvýšili taktovacie rýchlosti procesora a pamäte. Napríklad rýchlosť procesora sa zvýšila z 33 MHz na niekoľko GHz, zatiaľ čo pracovná frekvencia PCI sa zvýšila iba na 66 MHz. Vznik technológií ako Gigabit Ethernet a IEEE 1394B hrozil, že všetku šírku pásma zbernice PCI je možné minúť na obsluhu jedného zariadenia založeného na týchto technológiách.

Architektúra PCI má zároveň oproti svojim predchodcom rad výhod, preto bolo iracionálne úplne ju revidovať. V prvom rade to nezávisí od typu procesora, podporuje izoláciu medzipamäte, technológiu mastering zbernice a technológiu PnP v plnom rozsahu. Izolácia medzipamäte znamená, že zbernica PCI pracuje nezávisle od internej zbernice procesora, čo umožňuje, aby zbernica procesora fungovala nezávisle od rýchlosti a zaťaženia systémovej zbernice. Vďaka technológii snímania zbernice môžu periférie priamo riadiť prenos údajov po zbernici, namiesto toho, aby čakali na pomoc od CPU, čo by ovplyvnilo výkon systému. A konečne, podpora Plug and Play umožňuje automatickú konfiguráciu a konfiguráciu zariadení, ktoré ju používajú, a predchádza problémom s prepojkami a prepínačmi, ktoré pekne zničili životy majiteľov zariadení ISA.

Napriek nepochybnému úspechu PCI v súčasnosti čelí vážnym problémom. Medzi ne patrí obmedzená šírka pásma, nedostatok schopností prenosu údajov v reálnom čase a nedostatok podpory sieťových technológií novej generácie.

Porovnávacia charakteristika rôznych štandardov PCI

Je potrebné poznamenať, že skutočná priepustnosť môže byť nižšia ako teoretická kvôli princípu protokolu a zvláštnostiam topológie zbernice. Celková šírka pásma je navyše zdieľaná medzi všetky zariadenia, ktoré sú k nej pripojené, takže čím viac zariadení sedí na zbernici, tým menšia je šírka pásma každého z nich.

Vylepšenia štandardu ako PCI-X a AGP boli navrhnuté tak, aby eliminovali jeho hlavnú nevýhodu - nízku rýchlosť hodín. Avšak zvýšenie taktovacej frekvencie v týchto implementáciách malo za následok zníženie efektívnej dĺžky zbernice a počtu konektorov.

Nová generácia zbernice - PCI Express (alebo skrátene PCI-E), bola prvýkrát predstavená v roku 2004 a mala vyriešiť všetky problémy, ktorým čelil jej predchodca. Väčšina nových počítačov je dnes vybavená rozhraním PCI Express. Aj keď sa v nich nachádzajú aj štandardné sloty PCI, nie je ďaleko čas, keď sa zbernica stane históriou.

Architektúra PCI Express

Architektúra zbernice má vrstvenú štruktúru, ako je znázornené na obrázku.

Zbernica podporuje model adresovania PCI, ktorý umožňuje prácu všetkým momentálne existujúcim ovládačom a aplikáciám. Zbernica PCI Express navyše používa štandardný mechanizmus PnP predchádzajúceho štandardu.

Zvážte účel rôznych úrovní organizácie PCI-E. Na programovej úrovni zbernice sa vytvárajú požiadavky na čítanie / zápis, ktoré sa prenášajú na transportnej úrovni pomocou špeciálneho paketového protokolu. Dátová vrstva je zodpovedná za kódovanie opravujúce chyby a zaisťuje integritu údajov. Základná hardvérová vrstva pozostáva z dvojitého simplexného kanála vytvoreného z dvojice vysielaní a prijímania, súhrnne označovanej ako prepojenie. Celková rýchlosť zbernice 2,5 Gb / s znamená, že šírka pásma pre každú linku PCI Express je 250 Mb / s v každom smere. Ak vezmeme do úvahy stratu réžie protokolu, potom je pre každé zariadenie k dispozícii asi 200 Mb / s. Táto šírka pásma je 2-4-krát vyššia ako šírka pásma dostupná pre zariadenia PCI. A na rozdiel od PCI, ak je šírka pásma rozdelená medzi všetky zariadenia, potom ide do každého zariadenia v plnom rozsahu.

Dnes existuje niekoľko verzií štandardu PCI Express, ktoré sa líšia šírkou pásma.

Šírka pásma zbernice PCI Express x16 pre rôzne verzie PCI-E, Gb / s:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

Formáty zbernice PCI-E

V súčasnosti existujú rôzne možnosti formátov PCI Express v závislosti od účelu platformy - stolný počítač, notebook alebo server. Servery, ktoré vyžadujú väčšiu šírku pásma, majú viac slotov PCI-E a tieto sloty majú viac kmeňov. Naopak, pre zariadenia so strednou rýchlosťou môžu mať notebooky iba jeden riadok.

Grafická karta PCI Express x16.

Rozširujúce karty PCI Express sú veľmi podobné ako karty PCI, ale sloty PCI-E majú zvýšenú priľnavosť, aby sa zabezpečilo, že karta nevykĺzne zo slotu v dôsledku vibrácií alebo počas prepravy. Existuje niekoľko tvarových faktorov slotov PCI Express, ktorých veľkosť závisí od počtu použitých jazdných pruhov. Napríklad zbernica so 16 jazdnými pruhmi je označená ako PCI Express x16. Aj keď celkový počet pruhov môže byť až 32, v praxi je teraz väčšina základných dosiek vybavená rozhraním PCI Express x16.

Menšie tvarové faktory je možné zapojiť do väčších slotov bez toho, aby bol obmedzený výkon. Napríklad kartu PCI Express x1 je možné zapojiť do slotu PCI Express x16. Rovnako ako v prípade zbernice PCI môžete v prípade potreby na pripojenie zariadení použiť rozširujúci adaptér PCI Express.

Vzhľad rôznych typov konektorov na základnej doske. Zhora nadol: slot PCI-X, slot PCI Express x8, slot PCI, slot PCI Express x16.

Express karta

Štandard Express Card ponúka veľmi jednoduchý spôsob pridania hardvéru do systému. Cieľovým trhom pre moduly Express Card sú notebooky a malé počítače. Na rozdiel od tradičných rozširujúcich kariet pre stolné počítače sa karta Express môže pripojiť k systému kedykoľvek je počítač spustený.

Jednou z populárnych kariet Express Card je karta PCI Express Mini Card, ktorá je navrhnutá ako náhrada za karty Mini PCI. Karta vytvorená v tomto formáte podporuje karty PCI Express aj USB 2.0. Rozmery karty PCI Express Mini Card sú 30x56mm. Kartu PCI Express Mini môžete pripojiť k PCI Express x1.

Výhody PCI-E

Technológia PCI Express priniesla výhodu oproti PCI v nasledujúcich piatich oblastiach:

1. Vyššia produktivita. Iba s jedným pruhom má PCI Express dvojnásobnú šírku pásma než PCI. V tomto prípade sa šírka pásma zvyšuje úmerne s počtom liniek v zbernici, ktorých maximálny počet môže dosiahnuť 32. Ďalšou výhodou je, že informácie na zbernici sa môžu vysielať súčasne v oboch smeroch.
2. Zjednodušenie I / O. PCI Express využíva zbernice ako AGP a PCI-X a zároveň ponúka menej zložitú architektúru a porovnateľnú ľahkú implementáciu.
3. Vrstvená architektúra. PCI Express ponúka architektúru, ktorá dokáže pojať nové technológie a nevyžaduje výrazné softvérové \u200b\u200binovácie.
4. I / O technológie novej generácie. PCI Express poskytuje nové príležitosti na získavanie údajov pomocou technológie súbežného prenosu dát, ktorá zaručuje včasné prijatie informácií.
5. Jednoduchosť použitia. PCI-E výrazne uľahčuje používateľovi upgrade a rozšírenie systému. Ďalšie formáty kariet Express, ako napríklad ExpressCard, výrazne zvyšujú schopnosť pridávať vysokorýchlostné periférie k serverom a notebookom.

Záver

PCI Express je technológia periférnych zberníc, ktorá nahrádza technológie ako ISA, AGP a PCI. Jeho použitie výrazne zvyšuje výkon počítača, ako aj schopnosť používateľa rozširovať a aktualizovať systém.

WiFi moduly a ďalšie podobné zariadenia. Spoločnosť Intel začala s vývojom tohto autobusu v roku 2002. Nezisková organizácia PCI Special Interest Group v súčasnosti vyvíja nové verzie tohto autobusu.

V súčasnosti zbernica PCI Express úplne nahradila zastarané zbernice ako AGP, PCI a PCI-X. Zbernica PCI Express je umiestnená v spodnej časti základnej dosky v horizontálnej polohe.

PCI Express je zbernica, ktorá bola navrhnutá okolo zbernice PCI. Hlavné rozdiely medzi PCI Express a PCI spočívajú na fyzickej úrovni. Zatiaľ čo PCI používa spoločnú zbernicu, PCI Express používa hviezdnu topológiu. Každé zariadenie je pripojené k spoločnému prepínaču so samostatným pripojením.

Softwarový model PCI Express je veľmi podobný modelu PCI. Preto je možné väčšinu existujúcich radičov PCI ľahko upraviť tak, aby používali zbernicu PCI Express.

PCI Express a PCI sloty na základnej doske

Zbernica PCI Express navyše podporuje také nové funkcie, ako sú:

• Zariadenia na pripojenie za tepla;
• Zaručená rýchlosť výmeny údajov;
• Riadenie spotreby energie;
• Kontrola integrity prenášaných informácií;

Ako funguje PCI Express

Zbernica PCI Express používa na pripojenie zariadení obojsmerné sériové pripojenie. Takéto pripojenie môže mať navyše jeden (x1) alebo niekoľko (x2, x4, x8, x12, x16 a x32) samostatných riadkov. Čím viac takýchto liniek sa použije, tým vyššia rýchlosť prenosu dát môže zbernica PCI Express poskytnúť. V závislosti od počtu podporovaných jazdných pruhov sa bude meniť veľkosť základnej dosky. K dispozícii sú sloty s jednou (x1), štyrmi (x4) a šestnástimi (x16) riadkami.

Vizuálna ukážka veľkosti slotov PCI Express

Akékoľvek zariadenie PCI Express môže navyše pracovať v ktoromkoľvek slote, ak má slot rovnaké alebo viac riadkov. To umožňuje inštaláciu karty PCI Express so slotom x1 do slotu x16 na základnej doske.

Šírka pásma PCI Express závisí od počtu jazdných pruhov a verzie zbernice.

Jedna / obe strany v Gb / s
	Počet riadkov
PCIe 1.0	2/4	4/8	8/16	16/32	24/48	32/64	64/128
PCIe 2.0	4/8	8/16	16/32	32/64	48/96	64/128	128/256
PCIe 3.0	8/16	16/32	32/64	64/128	96/192	128/256	256/512
PCIe 4.0	16/32	32/64	64/128	128/256	192/384	256/512	512/1024

Príklady zariadení PCI Express

Primárne sa PCI Express používa na pripojenie samostatných grafických kariet. Od objavenia sa tejto zbernice ju používajú úplne všetky grafické karty.

Grafická karta GIGABYTE GeForce GTX 770

To však zďaleka nie je všetko, čo zbernica PCI Express dokáže. Používajú ho výrobcovia ďalších komponentov.

Zvuková karta SUS Xonar DX

Jednotka SSD OCZ Z-Drive R4 Enterprise

Úvod

Moorov zákon hovorí, že počet tranzistorov na kremíkovom čipu, ktorý je rentabilný na výrobu, sa každých pár rokov zdvojnásobuje. Nemyslite si však, že rýchlosť procesora sa zdvojnásobuje aj každých pár rokov. Toto je medzi mnohými bežná mylná predstava a používatelia často očakávajú, že výkon počítača sa bude exponenciálne zväčšovať.

Ako ste si však mohli všimnúť, špičkové procesory na trhu sa už šiesty rok držia medzi 3 a 4 GHz. A počítačový priemysel musel hľadať nové spôsoby, ako zvýšiť výpočtový výkon. Najdôležitejšou z týchto metód je udržiavanie rovnováhy medzi komponentmi platformy, ktoré používajú zbernicu PCI Express, čo je otvorený štandard, ktorý umožňuje výmenu informácií medzi vysokorýchlostnými grafickými kartami, rozširujúcimi kartami a ďalšími komponentmi. A PCI Express je pre škálovanie výkonu rovnako dôležitý ako viacjadrové procesory. Zatiaľ čo dvojjadrové, štvorjadrové a šesťjadrové procesory je možné načítať iba pomocou aplikácií optimalizovaných pre viacvláknové spracovanie, akýkoľvek program nainštalovaný vo vašom počítači interaguje tak či onak s komponentmi pripojenými cez PCI Express.

Mnoho novinárov a odborníkov očakávalo, že sa základné dosky a čipové sady novej generácie PCI Express 3.0 objavia v prvom štvrťroku 2010. Bohužiaľ, problémy so spätnou kompatibilitou oneskorili PCI Express 3.0 a dnes je to už šesť mesiacov, stále však čakáme oficiálne informácie o vydaní novej normy.

Hovorili sme však s PCI-SIG (Special Interest Group, ktorá je zodpovedná za štandardy PCI a PCI Express), ktorá nám umožnila získať niekoľko odpovedí.

PCI Express 3.0: plány

Al Yanes, prezident a predseda PCI-SIG, a Ramin Neshati, predseda PCI-SIG Serial Communications Workgroup, zdieľali svoje súčasné plány pre PCI Express 3.0.

Kliknutím obrázok zväčšíte.

23. júna 2010 bola vydaná verzia 0.71 špecifikácie PCI Express 3.0. Yans tvrdil, že verzia 0.71 by mala vyriešiť všetky problémy so spätnou kompatibilitou, ktoré spôsobili počiatočné oneskorenie. Neshati poznamenal, že hlavným problémom kompatibility bola funkcia „DC putovania“, ktorú vysvetlil tým, že PCI Express 2.0 a staršie zariadenia „nedali potrebné nuly a nuly“, ktoré by zodpovedali rozhraniu PCI Express 3.0.

Dnes, s vyriešením problémov so spätnou kompatibilitou, je PCI-SIG pripravený vydať základnú líniu 0.9 „neskôr v lete“. A za touto základnou verziou sa očakáva verzia 1.0 vo štvrtom štvrťroku tohto roka.

Najzaujímavejšou otázkou samozrejme je, kedy sa základné dosky PCI Express 3.0 dostanú na pulty obchodov. Neshati poznamenal, že očakáva, že sa prvé produkty objavia v prvom štvrťroku 2011 (trojuholník „FYI“ na obrázku s plánom).

Neshati dodal, že medzi verziami 0.9 a 1.0 by sa nemali robiť žiadne zmeny na úrovni kremíka (to znamená, že všetky zmeny sa dotknú iba softvéru a firmvéru), takže niektoré produkty by mali ísť na trh skôr, ako sa objaví finálna špecifikácia 1.0. Produkty už môžu byť certifikované pre PCI-SIG „Integrator's List“ (trojuholník „IL“), ktorý je variantom loga zhody s PCI-SIG.

Neshati vtipne pomenoval tretí štvrťrok 2011 ako dátum „Fry's and Buy“ (pravdepodobne sa to týka Frys.com, Buy.com alebo Best Buy). To znamená, že v tomto období by sme mali očakávať, že sa v maloobchodných a online obchodoch objaví veľké množstvo produktov s podporou PCI Express 3.0.

PCI Express 3.0: Navrhnuté pre rýchlosť

Pre koncových používateľov bude hlavným rozdielom medzi PCI Express 2.0 a PCI Express 3.0 výrazné zvýšenie maximálnej šírky pásma. PCI Express 2.0 má rýchlosť prenosu signálu 5 GT / s, to znamená, že priepustnosť je 500 MB / s pre každú linku. Preto hlavný grafický slot PCI Express 2.0, ktorý zvyčajne využíva 16 pruhov, poskytuje obojsmernú šírku pásma až 8 GB / s.

S PCI Express 3.0 získame zdvojnásobenie týchto ukazovateľov. PCI Express 3.0 využíva signalizačnú rýchlosť 8 GT / s, čo sa premieta do šírky pásma 1 GB / s na linku. Hlavný slot pre grafickú kartu teda dostane šírku pásma až 16 GB / s.

Zvýšenie rýchlosti signálu z 5 GT / s na 8 GT / s sa na prvý pohľad nejaví ako zdvojnásobenie. Avšak PCI Express 2.0 používa schému kódovania 8b / 10b, kde sa 8 bitov dát prenáša ako 10-bitové znaky na zotavenie po chybe. Vo výsledku dostaneme 20% nadbytočnosť, to znamená zníženie využiteľnej šírky pásma.

PCI Express 3.0 sa posúva k oveľa efektívnejšej schéme kódovania 128b / 130b, čím eliminuje 20% nadbytočnosť. 8 GT / s preto už nie je „teoretickou“ rýchlosťou; toto je skutočná rýchlosť, porovnateľná vo výkone s rýchlosťou signálu 10 GT / s, ak by sa použil princíp kódovania 8b / 10b.

Kliknutím obrázok zväčšíte.

Spýtali sme sa spoločnosti Yans na zariadenia, ktoré by vyžadovali zvýšenie rýchlosti. Odpovedal, že to bude zahŕňať „prepínače PLX, ethernetové radiče 40 Gb / s, InfiniBand, polovodičové zariadenia, ktoré sú čoraz populárnejšie, a samozrejme grafické karty.“ Dodal: „Inovácie nám nedošli, neobjavujú sa staticky, ide o nepretržitý tok,“ otvárajú cestu ďalším vylepšeniam v budúcich verziách rozhrania PCI Express.

Analýza: Kde použijeme PCI Express 3.0?

Úložné zariadenia

Spoločnosť AMD už integrovala podporu SATA 6 Gb / s do svojej 8. rady čipsetov a výrobcovia základných dosiek pridávajú radiče USB 3.0. Intel v tejto oblasti trochu zaostáva, pretože nepodporuje USB 3.0 alebo SATA 6 Gb / s v čipsetoch (v našom laboratóriu už máme predbežné vzorky základných dosiek na P67 a majú podporu pre SATA 6 Gb / s, ale USB 3.0 v tejto generácie, ktorú nedostaneme). Ako sme však už viackrát videli v konfrontácii medzi AMD a Intel, inovácie AMD často inšpirujú Intel. Vzhľadom na rýchlosť úložného rozhrania a periférnych zariadení novej generácie ešte nie je potrebné prenášať žiadnu z technológií na PCI Express 3.0. Pre USB 3.0 (5 Gb / s) aj SATA 6 Gb / s (zatiaľ neexistujú žiadne disky, ktoré by sa dostali na hranice tohto rozhrania), bude stačiť jedna linka druhej generácie PCI Express.

Pokiaľ ide o disky, interakcia medzi jednotkami a radičmi je samozrejme iba časťou otázky. Predstavte si pole viacerých diskov SATA 6 Gb / s na čipovej sade, kde by pole RAID 0 mohlo potenciálne načítať jeden pruh Gen 2 PCI Express, ktorý väčšina výrobcov základných dosiek používa na pripojenie radiča. Po niekoľkých jednoduchých výpočtoch sa teda môžete rozhodnúť, či rozhrania USB 3.0 a SATA 6 Gb / s skutočne vyžadujú podporu PCI Express 3.0.

Kliknutím obrázok zväčšíte.

Ako sme už spomenuli, rozhranie USB 3.0 poskytuje maximálnu rýchlosť 5 Gb / s. Ale tiež ako štandard PCI Express 2.1 používa USB 3.0 kódovanie 8b / 10b, čo znamená, že skutočná špičková rýchlosť je 4 Gbps. Rozdelením bitov na osem preveďte na bajty a získate špičkovú priepustnosť 500 MB / s - presne tú istú ako v jednom pruhu v súčasnom štandarde PCI Express 2.1. SATA 6 Gb / s beží na 6 Gb / s, ale tiež používa schému kódovania 8b / 10b, ktorá prevádza teoretických 6 Gb / s na skutočných 4,8 Gb / s. Opäť preveďte túto hodnotu na bajty a získate 600 MB / s alebo o 20% viac, ako môže poskytnúť linka PCI Express 2.0.

Problém však spočíva v tom, že ani tie najrýchlejšie disky SSD v dnešnej dobe nedokážu plne načítať pripojenie SATA 3Gb / s. Periférie sa ani zďaleka nevyrovnávajú so záťažou rozhrania USB 3.0, to isté sa dá povedať o najnovšej generácii SATA 6 Gb / s. Prinajmenšom dnes nie je PCI Express 3.0 pre svoju aktívnu propagáciu na trhu platforiem nevyhnutný. Dúfajme, že keď Intel prejde na blesk NAND tretej generácie, rýchlosť hodín sa zvýši a budeme mať zariadenia schopné prekonať úroveň 3Gb / s úrovne portov SATA druhej generácie.

Grafické karty

Uskutočnili sme vlastný výskum vplyvu šírky pásma PCI Express na výkon grafických kariet - po uvedení na trh PCI Express 2.0 , začiatkom roku 2010 a tiež nedávno ... Zistili sme, že je veľmi ťažké načítať šírku pásma x16, ktorá je v súčasnosti k dispozícii na základných doskách PCI Express 2.1. Na zistenie rozdielu medzi pripojeniami x8 a x16 budete potrebovať konfiguráciu s viacerými GPU alebo mimoriadne špičkovú grafickú kartu na jednom GPU.

Požiadali sme spoločnosti AMD a Nvidia, aby sa vyjadrili k potrebe PCI Express 3.0 - bude táto rýchla zbernica potrebná na uvoľnenie potenciálu plného výkonu grafických kariet novej generácie? Hovorca AMD nám povedal, že zatiaľ nemôže komentovať.

Kliknutím obrázok zväčšíte.

Hovorca spoločnosti Nvidia bol ústretovejší: „Nvidia hrala v priemysle kľúčovú úlohu pri vývoji PCI Express 3.0, ktorý má zdvojnásobiť šírku pásma oproti štandardu súčasnej generácie (2.0). Spotrebitelia a profesionáli budú mať úžitok z nového štandardu so zvýšenou grafikou a výpočtovým výkonom v notebookoch, stolných počítačoch, pracovných staniciach a serveroch s GPU. “

Možno je kľúčová fráza „budú aplikácie, ktoré ich môžu používať.“ Vyzerá to, že sa v grafickom svete nič nezmenšuje. Displeje sa zväčšujú, štandardné rozlíšenie nahrádzajú vysoké definície, textúry v hrách sú čoraz podrobnejšie a zaujímavejšie. Dnes si nemyslíme, že ani najnovšie špičkové grafické karty potrebujú 16-pásmové rozhranie PCI Express 3.0. Ale nadšenci videli, že sa história z roka na rok opakuje: pokrok v technológii pripravuje cestu pre nové spôsoby použitia „hrubších rúr“. Možno sa dočkáme prudkého nárastu aplikácií, vďaka ktorým bude výpočty GPU masívnejšie. Alebo možno pokles výkonu, ktorý sa pozoruje, keď pamäť grafickej karty prekročí medzné limity pamäte, pri spustení výmeny zo systémovej pamäte, nebude taký výrazný u hromadných a lacných výrobkov. V každom prípade sa dočkáme noviniek, ktoré PCI Express 3.0 prinesie AMD a Nvidia.

Pripojenie komponentov základnej dosky

Spoločnosti AMD a Intel sa vždy veľmi zdráhajú zdieľať informácie o rozhraniach, ktoré používajú na komunikáciu medzi komponentmi čipovej sady alebo logickými „stavebnými kameňmi“ v severných / južných mostoch. Poznáme rýchlosť, akou tieto rozhrania fungujú, a tiež to, že sú navrhnuté tak, aby pokiaľ možno nevytvárali úzke miesta. Niekedy vieme, kto vytvoril určitú časť systémovej logiky, napríklad AMD použilo v SB600 radič SATA založený na dizajne Silicon Logic. Technológia používaná na vytváranie mostov medzi komponentmi však často zostáva „prázdnymi miestami“. PCI Express 3.0 sa samozrejme javí ako veľmi atraktívne riešenie, ako napríklad rozhranie A-Link, ktoré používa AMD.

Situáciu je možné posúdiť aj vďaka nedávnemu výskytu radičov USB 3.0 a SATA 6 Gb / s na veľkom počte základných dosiek. Pretože čipová sada Intel X58 neposkytuje natívnu podporu ani jednej z týchto dvoch technológií, spoločnosti ako Gigabyte musia integrovať radiče do svojich základných dosiek pomocou dostupných pruhov na ich pripojenie.

Základná doska Gigabyte EX58-UD5 nepodporuje USB 3.0 ani SATA 6Gb / s. Má však slot x4 PCI Express.

Kliknutím obrázok zväčšíte.

Gigabyte nahradil základnú dosku EX58-UD5 za novú X58A-UD5, ktorá má podporu pre dva porty USB 3.0 a dva porty SATA 6Gb / s. Kde našiel Gigabyte šírku pásma na podporu týchto dvoch technológií? Spoločnosť prevzala PCI Express 2.0 pod jednu linku pre každý radič, čím obmedzila možnosti inštalácie rozširujúcich kariet, ale zároveň obohatila funkčnosť základnej dosky.

Okrem pridania USB 3.0 a SATA 6 Gb / s sa jediný znateľný rozdiel medzi týmito dvoma základnými doskami týka odstránenia slotu x4.

Kliknutím obrázok zväčšíte.

Umožní rozhranie PCI Express 3.0, ako to bolo v minulosti, štandardy, umožniť pridávanie budúcich technológií a radičov na základné dosky, ktoré nebudú v súčasných generáciách čipsetov prítomné v integrovanej podobe? Ako sa nám zdá, bude to tak.

CUDA a paralelné výpočty

Vstupujeme do éry desktopových superpočítačov. Naše systémy pracujú s paralelne náročnými grafickými procesormi, napájacími zdrojmi a základnými doskami, ktoré sú schopné súčasne podporovať až štyri grafické karty. Technológia CUDA od spoločnosti Nvidia umožňuje transformovať grafickú kartu na nástroj, ktorý umožňuje programátorom počítať nielen v hrách, ale aj vo vedeckých odboroch a v inžinierskych aplikáciách. Programovacie rozhranie sa už v vývoj rôznych riešení pre podnikový sektor vrátane spracovania obrazu v medicíne, matematike, pri výskume ropy a zemného plynu.

Kliknutím obrázok zväčšíte.

Požiadali sme o názor programátor OpenGL Terry Welsh z Naozaj úhľadné šetriče obrazovky o výpočte PCI Express 3.0 a GPU. Terry nám povedal, že „PCI Express má dobrý náskok a som rád, že vývojári zdvojnásobujú šírku pásma, kedykoľvek chcú - ako napríklad vo verzii 3.0. V projektoch, na ktorých musím pracovať, však neočakávam žiadny rozdiel. moja práca súvisí s letovými simulátormi, ale majú tendenciu byť limitovaní pamäťou a výkonom I / O pevného disku; grafická zbernica nie je vôbec prekážkou. Výpočet GPU; pre ľudí, ktorí vykonávajú vedeckú prácu s veľkými dátami. “

Kliknutím obrázok zväčšíte.

Schopnosť zdvojnásobiť dátovú rýchlosť pri práci s matematicky náročnými úlohami určite motivuje vývoj CUDA a Fusion. A to je jedna z najsľubnejších oblastí pre nadchádzajúce rozhranie PCI Express 3.0.

Každý hráč s čipsetom Intel P55 môže hovoriť o výhodách a nevýhodách procesora Intel P55 oproti čipsetu Intel X58. Výhoda: Väčšina základných dosiek P55 je cenovo prijateľnejšia ako základné dosky Intel X58 (samozrejme samozrejme). Nevýhoda: P55 má minimálne pripojenie PCI Express, hlavná úloha je určená pre procesory Intel Clarkdale a Lynnfield, ktoré majú v samotnom CPU 16 pruhov PCIe druhej generácie. Medzitým sa model X58 môže pochváliť 36 jazdnými pruhmi PCI Express 2.0.

Pre kupujúcich P55, ktorí chcú používať dve grafické karty, budú musieť byť pripojení vždy po 8 linkách. Ak chcete na platformu Intel P55 pridať tretiu grafickú kartu, budete musieť použiť linky čipsetov - tie sú však, bohužiaľ, obmedzené rýchlosťou prvej generácie a pre rozširujúci slot môže čipset prideliť maximálne štyri riadky.

Keď sme sa opýtali Al Yansa z PCI-SIG, koľko jazdných pruhov možno očakávať v čipsetoch podporujúcich PCI Express 3.0 od AMD a Intel, odpovedal nám, že ide o „súkromné \u200b\u200binformácie“, ktoré „nemôže zverejniť“. Samozrejme sme neočakávali, že dostaneme odpoveď, ale otázka stále stála za položenie. Je však nepravdepodobné, že by spoločnosti AMD a Intel, ktoré sú súčasťou správnej rady PCI-SIG, investovali čas a peniaze do PCI Express 3.0, ak by plánovali použiť nový štandard PCI Express iba ako prostriedok na zníženie počtu liniek. Zdá sa nám, že v budúcnosti budú čipsety AMD a Intel pokračovať v segmente tak, ako to vidíme dnes, špičkové platformy budú mať dostatok schopností na pripojenie dvojice grafických kariet s plným rozhraním x16 a čipsety pre masový trh budú mať znížený počet riadkov.

Predstavte si čipset ako Intel P55, ale k dispozícii je 16 pruhov PCI Express 3.0. Pretože týchto 16 pruhov je dvakrát rýchlejších ako PCI Express 2.0, dostaneme ekvivalent 32 riadkov starého štandardu. V takejto situácii bude na spoločnosti Intel, či chce, aby bola čipová sada kompatibilná s konfiguráciami 3-cestných a 4-cestných GPU. Bohužiaľ, ako už vieme, budúca generácia čipsetov Intel P67 a X68 bude obmedzená na podporu PCIe 2.0 (a procesory Sandy Bridge budú podobne obmedzené na podporu 16 jazdných pruhov).

Okrem paralelných výpočtov CUDA / Fusion zaznamenávame tiež zvýšenie schopností systémov hromadného trhu v dôsledku zvýšenej komunikačnej rýchlosti komponentov PCI Express 3.0 - aj tu si myslíme, že existuje veľký potenciál. Bezpochyby PCI Express 3.0 zlepší možnosti lacných základných dosiek, ktoré boli k dispozícii iba pre špičkové platformy v predchádzajúcej generácii. A špičkové platformy s PCI Express 3.0, ktoré majú k dispozícii, nám umožnia vytvárať nové rekordy výkonu s inováciami v grafike, úložnom subsystéme a sieťových technológiách, ktoré môžu využívať dostupnú šírku pásma zbernice.

Túto otázku som dostal už viackrát, takže sa teraz pokúsim na ňu odpovedať čo najrýchlejšie a stručne, kvôli tomu uvediem obrázky PCI Express a rozširujúcich slotov PCI na základnej doske pre lepšie pochopenie a samozrejme uvediem hlavné rozdiely v charakteristikách, t.j. .e. veľmi skoro zistíte, aké sú tieto rozhrania a ako vyzerajú.

Najprv si teda stručne odpovedzme na túto otázku, čo to vlastne PCI Express a PCI sú.

Čo sú PCI Express a PCI?

PCI Je počítačová paralelná I / O zbernica na pripojenie periférnych zariadení k základnej doske počítača. PCI sa používa na pripojenie: grafických kariet, zvukových kariet, sieťových kariet, televíznych tunerov a ďalších zariadení. Rozhranie PCI je zastarané, takže pravdepodobne nenájdete napríklad modernú grafickú kartu, ktorá sa pripája cez PCI.

PCI Express (PCIe alebo PCI-E) je sériová I / O zbernica počítača na pripojenie periférií k základnej doske počítača. Tých. súčasne sa už používa obojsmerné sériové pripojenie, ktoré môže mať niekoľko liniek (x1, x2, x4, x8, x12, x16 a x32), čím viac takýchto liniek, tým vyššia šírka pásma zbernice PCI-E. Rozhranie PCI Express sa používa na pripojenie zariadení, ako sú: grafické karty, zvukové karty, sieťové karty, disky SSD a ďalšie.

Existuje niekoľko verzií rozhrania PCI-E: 1,0, 2,0 a 3,0 (verzia 4.0 bude čoskoro k dispozícii). Toto rozhranie sa zvyčajne označuje napríklad takto PCI-E 3.0 x16čo znamená verziu PCI Express 3.0 so 16 jazdnými pruhmi.

Keď hovoríme o tom, či bude fungovať napríklad grafická karta, ktorá má na základnej doske rozhranie PCI-E 3.0, ktoré podporuje iba PCI-E 2.0 alebo 1.0, tak vývojári tvrdia, že bude fungovať všetko, samozrejme však treba brať do úvahy, že šírka pásma bude obmedzený možnosťami základnej dosky. Preto si v tomto prípade myslím, že sa neoplatí preplatiť grafickú kartu s novšou verziou PCI Express ( keby len pre budúcnosť, t.j. Plánujete nákup novej základnej dosky s rozhraním PCI-E 3.0). Tiež a naopak, predpokladajme, že vaša základná doska podporuje PCI Express 3.0 a vaša grafická karta podporuje povedzme 1,0, potom by mala táto konfigurácia tiež fungovať, ale iba s funkciami PCI-E 1.0, t. tu nie je žiadne obmedzenie, pretože grafická karta v tomto prípade bude pracovať na hranici svojich možností.

Rozdiely PCI Express od PCI

Hlavným rozdielom v charakteristikách je samozrejme šírka pásma, pre PCI Express je oveľa vyššia, napríklad pre PCI na frekvencii 66 MHz je šírka pásma 266 Mb / s a \u200b\u200bpre PCI-E 3.0 (x16) 32 GB / s.

Vonkajšie sú tiež rôzne rozhrania, takže nebudete môcť k rozširujúcemu slotu PCI pripojiť napríklad grafickú kartu PCI Express. Rozhrania PCI Express s rôznym počtom jazdných pruhov sa tiež líšia, to všetko teraz ukážem na obrázkoch.

PCI Express a rozširujúce sloty PCI na základných doskách

Sloty PCI a AGP

Sloty PCI-E x1, PCI-E x16 a PCI

Rozhrania PCI Express na grafických kartách

To je pre mňa všetko, ahoj!