Pci express. что такое pci express – компьютерные советы - Портал про авто и технологии
Компьютеры 

Pci express. что такое pci express – компьютерные советы

admin

Оглавление

PCI Express

ПодробностиРодительская категория: PCI ExpressКатегория: PCI Express

Соединение PCI Express (PCI Express Link) — это пара встречных симплексных каналов, соединяющих два компонента. По этим каналам передаются пакеты, несущие команды и данные транзакций, сообщения и управляющие посылки.

Канал может быть образован одной или несколькими линиями передачи сигналов (Lane); применение нескольких линий позволяет масштабировать пропускную способность канала. В PCI Express с помощью пакетного протокола реализуются все транзакции чтения и записи, используемые в PCI, причем в расщепленном варианте.

Таким образом, здесь фигурируют запросчик транзакции (Requester) и исполнитель транзакции (Completer). В PCI Express рассматриваются четыре пространства: памяти, ввода/вывода, конфигурационное и сообщений.

Новое (по сравнению с PCI) пространство сообщений (Message Space) используется для передачи в виде пакетов «внеполосных» сигналов PCI: прерываний по линиям INTx, управления потреблением и т. п. Таким образом реализуются «виртуальные провода». Порт PCI Express содержит передатчик, приемник и узлы, необходимые для сборки-разборки пакетов.

Пример топологии средств ввода/вывода, иллюстрирующий архитектуру PCI Express, приведен на рисунке ниже. Центральным элементом архитектуры является корневой комплекс (Root Comlex), соединяющий иерархию ввода/вывода с центром — процессором (одним или несколькими) и памятью.

Корневой комплекс может иметь один и более портов PCI Express, каждый из них определяет свой домен иерархии (hierarchy domain). Каждый домен состоит из одной конечной точки (Endpoint) или субиерархии — нескольких конечных точек, связанных коммутаторами.

Возможность непосредственных равноранговых коммуникаций между элементами разных доменов обязательной не является, но может присутствовать в конкретных реализациях. Для обеспечения прозрачных равноранговых коммуникаций в корневом комплексе должны присутствовать коммутаторы.

Возможность взаимодействия центрального процессора с любым устройством любого домена безусловна, как и возможность обращения любого устройства к памяти. Корневой комплекс должен генерировать запросы к конфигурационному пространству — его роль аналогична главному мосту PCI.

Корневой комплекс может генерировать запросы ввода/вывода как запросчик; он может генерировать и блокированные (Locked) запросы, требующие непрерываемого исполнения. Корневой комплекс не должен поддерживать блокированные запросы как исполнитель (Completer) — это предотвращает «заклинивание» ввода/вывода.

Конечная точка (Endpoint) — это устройство, способное инициировать и/или исполнять транзакции PCI Express от своего имени или от имени устройства не-PCI Express (например, хост контролера USB). Конечная точка должна быть видима в одном из доменов иерархии.

Конечная точка должна иметь заголовок конфигурационного пространства типа 0 и отвечать как исполнитель на конфигурационные запросы. В качестве механизма сигнализации прерываний все конечные точки используют MSI.

В PCI Express рассматриваются два типа конечных точек: «наследники» (Legacy) и новые точки, построенные по идеологии PCI Express. К «наследным» точкам имеется ряд послаблений:

  • в плане адресации памяти они могут и не поддерживать более 4 Гбайт;
  • ввод/вывод может не быть абсолютно перемещаемым (из пространства ввода/вывода в пространство памяти) с помощью регистров базового адреса (BAR), так что могут потребоваться транзакции обращения к пространству ввода/вывода (транзакции к памяти предпочтительнее);
  • диапазон занимаемых адресов может быть менее 128 байт (требования к границам были жестко сформированы в PCI-X);
  • конфигурационное пространство может не быть расширенным (оставаться в пределах 256 байт);
  • программная модель может требовать использования блокированных запросов к устройству (но не от него).

Коммутатор (Switch) имеет несколько портов PCI Express. Логически он представляет собой несколько виртуальных мостов PCI-PCI, соединяющих порты коммутатора со своей внутренней локальной шиной. Виртуальный мост PCI описывается конфигурационными регистрами с заголовком типа 1.

Порт, ведущий к вершине иерархии, называется восходящим (upstream port) — через него коммутатор конфигурируется как набор мостов PCI. Коммутатор транслирует между портами пакеты всех типов, основываясь на адресной информации, актуальной для пакета данного типа.

Коммутатор не распространяет блокированные запросы со своих нисходящих портов. Арбитраж между портами коммутатора может учитывать виртуальные каналы и, соответственно, взвешенно распределять пропускную способность.

Коммутатор не имеет права разбивать пакеты на более мелкие (аналог этого права имеется в мостах PCI).

Мост PCI Express–PCI соединяет иерархию шин PCI/PCI-X с «фабрикой» ввода/вывода — корневым комплексом или коммутаторами PCI Express.

Конфигурирование «фабрики» осуществляется либо со 100% совместимостью с конфигурационным механизмом PCI 2.3, либо с использованием расширенного конфигурационного пространства PCI-X.

Каждое соединение PCI Express с помощью виртуальных мостов отображается в виде логической шины PCI со своим номером.

Логические устройства отображаются в конфигурационном пространстве как устройства PCI, каждое из которых может иметь 1–8 функций со своим набором конфигурационных регистров.

ПодробностиРодительская категория: PCI ExpressКатегория: PCI Express

Программная модель PCI Express совместима с PCI в следующих аспектах:

  • обнаружение, нумерация и конфигурирование устройств PCI Express выполняются тем же конфигурационным ПО, что используется в PCI (PCI-X 2.0);
  • существующие ОС загружаются без каких-либо модификаций;
  • драйверы существующих устройств поддерживаются без каких-либо модификаций;
  • конфигурирование и разрешение новых функциональных возможностей PCI Express выполняется по общей идее конфигурирования устройств PCI.

Качество обслуживания и виртуальные каналы

В PCI Express имеется поддержка дифференцированных классов по качеству обслуживания (QoS), обеспечивающая следующие возможности:

  • выделять ресурсы соединения для потока каждого класса (виртуальные каналы);
  • конфигурировать политику по QoS для каждого компонента;
  • указывать QoS для каждого пакета;
  • создавать изохронные соединения.

Для поддержки QoS применяется маркировка трафика: каждый пакет TLP имеет трехбитное поле метки класса трафика TC (Traffic Class). Это позволяет различать передаваемые данные по типам, создавать дифференцированные условия передачи трафика для разных классов. Порядок исполнения транзакций соблюдается в пределах одного класса, но не между разными классами.

Для дифференцирования условий передачи трафика разных классов в коммутирующих элементах PCI Express могут создаваться виртуальные каналы. Виртуальный канал VC (Virtual Channel) представляет собой физически обособленные наборы буферов и средств маршрутизации пакетов, которые загружаются только обработкой трафика своего виртуального канала.

На основе номеров виртуальных каналов и их приоритетов производится арбитраж при маршрутизации входящих пакетов. Каждый порт, поддерживающий виртуальные каналы, выполняет отображение пакетов определенных классов на соответствующие виртуальные каналы. При этом на один канал может отображаться произвольное число классов.

По умолчанию весь трафик маркируется нулевым классом (TC0) и передается дежурным каналом (VC0). Виртуальные каналы вводятся по мере необходимости.

Чем отличается интерфейс PCI Express от PCI?

PCI – это компьютерная параллельнаяшина ввода-вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера. PCI используется для подключения: видеокарт, звуковых карт, сетевых карт, TV-тюнеров и других устройств. Интерфейс PCI является устаревшим, поэтому найти, например, современную видеокарту, которая подключается через PCI, наверное, не получится.

PCI Express (PCIe или PCI-E) – это компьютерная последовательная шина ввода-вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера. Т.е.

при этом уже используется двунаправленное последовательное соединение, которое может иметь несколько линий (x1, x2, x4, x8, x12, x16 и x32) чем больше таких линий, тем выше пропускная способность у шины PCI-E.

Интерфейс PCI Express используется для подключения таких устройств как: видеокарты, звуковые карты, сетевые карты, SSD накопители и другие.

Существует несколько версий интерфейса PCI-E это: 1.0, 2.0 и 3.0 (скоро выйдет и версия 4.0). Обозначается данный интерфейс обычно, например, вот так PCI-E 3.0 x16, что означает версия PCI Express 3.0 с 16 линиями.

Если говорить о том будет ли работать, например, видеокарта, которая имеет интерфейсPCI-E 3.0 на материнской плате, которая поддерживает только PCI-E 2.0 или 1.

0, так вот разработчики заявляют, что все работать будет, только конечно учтите, что пропускная способность будет ограничена возможностями материнской платы.

Поэтому в этом случае переплачивать за видеокарту с более новой версией PCI Express я думаю, не стоит (если только на будущее, т.е. Вы, планируете приобрести новую материнскую плату с PCI-E 3.0).

Также и наоборот допустим, у Вас материнская плата поддерживает версию PCI Express 3.0, а видеокарта версию скажем 1.0, то такая конфигурация также должна работать, но только с возможностями PCI-E 1.0, т.е. здесь никакого ограничения нет, так как видеокарта в этом случае будет работать на пределе своих возможностей.

Отличия PCI Express от PCI

Основное отличие в характеристиках это, конечно же, пропускная способность, у PCI Express она значительно выше, например, у PCI на частоте 66 МГц пропускная способность 266 Мб/сек, а у PCI-E 3.0 (x16) 32 Гб/сек.

Внешне интерфейсы также отличаются, поэтому подключить, например, видеокарту PCI Express в слот расширения PCI не получится. Интерфейсы PCI Express с разным количеством линий также отличаются, все это я сейчас покажу на картинках.

Слоты расширения PCI Express и PCI на материнских платах

Слоты PCI и AGP

Слоты PCI-E x1, PCI-E x16 и PCI

Интерфейсы PCI Express на видеокартах

PCI Express 2.0 vs PCI Express 3.0 vs PCI Express 4.0

        Шина PCI Express уже очень давно используется в современных ПК, и присутствует практически в каждом стационарном ПК. Обычно в нее подключаются, видеокарты, а также различные звуковые карты, скоростные накопители данных. Но сегодня речь пойдет именно о шине PCI Express x16, внешний вид которой изображен на превью к этому материалу (красный разъем с обрамлением).

        Такой разъем присутствует на всех материнских платах в том или или ином виде, может быть любого цвета, но чаще черного или синего, а также в более дорогих моделях может оснащаться подсветкой и обрамляться алюминиевыми вставками.

      С каждым новым поколением материнских плат, процессоров и чипсетов разрабатываются и новые спецификации на разъемы PCI Express, самым новым на сегодняшний день является PCI Express 4.

0, характеристики которого уже известны и доступны разработчикам материнских плат. То есть в следующем году уже можно будет ждать новые материнские платы с этим интерфейсом.

Технологический прогресс это конечно хорошо, но давайте разберемся в чем отличие в каждом поколении таких разъемах.

     Так как звуковые карты и остальная переферия может работать в любом типе порта и любой версии то в данной статье мы такие вещи рассматривать не будем. А рассмотрим совместимость видеокарт и версий PCI Express.

      Для начала определимся, что видеокарты нужно устанавливать только в PCI Express x16 и при этом в самый верхний разъем, т.е. котоырый ближе всего к процессору.

Да, через специальные адаптеры можно установить видеокарту в PCI Express x1 или x4, и она даже будет работать, но из за серьезных ограничений пропускной способности x1 или x4, видеокарта будет работать очень медленно практически в любой современной игре.

Почему видеокарту нужно вствлять в верхний слот?

      т.е. самый ближний к процессору? Все дело в том, что именно самый верхний разъем распаян на плате полностью и все его линии напрямую подключены к процессору. Но ведь во многих даже бюджетных материнских платах бывает 2 и более разъема x16.

Все дело в том, что 2 и так далее раземы не имеют полного подключения всех линий. Т.е.

даже если физически вы видите что на плате установлены 3 разъема PCI Express x16, то толко первый из них будет подключен всеми линиями к процессору, а второй и 3 физически будут PCI Express x8, хотя выглядят как PCI Express x16.

Для чего это сделано?

      Это сделано для подлючения нескольких графических адаптеров, то есть, например, если вы подключаете 2 видеокарты то первый слот PCI Express x16 автоматический переключается в режим PCI Express x8, и второй слот становиться PCI Express x8. Все эти манипуляции автоматически выполняет материнская плата, пользователю переключать ничего не нужно. 

Различные версии разъемов PCI Express

      Каждые несколько лет производители выпускают новую версию разъема PCI Express, каждая вервия в 2 раза быстрее предыдущей. Наглядно это можно представить графиком ниже:

      По вертикали расположена пропускная способоность шины, а по горизонтали год выпуска. В настоящее время в большинстве материнских плат установлены интерфейсы PCI Express 2.0 и PCI Express 3.0.

      Эти интерфейсы имеют обрантую совместимость, т.е. видеокарта с интерфейсом PCI Express 2.0 заработает на материнской плате с PCI Express 3.0 и PCI Express 1.0, но во втором случае ее производительность упреться в потолок пропускной способности PCI Express 1.0. 

      Тоже самое можно скахать и про материнские платы, если на материской плате установлен PCI Express 3.0, то на ней заработает любая видеокарта с интерфейсом такипм же или ниже.

      В теории все это звучит конечно очень красиво, обратная совместимость и все прочее, но на практике как обычно бывают проблемы…

      Часто бывают случа, что например видеокарта с PCI Express 3.0 не запускалась на материских платах с PCI Express 2.0 или PCI Express 1.0. Тоже самое в обратную сторону бывает и с материнскими платами. От таких случаях никт оне застрахован, и узнать вы это сможете только после тестирования конкретно вашей материнской платы и видеокарты.

      Чтобы было понятнее ответим на некоторые вопросы пользователей

Можно ли покупать новую видеокарту с PCI Express 3.0 в материскую плату с PCI Express 1.0?

      Можно, только если это начальные модели видеокарт т.е. недорогие, которые не сильно производительны и им не потребуются все возможности шины PCI Express 3.0.

Если хотите купить мощную видеокарту, но у вас старая материнская плата с интерфейсом PCI Express 1.0, то рекомендуем сначало обновить материнскую плату, а з тем уже ипокупать новую видекарту.

Так как видеокарта просто не сможет раскрыться на 100% из-за ограничений старого интерефейса.

Можно ли вставлять видеокарту с PCI Express 3.0 в материскую плату с PCI Express 2.0 или подобное?

      Можно, но со 100% вроятность сказать что это будет работать нельзя. С точки зрения теории и в больштнстве случае все работает, но бывают и проблемы которые нельзя выявить заранее.

Падает ли производительность видеокарты с PCI Express 3.0, вставленной в слот  PCI Express 2.0?

      Ответ на этот вопрос разделим на 2 варианта: более старые игры, скажем до 2015 года и более новые 2016-2018 года.

      Так как пропускная способность PCI Express 3.0 выше таковой у PCI Express 2.

0 в 2 раза то в новых играх вы действительно получите прирост производительности, но только если у вас мощная видеокарта, которая сможет использовать ресурсы PCI Express 3.0.

А в старых играх разница между этими интерфейсами будет очень мала 1-3%, так как они не требуют передавать такой огромнй объем данных, и следовательно им будет хватать и старого интерефейса. 

Будет ли материнская плата с PCI Express 3.0 работать с видеокартой PCI Express 2.0?

      Будет и прекрасно, совместимость -1 одно поколение всегда работает хорошо, и ваша видеокарта будет работать на 100% без каких либо проблем или снижений скорости со стороны материнской платы.

Будет ли материнская плата с PCI Express 4.0 работать с видеокартой PCI Express 2.0 или PCI Express 3.0?

      Будет. Однозначно можно ответить что все видеокарты с PCI Express 3.0 будут работать на материнских платах с интерфейсом PCI Express 4.0. А вот видеокарты с PCI Express 2.0 уже могут и не заработать, это уже завист от производителя карты и биоса материнской платы.

Будет ли видеокарта с PCI Express 1.0 работать на материнке с PCI Express 3.0?

      Возможно будет, возможно нет, зависит от разработчика материнкой платы, насколько он озаботился поддержкой старых устройств. Онозначный ответ дать нельязя, это тот случай где нужно пробывать.

  • Решение проблем MBR, BOOTMRG PBR, BOOT PART в WinNTSetupВперёд >

Интерфейс – PCI Express

PCIe 2.0 эффективно удваивает пропускную способность и обеспечивает лучшую гибкость, сохраняя совместимость с PCIe 1.1.

В ноябре 2010 года были утверждены спецификации версии PCI Express 3.0. Интерфейс обладает скоростью передачи данных 8 GT/s(Гигатранзакций/с). Но, несмотря на это, его реальная пропускная способность всё равно была увеличена вдвое по сравнению со стандартом PCI Express 2.0.

Этого удалось достигнуть благодаря более агрессивной схеме кодирования 128b/130b, когда 128 бит данных пересылаемых по шине кодируются 130 битами. PCI Express 2.0 обладает скоростью передачи данных 5 GT/s и схемой кодирования 8b/10b. При этом сохранилась совместимость с предыдущими версиями PCI Express.

Пропускная способность (В одну/обе стороны, Гбит/с)

  • PCIe 2.0 x16 = 64/128
  • PCIe 3.0 x16 = 128/256

Когда стандарт PCI Express впервые появился, он обеспечивал большую пропускную способность, гибкость и масштабируемость, чем стареющий интерфейс AGP, да и позволил графическим компаниям ATI и nVidia создать решения на основе нескольких видеокарт для более мощного ускорения 3D-графики и улучшения качества.

Второе поколение шины PCI Express вышло вместе с чипсетом для энтузиастов Intel X38, а затем появилось и на чипсетах Intel X48, AMD 790/770 и nVidia nForce 7.

PCI Express 2.0 даёт в два раза большую пропускную способность, чем PCI Express 1.1, удвоив её с 250 Мбайт/с до 500 Мбайт/с на линию (в одном направлении). Поэтому интерфейс x16 PCI Express даёт такую же пропускную способность, что и PCI Express 2.0 x8.

Чтобы выиграть от более высокой пропускной способности, стандарт PCIe 2.0 должны поддерживать как материнская плата, так и видеокарта. Если ATI весьма быстро интегрировала поддержку PCIe 2.0 в линейку Radeon HD 3000, то лишь последнее поколение видеокарт GeForce 8800 GT/GTS и GeForce 9 совместимо с PCIe 2.0.

 PCI Express 2.0

Слоты PCI Express 1.1 и 2.0 механически идентичны. Верхний слот имеет 164 контакта, которые требуются для интерфейса x16 PCI Express, а нижний слот – 36 контактов для PCI Express x1.

Одна линия PCI Express использует две пары соединений, работающих на тактовой частоте 2,5 ГГц.

С помощью кодирования 8/10 битов (то есть по шине проходит 10 битов, из которых только 8 используются для передачи полезных данных), одна линия PCI Express обеспечивает чистую пропускную способность 250 Мбайт/с в одном направлении.

Поскольку у линии две пары, то такую пропускную способность вы получите как в прямом, так и в обратном направлении. PCI Express может обеспечить и намного большую пропускную способность, используя несколько линий.

Так, x8 PCI Express использует восемь линий, которые дают пропускную способность 4 Гбайт/с (сумма по двум направлениям), что в восемь раз больше, чем у одной линии. А интерфейс x16 PCI Express, который стал де-факто стандартом для видеокарт, даёт пропускную способность 8 Гбайт/с (суммарную).

Стандарт PCI Express 2.0 удвоил базовую частоту до 5,0 ГГц, что привело к увеличению пиковой пропускной способности до 16 Гбайт/с у x16 PCI Express (в сумме по двум направлениям). PCI Express 2.0 обеспечил производителям большую гибкость.

Поскольку четыре линии PCI Express 2.0 дают такую же пропускную способность, как восемь линий PCI Express 1.1, то вполне можно прокладывать такое же количество дорожек, удваивая пропускную способность, или оптимизировать энергопотребление, переходя с PCIe 1.1 на 2.

0 и уменьшая число дорожек в два раза.

Кроме того, PCI Express 2.0 поддерживает и скорости 1.1, что позволяет ещё сильнее экономить энергию, понижая рабочую частоту с 5,0 до 2,5 ГГц, когда высокая пропускная способность не требуется.

Если PCI Express 2.0 правильно реализована, то она автоматически распознаёт ширину подключения (от одного до 16 линий) и скорость (2,5 или 5 ГГц). Это также означает, что видеокарты PCI Express 2.0 совместимы с материнскими платами PCIe 1.1: они попросту будут использовать скорость интерфейса 2,5 Гбайт/с.

Ещё одно улучшение между PCI Express 1.1 и 2.0 заключается в максимальной энергии, которую можно подавать на видеокарты PCI Express (PEG). Раньше она составляла 75 Вт плюс 75 Вт через вилку дополнительного питания PCI Express 1.1, но PCIe 2.0 поддерживает вплоть до 300 Вт, если интерфейс правильно реализован на материнской плате.

Проектировщики видеокарт по-прежнему предпочитают использовать гнёзда дополнительного питания, но блоки питания, совместимые с PCI Express 2.0, дают дополнительную 8-контактную вилку помимо обычной 6-контактной, которая появилась в момент выхода PCIe в 2004 году.

PCI Express 2.0 даёт несколько преимуществ производителям аппаратного обеспечения, которые сложно раскрыть в подобном техническом анализе, как эта статья.

С помощью программного обеспечения можно управлять энергопотреблением, добавляя или убирая линии PCI Express, а также меняя частоту соединения. Кроме того, PCI Express 2.

0 удовлетворяет требованиям современных карт по энергопотреблению. В то же время, PCIe 2.

0 полностью совместим с предыдущим оборудованием, так что потребитель не рискует ничем, а переход от одного поколения графических чипов к другому произойдёт прозрачно.

С данной точки зрения мы определённо рекомендуем PCIe 2.0 каждому, поскольку недостатков нет.

Что такое PCI Express

Ещё несколько лет назад, AGP слот для видео карт, был стандартным для высокопроизводительной графики. Но сейчас, через некоторое время, становится всё труднее найти оборудование, которое поддерживает AGP. Мир движется к PCIe (PCI Express), и многие люди не знают об этом.

 Читайте дальше и я объясню, что это PCIe, откуда он взялся, и почему вы хотите иметь его в вашей системе.
Как вы уже наверняка заметили, PCI Express содержит имя PCI. Но не обманывайтесь этим, PCIe не является частью стандартной шины PCI вашей стандартной материнской платы.

 Если говорить более конкретно, PCIe другая реализация PCI шины и даже использует существующие концепции PCI программирования. Но на этом сходство заканчивается.Слот PCIe основан на гораздо быстром протоколе связи.

 В результате, PCIe имеет более доступную пропускную способность, чем почти все остальные внутренние шины, включая PCI и AGP.

Хотя спецификации PCIe была завершена в 2002 году, но фактически он не был принят довольно долго для PCIe, чтобы стать мейнстримом. Это движение началось в 2004 году, и набирает силу до сих пор. В компьютерной индустрии, внедрение новых стандартов требует времени.

 Производители материнских плат не хотят переходить на новый стандарт, пока нет периферийных устройств, которые могут использовать эти стандарты, потому что никто не будет покупать доску.

 В то же время, производители периферии  не хотят,делать продукт, который использует стандарт, который не поддерживает материнская плата. Если все платы имеют поддержку AGP, то производители видеокарт намерены продолжать делать карты AGP,а не PCIe, даже если она быстрее.

Это просто экономика, а также причина, почему новые стандарты будут приниматся более медленно.

Итак, давайте поговорим немного о PCIe и откуда он взялся.

Основы: PCI

Кто-то может спросить: «Если AGP лучше, чем PCI, и PCIe  основана на PCI, то как может быть PCIe лучше, чем AGP?» Это совершенно правильный вопрос. А ответ прост. PCIe не только одноразовый или «оснащенный» PCI, это совершенно новый подход с использованию аналогичных блоков.

Для начала, PCI использовал то, что называется «общей топологией шины.» Это означает, что все устройства, подключенные в слоты PCI разделялись на драйверы и пропускную способность. Это была основная проблема с PCI.

Когда вы думаете о высокой пропускной способности устройств, таких как сетевой контроллер Gigabit Ethernet, а потом считаете, что максимальная теоретическая скорость всей шины PCI составляет 133 Mbps, можно увидеть, как устройство 1 Гбит уже задушено.

 Даже сетевой карте 100 Мбит  придётся тяжело работать на полную мощность, если  на шине PCI используются любые другие устройства . Установка PCI звуковой карты ,сделает два конкурирующих устройства , и доля, общей шины 133mbps разрешенной  драйверами с PCI.

Теперь, каждое из PCI-устройств , на диаграмме выше , содержат логику управления, чтобы помочь управлять связями с драйверами.

 Другими словами, эти устройства получают его частоту, чтобы выяснить, кто добирается первым к запуску шины (Bus Master).

Одно устройство получает доступ к процессору и оперативной памяти, а все другим устройствам, придётся ждать своей очереди. Это не очень умный способ делать такие вещи, не так ли?

Основы PCIe

В отличие от PCI, PCIe имеет гораздо более умный подход. Вместо того, чтобы все устройства, обменивались и боролись за контроль над управлением, PCIe включает топологию точка — точка. Эта модель устанавливает «умные общий выключатель» между процессором и шиной PCIe.

 Кроме того, каждое устройство PCIe имеет своё собственное подключение к смарт-коммутатору. Это означает, что каждое устройство имеет выделенную полосу пропускания.Максимальная теоретическая пропускная способность полосы  PCIe является 2,5 Гбит.

 Имейте в виду, что эта полоса пропускания теоретическая, и поэтому не должна конфликтовать совместно с другими устройствами PCIe.

В приведенной выше картинке вы можете видеть, что схема выглядит почти как обычная сетевая конфигурация. По правде говоря, PCIe работает на пакетной модели, так же, как сетевой маршрутизатор. Это имеет смысл только в том, что архитектура дизайна PCIe была смоделирована уже способной обрабатывать огромные объемы данных на высоких скоростях.

Одна из дополнительных возможностей PCIe является возможность масштабирования скорости. Выделенное соединение между коммутатором и устройством PCIe называется ссылкой. И каждое звено состоит из одной или более полос для движения. И как я уже сказал выше, каждая полоса имеет теоретическую максимальную скорость в 2,5 Гбит. Ссылка PCIe с одной полосой движения определяется как x1 ссылка.

 Добавить еще одно звено, и это становится x2 ссылка.Спецификация PCIe позволяет x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32  ссылки. Так что если вы видите плату  с 16 PCIe полосами, вы знаете, что есть по крайней мере 1 слот PCIe x16. Самая лучшая часть? Каждая полоса является двунаправленной, то есть ,для повышения эффективности они могут отправлять и получать данные одновременно, . См. схему ниже.

PCIe по сравнению с AGP

Это странное сравнение, потому что слот AGP был разработан специально для графических карт, в то время как PCIe полный дизайн шины для всех устройств.

 AGP был разработан, чтобы взять на себя нагрузку обработки графики из драйверов PCI, чтобы спасти некоторые из этих драгоценных устройств и боролся за полосу пропускания.

 Одно из самых больших преимуществ PCIe перед AGP является то, что спецификация шины может иметь одну или более видеокарт, работающих вместе. Это обычно невозможно с AGP. Я, например, никогда не видел плат с более чем одним слотом AGP, так что я даже не знаю, существуют ли они вообще.

Позднее модели AGP карт имели один или иногда и два разъема Molex для внешнего источника питания. Это потому, что шины AGP может предоставить максимум 25 Вт. PCIe, с другой стороны, может обеспечить до 75 Вт. С памятью и GPU на видео сегодняшней видео карты, это не удивительно, что понадобится дополнительная мощность для выполнения задач обработки графики.

Я мог углубится в архитектуру,но в этом думаю нет необходимости. Достаточно сказать, что архитектура PCIe обеспечивает более высокую скорость, чем  может достичь AGP.

PCIe Primer — две как одна

Одной из главной вещей, которые PCIe допускает, то что поставщики оборудования будут идти дальше, в использовании двух видеокарт для повышения производительности графики.

Любой, кто был связан с технической стороной компьютеров за последние несколько лет слышал аббревиатуру SLI. Технология SLI позволяют преодолеть совместную работу двух видеокарт вместе.

 Ну, кажется, что в этом направлении, SLI изменилась, не каждая материнская плата  получила такое,но есть и такие материнские платы,которые поддерживают стандарт SLI!

Первоначально SLI стоял «Scan Line Interleave». В этом случае, каждая строка отображалась на мониторе и ей был присвоен номер. Затем одна из видеокарт делала четное число строк, в то время как другая сосредотачивалась на нечётных строках.

В целях достижения этой функциональности,был необходим внутренний шлейф , чтобы соединить две карты в компьютере, а затем внешний «переход через» кабель был необходимо, чтобы соединить две видеокарты . Эта технология восходит к 1998 году.

В 2004 году NVIDIA повторно ввела термин «SLI», который сейчас выступает за «масштабируемый интерфейс связи.

» Эта новая технология не только девайс линии между двумя картами, но он также использует параллельную обработку, чтобы сконцентрироваться на деталях более эффективно.

 В такой установке — две видео карты , на самом деле работают как одно целое. Эта конфигурация не требует внешнего перехода через кабель, потому что две карты соединены небольшой печатной плате внутри.

В дополнение к SLI, другой  претендент  мульти-карт на платформе PCIe называется Crossfire.Это дополнение от ATI в играх, в надежде конкурировать с SLI. Это несколько новых технологий (доступно только для потребителей с сентября 2005 года), и имеет свои плюсы и минусы по сравнению с SLI.

На последнее замечание для SLI, теперь вы можете настроить QUAD SLI конфигурацию.

Учитывая, что плата, способна для Quad SLI, а также 4 одинаковых видеокарты,которые в целом составляют довольно большой кусок изменений, представьте себе, качество изображения и глубину, когда вы играете в свою любимую игру.

Заключение

Большинство людей, я говорю о PCIe, думают, что это просто следующая большая стандартная видеокарта. Я не мог согласиться  с этим. PCIe, как архитектура, имеет гораздо больше предложений нам не только для видео. Я считаю, что если PCIe заменит весь интерфейс PCI на наших новых компьютерах, мы были бы избавиться от некоторых узких мест ,с которыми мы жили слишком долгое время. 

Но, конечно, изменениям нужно время. Существует буквально тысячи PCI карт на рынке, которые полностью устарели, если отрасль станет вдруг поддерживать PCIe ,а не PCI. Также есть проблемы с существующим инвентарём — оборудование, используемое, чтобы сделать эти карты, даже технологии на них придется менять для того, чтобы иметь возможность перейти к PCIe.

Это может произойти в несколько этапов. Я помню те дни, когда ISA впервые прекратило своё существование и перешли на PCI. В каждой машине было два ISA слота, и три или четыре PCI слота. Может быть, это способ, которым мы можем начать пожинать плоды PCIe.

 При наличии платы с двумя разными интерфейсами , мы могли бы продолжать использовать некоторые из наших компонентов наследия, и не будем сдерживаться от использования нашей новой PCIe шины с поддержкой аппаратных средств. На данный момент уже существуют такие материнские платы, но, как правило, только два слота для видеокарт (ы), и это все.

По правде говоря, мы будем делать все это снова где-то в не слишком отдаленном будущем, когда придёт новая технология  и сделает устаревшими PCIe .

P.P.S. Если у Вас есть вопросы, желание прокомментировать или поделиться опытом, напишите, пожалуйста, в комментариях ниже.