На CES 2019 был представлен новый контроллер, который станет началом перехода на PCI Express 4.0, так как максимальная пропускная способность у третьего поколения 3940 Мбайт/с. Новый контроллер позволяет увеличить скорость чтения SSD M.2 до 4244 Мбайт/с при скорости записи 4072 Мбайт/с.
Новый контроллер представила компания Phison, он будет использоваться для накопителей SSD M.2 на PCI Express 4.0. Контроллер имеет кодовое название PS5016-E16.
Также предлагается увеличить скорость чтения и записи за счет оптимизации программного обеспечения.
PCI Express 1.0
Вернемся на 17 лет назад, к началу появления PCI Express 1.0. По официальным данным первая спецификация PCI Express 1.0 вышла в свет летом 2002 года. Появилась спецификация как замена PCI, которая уже в то время имела ряд недостатков. Сама PCI была создана в 1991 году. Ведь если говорить о пиковой пропускной способности, то для PCI это 133 Мб/c. В дальнейшем новые версии PCI позволили увеличить пропускную способность до 266 Мб/c.
Что же касается PCI Express 1.0, то здесь используется двунаправленное последовательное соединение типа «точка-точка». Такое соединение называют линией. Это в корне поменяло возможности шины, так как она может состоять как из одной, так и из нескольких двунаправленных последовательных линий. Такие линии имеют обозначения: x1, x2, x4, x8, x12, x16 и x32. Последние очень громоздкие и как правило не выпускаются. Огромным преимуществом стало то, что карта x1 могла прекрасно работать и на шине x2, x4 и так далее. Но наоборот вы просто физически не сможете вставить устройство. Обычно материнские карты комплектуются PCI E x1, x4, x16 и т.д. в зависимости от потребностей использования шин.
Пропускная способность линии PCI Express 1.0 x1 составляет 250 Мбайт/c. То есть соответственно для x2 это будет 500 Мбайт/c, x4 – 1000 Мбайт/c, на а для x16 – это 4000 Мбайт/c.
Несмотря на большое количество конкурирующих протоколов, PCI Express широко зарекомендовала себя в работе компьютерной техники.
PCI Express 2.0
В январе 2007 года некоммерческая организация PCI Special Interest Group выпустила спецификацию PCE Express 2.0. Основным новшеством было увеличение пропускной способности одного канала в два раза, а это уже 500 Мб/c для x1 (соответственно для x-16 — 8.0 Гбайт/с). Также усовершенствована работа протокола передачи данных между устройствами, усовершенствована программная модель, добавлена возможность динамического управления скоростью, управление тайм аутом выполнения и многое другое.
Еще одной особенностью PCI Express 2.0 является полная совместимость с версией 1.0. Т.е. старые видеокарты смогут спокойно работать на новой шине и наоборот, далее все зависит от возможностей самих видеокарт и пропускной способностью шин.
PCI Express 3.0
В 2010 году утвержден стандарт PCI Express 3.0, максимальная скорость передачи которого на x16 составляет 15.8 Гбайт/с. Сейчас практически все современные материнские платы построены на шине стандарта PCI Express 3.0. Также практически все современные устройства поддерживают данное поколение, в т.ч. и видеокарты. Новый стандарт также отличается не только повышением пропускной способности в два раза, но и в усовершенствовании функций программного обеспечения.
PCI Express 4.0
Стандарт четвертого поколения PCI Express опубликован 5 октября 2017 года. Ожидается поступления в продажу первых материнских плат с PCI Express 4, что позволит увеличить скорость до 31.5 Гбайт/с на x16 шине.
Каждый стандарт появляется по мере развития комплектующих и их скорости работы и пропускной способности.
Видео:ОБЪЯСНЯЕМ PCI Express 4.0Скачать
Снизится ли скорость работы видеокарты PCI Express 3.0 на PCI Express 2.0
Часто появляется вопрос о том, теряется ли мощность устройств при использовании шины более низкого поколения. Например, что будет, если мы поставим видеокарту PCE Express 3.0 на материнскую плату с PCI Express 2.0.
Во-первых, все будет работать, так как шины совместимы, но насколько быстро? Здесь все зависит от мощности устройства, а именно, видеокарты. Если вы ставите среднюю или топовую видео карту, то внимательно посмотрите на скорость работы оперативной памяти, количество и частоту работы процессора. Возможно, пропускной способности шины PCI Express 2.0 просто не хватит для работы видео карты на 100%.
Читайте также: Зимняя резина какое правильное давление в шинах
На моем личном опыте с видеокартой Radeon RX 580, падение мощности на стандарте PCI Express 2.0 по сравнению с использованием PCI Express 3.0 было примерно на 25-30%. Эта цифра тоже относительна, так как поменялась не только материнская плата, но и центральный процессор, частота оперативной памяти. Но можно отметить то, что по данным теста центральный процессор практически не использовался. Но также нужно брать в расчет возможности центрального процессора и оперативной памяти. Так как эта цифра будет изменяться. Естественно, если у вас бюджетная видеокарта, рассчитанная на обычную работу с компьютером, то падение скорости будет на 0.5 – 1%, так как пропускной способности стандарта PCI Express 2.0 будет более, чем достаточно.
Видео:Шина PCI Express: эволюция от поколения к поколениюСкачать
Технология PCI Express «в разрезе»: что, зачем и почему
Любая компьютерная технология проходит свой путь от рождения, триумфа к свалке истории. Все бы ничего, да каждое очередное нововведение, как правило, чревато серьезным перетряхиванием системных блоков и неопределенностью в умах пользователей – пора или еще подождать с апгрейдом? Тем более огромными кажутся все новшества, которые свалятся на головы покупателей в нынешнем году. Такого всестороннего разрушительного действия на основы платформы не было уже давно — сменятся процессорные разъемы (у Intel настанет время Socket 775, у AMD, соответственно, Socket 939); к концу года действительно новой будет называться система лишь с 240-контактными модулями DDR2; вдогонку ко всему этому близится появление новых форм-факторов самих плат – BTX. Но самым радикальным все же станет низвержение старых привычных элементов ландшафта системной платы – разъемов PCI и AGP, которым приходит время сказать последнее «прости-прощай».
Новое поколение технологий приносит новые скорости и новые технологические решения. Правда, на деле случалось не раз, что революционные нововведения оказывались не всегда своевременными и не такими уж полезными, как красиво заявлялось при их выпуске. Традиционно, отдуваться за эксперименты приходится конечному покупателю. Примеров самых передовых, но неоцененных или невостребованных технологий можно привести множество – шина EISA, память RDRAM, слоты AMR/CNR и многое другое.
Не касаясь тупиковых ветвей эволюции ПК, сегодня стоит поговорить о своевременности внедрения новых технологий на примере шины PCI Express. Сегодня можно с уверенностью сказать, что от перехода на этот шинный стандарт никуда не деться. Попробуем рассмотреть ключевые особенности новоявленной шины, ее сходства и отличия от распространенных сейчас PCI и AGP.
Прежде всего, не стоит рассматривать PCI Express как банального наследника традиций PCI. Консорциум разработчиков нового интерфейса, ранее носившего название 3GIO, ставил перед собой цель разработать новую высокоскоростную шину с максимальной масштабируемостью, простой разводкой, низким уровнем паразитных излучений и электромагнитных помех. Это лишь краткий перечень требований к новому интерфейсу, некоторые особенности его реализации в конкретных условиях, как, например, поддержка «горячего» подключения, требуются лишь в определенных специфических приложениях. Сначала —
Немного истории
Первые разработки шины PCI, стартовавшие в начале 90-х годов, были призваны избавиться от множества присутствовавших на тот момент несовместимых шинных интерфейсов – VLB (VESA Local Bus), EISA, ISA и Micro Channel. Наряду с этим преследовалась цель избавиться от тяжкого наследия фрагментированной шины ISA и впервые добиться соединений класса «чип-чип».
На момент появления в 1993 году базовой версии шины Peripheral Component Interconnect (PCI) — IEEE P1386.1, предусматривались революционные усовершенствования: расширение шины данных до 32 бит, поддержка адресации до 4 ГБ данных (32 бита), а также использование режима синхронного обмена данными. По тем временам тактовая частота шины 33 МГц удовлетворяла условиям работы с периферией в настольных и серверных системах, все были довольны. Последовавший за этим резкий скачок тактовых частот процессоров и памяти привел к увеличению тактовой частоты PCI до 66 МГц, хотя, тактовые частоты процессоров за этот же период скакнули с 33 МГц до 3,0+ ГГц. Все последующие варианты PCI – AGP, PCI-X, MiniPCI, CardBus, несмотря на привнесение определенных дополнений, например, иных форм-факторов разъемов, новых сигнальных уровней и даже передачи данных по фронтам импульса (Double Data Rate/ Quadruple Data Rate), тем не менее, несли в себе ограничения, накладываемые самой топологией интерфейса.
Читайте также: Шина алюминиевая ад31т 8х100
Возможности наращивания пропускной способности шины PCI за счет увеличения тактовой частоты без усложнения схем разводки и соответствующего адекватного удорожания к настоящему времени исчерпаны полностью. А ведь на очереди появились такие актуальные интерфейсы, как 1/10 Gigabit Ethernet, IEEE 1394B, которые полностью выбирают пропускную возможность шины одним устройством и даже выходят за эти рамки. PCI душит рост скорости периферии, критичными становятся ограничения по числу сигнальных контактов шины, торможение процессов реального времени и требования по энергосбережению современных ПК. Если вспомнить наиболее производительные версии шины PCI, например, серверную PCI-X и графическую AGP, то в этом случае мы упираемся в укорачивание проводников шины за счет высокой частоты, требование к установке своего контроллера на каждый слот и достаточно высокую стоимость ее реализации.
Грядет тотальное торжество последовательных шин
Итого, параллельные шины себя исчерпали, рано или поздно взоры разработчиков должны были обратиться в сторону последовательных. Так оно и есть, в результате чего практически все современные индустриальные интерфейсы к настоящему времени перебрались на такой принцип обмена данными. Взгляните на приведенную ниже таблицу: речь идет не только о сетевых интерфейсах, которым на роду написано быть последовательными; все остальные ключевые шины уже имеют последовательную природу.
Между прочим, внешние интерфейсы уже давно перебрались на последовательную топологию, и в самых своих свежих реализациях – USB 2.0, IEEE1394b, показывают скорости, которые немыслимы для параллельных соединений. С этой точки зрения шина PCI в наших компьютерах действительно, выглядит своеобразным анахронизмом.
Особенности PCI Express
Основой нового интерфейса, как известно, в общем случае будут являться дифференциальные сигнальные пары контактов, совершающие обмен данными по схеме «точка-точка». Благодаря новой топологии мы сразу получаем массу положительных моментов: удешевление конструкции, снижение габаритов, более простая разводка печатных дорожек с упрощенными требованиями к борьбе с паразитными излучениями, и, главное, возможность работы на гораздо более высоких частотах, с поддержкой «горячей» замены периферийных устройств. Уходит в прошлое такой важный для параллельного интерфейса параметр, как нужда в синхронизации сигнальных линий всей шины.
Архитектуру PCI Express можно рассматривать послойно, в сравнении с адресной моделью PCI. Конфигурация PCI Express является стандартной для устройств, определенных plug-and-play спецификациями PCI: программный уровень генерирует запросы чтения/записи, уровень транзакций транспортирует эти запросы к периферийным устройствам с помощью разделенного пакетного протокола. Для поддержания высокой производительности шины соединительный (link) уровень добавляет пакетам очередность и CRC; базовый физический уровень состоит из двойного симплексного канала, осуществляющего функции приемной и передающей пары. Таким образом, исходная скорость 2,5 Гб/с в каждом направлении позволяет говорить о создании дуплексного коммуникационного канала производительностью до 200 МБ/с, что в четыре раза превышает возможности классической шины PCI.
Рассматривая процессы, протекающие в шине на сигнальном уровне, нельзя не отметить уникальные плюсы PCI Express — значительное снижение затухания в линиях передачи и повышенная чувствительность приемной части интерфейса. Из чего напрашивается вывод о менее критичных требованиях к импедансу входных цепей, а также возможность увеличения длины разводки проводников шины — в нынешней версии стандарта PCI-E они лимитируются 12 дюймами для системных плат, 3,5 дюймами для контроллеров и 15 дюймами для межчиповых соединений. При этом не предъявляется никаких дополнительных требований к технологии разводки печатной платы: могут использоваться как обычные 4-слойные PCB толщиной 0,062 дюйма, так и варианты с шестью и более слоями.
Теоретически, требования, выдвигаемые стандартом PCI Express, с легкостью могут быть адаптированы для нужд устройств любого уровня – от мобильного телефона до сервера уровня предприятия, а также, в перспективе, могут быть переложены для применения других физических типов носителей. Именно такая гибкость и необходима для интерфейса, собирающегося прослужить стандартом ближайшее обозримое будущее.
Читайте также: Как подключить шину заземления в щитке
Использование новых разъемов и других конструктивных возможностей, оговоренных спецификациями нового стандарта, позволяет говорить об увеличении энергопотребления конечных контроллеров до 75 Вт (при токе до 5,5 А)!
Такие мощные контроллеры потребуют дополнительных мер по отводу тепла из корпуса, зато отпадет нужда в подводке разъемов дополнительного питания, которые так характерны для нынешнего поколения видеокарт AGP 8x.
Системы питания компьютеров с поддержкой разных вариантов PCI Express отличаются от привычных нам спецификаций ATX12 и, скорее, схожи с требованиями, предъявляемыми к питанию серверных систем. Так, привычный 20-контактный разъем питания ATX удлиняется и в нем появляются четыре дополнительных контакта, как раз для усиления силовых шин +12 В, 5,0 В и +3,3 В. Соответственно, до 75 Вт повышаются ограничения на питание одного слота в BIOS. При этом нижняя граница мощности для блоков питания устанавливается на уровне примерно 300 Вт. Словом, хотя изменения в цепях питания и не носят такой радикальный характер, как при переходе с AT на ATX, с мыслью о неминуемом апгрейде БП придется свыкнуться.
Варианты PCI Express: их будет много
Версии PCI Express будут внедряться в зависимости от ставящихся перед интерфейсом задач и типом устройства. Например, серверы, где востребована максимальная пропускная способность, будут оборудованы максимальным количеством слотов PCI Express с максимальными показателям. В то же время, для нужд ноутбуков в большинстве случаев будет достаточно архитектуры PCI Express x1. Для настольных ПК и рабочих станций понадобится комбинация из различных вариантов реализации шины.
Совершенно новые требования выдвигаются к механическим показателям PCI Express. Для того, чтобы периферийные платы не имели возможности вывалиться из слота при вибрации или транспортировке, разработаны повышенные требования к защелкам и крепежу разъемов PCI Express.
Несмотря на то, что новый стандарт дает некую свободу конечным производителям при разработке крепежа, жестко оговоренными остаются следующие требования: энергопотребление – не более 75 Вт, вес – не более 350 граммов, высота – не более 115,15 мм.
Конечно, под такими монстрами прозрачно подразумеваются графические карты с интерфейсом PCI Express 16x; во всех других случаях требования к крепежу и другим характеристикам контроллеров значительно скромнее.
Особняком стоит реализация PCI Express для мобильных устройств в виде стандарта ExpressCard. Первыми поддержку модулей этого подстандарта получат ноутбуки и миниатюрные настольные ПК, хотя, уже известны случаи представления концепций серверных плат с разъемом ExpressCard. основное преимущество применения таких модулей — подключение периферии практически без нужды использования крепежного инструмента, а также инсталляции дополнительных драйверов. Технология ExpressCard заменит собой все устаревшие параллельные шины, в результате останутся только три современных интерфейса — PCI Express, USB 2.0 и FireWire.
В настоящее время разработано два форм-фактора модулей ExpressCard – ExpressCard/34 (ширина 34 мм) и ExpressCard/54 (ширина 54). Оба модуля имеют высоту 5 мм, как у стандарта PC Card Type II; длина модулей 75 мм, что на 10,6 мм меньше, чем у PC Card. При этом, модули ExpressCard/34 и ExpressCard/54 обладают одинаковым интерфейсом. Каждый слот под модули ExpressCard может обслуживать шину PCI Express x1.
Преимущества PCI Express
Сравнивая возможности господствовавшей многие годы параллельной шины PCI и архитектуру PCI Express, можно выделить пять наиболее значимых преимуществ последней:
• Высокая производительность – повышение пропускной способности версии x1 как минимум вдвое по сравнению с PCI, возможность линейного наращивания производительности путем линейного расширения шины. Помимо этого, PCI Express является реально дуплексной шиной.
• Упрощение разводки периферии – стандартизация там, где ранее использовались всевозможные варианты PCI — AGP, PCI-X и др.; снижение комплексных затрат на разработку и внедрение систем.
• Уровневая архитектура – основные затраты на развитие PCI Express в дальнейшем ложатся лишь на разработку соответствующей обвязки, можно экономить на возможности работы с прежним программным обеспечением.
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
💥 Видео
Влияние шин PCI-e и внутренней шины видеокарты на производительностьСкачать
PCI Express 4.0 vs 3.0 Важно знать при выборе процессора и материнской платыСкачать
Каким видеокартам нужна высокая скорость PCI-e x8 x16 Gen. 4, 3 и 2Скачать
5 лекция "Шины AGP и PCI Express"Скачать
Линии PCIe - сколько их реально нужно и чем линии CPU отличаются от линий MB?Скачать
Что такое PCIe? Все виды скоростного интерфейса подключения PCIe 1.0-6.0 (x1 x4 x8 x18 x32)Скачать
Системная шина персонального компьютера pci expressСкачать
Что будет, если подключить мощную видеокарту в слот PCI-express x1 версии 1.1?Скачать
PCIe 3.0 vs 4.0 - в чем отличия и есть ли разница в играх ? (RTX 3090)Скачать
PCI и PCI-Express что можно подключитьСкачать
Шина PCIСкачать
Athlon 200 GE + - . что делать если шина pci-e 3.0 x16 работает pci-e 3.0 x4Скачать
PCI-e зависимость видеокарт (сравнение и анализ PCI-e x1 vs x16)Скачать
Распределение линий PCI-Express в компьютереСкачать
PCIe 3 и PCIe 4: в чем разница?Скачать
Как влияет шина PCI-E на FPS в играх? Проверяем на Radeon RX 5700 XT, 5600 XT и 5500 XTСкачать
Как узнать PCI Express на компьютере или ноутбуке?Скачать
Другие устройства в диспетчере устройств как убрать Windows 11.Неизвестное устройство.PCI-контроллерСкачать
