Что такое PCI Express? Имеют ли значение линии PCIe, слоты и версии?

В наши дни PCI Express является популярной технологией, и многие задаются вопросом, что это такое, для чего оно предназначено и почему так много шума вокруг графических карт, твердотельных накопителей и материнских плат, поддерживающих PCI Express 4.0. В этой статье мы ответим на эти вопросы. Мы также попытаемся пролить свет на то, что такое линии PCIe, какие существуют типы слотов PCIe и что нового в PCI Express 4.0. Если вам интересно узнать больше, читайте дальше:

Содержание

1. Что такое PCI Express и для чего он нужен?
2. Какие существуют типы и размеры слотов PCI Express и что означают линии PCIe?
3. Какие существуют версии PCI Express и какие скорости передачи данных (пропускная способность) они поддерживают?
4. Широко ли доступна последняя версия PCI Express 4.0?
5. Как PCI Express 4.0 влияет на скорость вашей видеокарты?
6. Как насчет совместимости версий PCI Express?
7. У вас есть другие вопросы относительно PCI Express?

Что такое PCI Express и для чего он нужен?

PCI Express расшифровывается как Peripheral Component Interconnect Express и представляет собой стандартный интерфейс для подключения периферийного оборудования к материнской плате компьютера. Другими словами, PCI Express, или сокращенно PCIe, — это интерфейс, который соединяет внутренние карты расширения, такие как видеокарты, звуковые карты, адаптеры Ethernet и Wi-Fi , с материнской платой. Кроме того, PCI Express также используется для подключения некоторых типов твердотельных накопителей , которые обычно очень быстры.

Порты PCI Express на современной материнской плате

Какие существуют типы и размеры слотов PCI Express и что означают линии PCIe?

Для соединения плат расширения с материнской платой PCI Express использует физические слоты. Распространенными слотами PCI Express, которые мы видим на материнских платах, являются PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 и PCIe x16. Число, стоящее после буквы «х», говорит нам о физических размерах слота PCI Express, которые, в свою очередь, определяются количеством контактов на нем. Чем выше число, тем длиннее слот PCIe и тем больше контактов, соединяющих плату расширения со слотом.

Кроме того, число «x» также говорит о том, сколько дорожек доступно в этом слоте расширения. Вот сравнение часто используемых слотов PCIe:

• PCIe x1: имеет 1 дорожку , 18 контактов и длину 25 мм .
• PCIe x4: имеет 4 полосы , 32 контакта и длину 39 мм .
• PCIe x8: имеет 8 дорожек , 49 контактов и длину 56 мм .
• PCIe x16: имеет 16 дорожек , 82 контакта и длину 89 мм .

Слоты PCI Express, дорожки, контакты и физические размеры

Линии PCI Express — это пути между набором микросхем материнской платы и слотами PCIe или другими устройствами, которые являются частью материнской платы, такими как разъем процессора, слоты SSD M.2, сетевые адаптеры, контроллеры SATA или контроллеры USB.

Различные типы слотов PCI Express

В PCI Express каждая полоса индивидуальна, что означает, что она не может быть разделена между разными устройствами. Например, если ваша видеокарта подключена к слоту PCIe x16, это означает, что она имеет 16 независимых линий, выделенных только для нее. Ни один другой компонент не может использовать эти дорожки, кроме видеокарты.

Вот идея, которая может помочь вам понять, что такое линии PCI Express: просто представьте, что PCI Express — это шоссе, а автомобили, которые едут по нему, — это передаваемые данные. Чем больше у вас полос на шоссе, тем больше автомобилей может по нему проехать; чем больше у вас линий PCIe, тем больше данных можно передать.

PCI Express похож на шоссе, а линии PCIe — это… полосы

Карта PCI Express может устанавливаться и работать в любом слоте PCIe, доступном на материнской плате, если этот слот не меньше карты расширения. Например, вы можете установить карту PCIe x1 в слот PCIe x16. Однако вы не можете сделать обратное. Вы можете установить, например, звуковую карту PCIe x1 в слот PCIe x16, но вы не можете установить графическую карту PCIe x16 в слот PCIe x1.

Карта PCIe x1 в слоте PCIe x16

Какие существуют версии PCI Express и какие скорости передачи данных (пропускная способность) они поддерживают?

В настоящее время используются четыре версии PCI Express: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0 и PCI Express 4.0. Каждая версия PCIe поддерживает примерно вдвое большую пропускную способность, чем предыдущая версия PCIe . Вот что предлагает каждый из них:

• PCI Express 1.0: имеет пропускную способность 250 МБ/с на линию .
• PCI Express 2.0: имеет пропускную способность 500 МБ/с на линию .
• PCI Express 3.0: имеет пропускную способность 984,6 МБ/с на линию .
• PCI Express 4.0: имеет пропускную способность 1969 МБ/с на линию .

Помните, что слоты PCIe могут предлагать не одну, а несколько линий? Значения пропускной способности, которые мы разделили, умножаются на количество линий, доступных в слоте PCIe. Если вы хотите рассчитать, какая пропускная способность доступна для определенной карты расширения, вам нужно умножить ее пропускную способность PCIe на линию на количество линий, доступных для нее.

Например, графическая карта, поддерживающая PCI Express 4.0 и подключенная к слоту PCIe x16, имеет доступ к общей пропускной способности около 31,51 ГБ/с. Это результат умножения 1969 МБ/с на 16 (пропускная способность PCIe на линию * 16 линий). Впечатляет, правда?

Вот как масштабируются версии PCI Express с учетом линий PCI Express:

Версии PCI Express и пропускная способность

В будущем появятся новые версии PCI Express, такие как PCI Express 5.0 и PCI Express 6.0. Спецификация PCIe 5.0 была завершена летом 2019 года, предлагая пропускную способность до 3938 МБ/с на линию и до 63 ГБ/с в конфигурации x16. Тем не менее, мы, вероятно, не скоро увидим его на компьютерном оборудовании потребительского уровня.

Широко ли доступна последняя версия PCI Express 4.0?

На данный момент PCI Express 4.0 является самой быстрой спецификацией, доступной для домашних компьютеров. Однако PCI Express 4.0 поддерживается AMD только на своих последних материнских платах, основанных на чипсете X570 в паре с процессорами AMD Ryzen третьего поколения. Если у вас их нет, нет смысла покупать видеокарты или твердотельные накопители с поддержкой PCIe 4.0.

Материнская плата на базе чипсета AMD X570 с поддержкой PCI Express 4.

Говоря об этом, хотя уже существует много твердотельных накопителей, поддерживающих PCIe 4.0, единственные видеокарты, которые работают с PCIe 4.0, — это AMD Radeon RX 5000, такие как Radeon RX 5700 XT и Radeon RX 5700 . Intel еще не предложила поддержку PCI Express 4.0 ни на одном из своих аппаратных средств.

AMD Radeon RX 5700 XT: видеокарта с поддержкой PCI Express 4.0

Как PCI Express 4.0 влияет на скорость вашей видеокарты?

Некоторые люди задают интересный вопрос: влияет ли более быстрая и новая спецификация PCI Express 4.0 на скорость видеокарты? Быстрый ответ: нет , это не так, и вы не получаете больше кадров в секунду! Вот почему:

Когда вы играете в игру, видеокарта использует свою выделенную оперативную память (GDDR) для хранения текстур, используемых для рендеринга кадров на экране. Помимо тактовой частоты графического процессора, эта графическая память является наиболее важной вещью для того, сколько кадров вы получаете в секунду.

Графическая карта должна использовать интерфейс PCI Express, соединяющий ее с материнской платой, только тогда, когда ей необходимо обмениваться данными с процессором или загружать текстуры из системной памяти (ОЗУ компьютера). Это не должно происходить часто, поскольку современные видеокарты имеют много собственной выделенной оперативной памяти. И, даже если/когда это произойдет, после того, как текстуры были переданы по интерфейсу PCI Express из оперативной памяти системы и загружены в память видеокарты, они остаются там. Причина этого в том, что графическая память во много раз быстрее оперативной памяти системы.

ASRock AMD Radeon RX 5700 XT Taichi X 8G OC+ использует PCIe 4.0

Ни одна из доступных сегодня графических карт не нуждается в полной пропускной способности, предлагаемой слотами PCI Express 4.0 x16. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим анализом влияния PCI Express 4.0 на современные настольные компьютеры по сравнению с PCI Express 3.0: PCI Express 4 и PCIe 3: есть ли повышение производительности?

Как насчет совместимости версий PCI Express?

Все версии PCI Express совместимы друг с другом. Например, видеокарта PCI Express 4.0 работает, даже если вы подключаете ее к материнской плате, которая поддерживает только PCI Express 3.0 или даже 2.0. Однако пропускная способность интерфейса PCI Express ограничена наименьшим фактором. Например, если вы подключаете твердотельный накопитель PCI Express 4.0 к материнской плате, которая поддерживает только PCI Express 3.0, этот твердотельный накопитель работает с PCIe 3.0. Вместо того, чтобы иметь доступ к пропускной способности 7,88 ГБ/с, он может использовать только 3,94 ГБ/с, поэтому его максимальная теоретическая скорость уменьшается вдвое.

У вас есть другие вопросы относительно PCI Express?

Теперь вы должны лучше понять, что такое PCI Express, и больше узнать о различных типах слотов, дорожек и версий PCIe. У вас есть другие вопросы, на которые мы могли бы ответить? Если да, или если у вас есть что добавить к этой статье, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже.