0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем отличается интерфейс PCI Express от PCI

Чем отличается интерфейс PCI Express от PCI?

Этот вопрос мне задавали не один раз, поэтому сейчас я попробую максимально доступно и кратко ответить на него, для этого я приведу картинки слотов расширения PCI Express и PCI на материнской плате для более наглядного понимания и, конечно же, укажу основные отличия в характеристиках, т.е. совсем скоро, Вы узнаете, что это за интерфейсы и как они выглядят.

Итак, для начала давайте кратко ответим на такой вопрос, что же вообще такое PCI Express и PCI.

  1. Что такое PCI Express и PCI?
  2. Отличия PCI Express от PCI
  3. Слоты расширения PCI Express и PCI на материнских платах
  4. Интерфейсы PCI Express на видеокартах

Что такое шина PCI Express?

В далеких 2000-х, когда состоялся переход с устаревающего стандарта PCI (расш. — взаимосвязь периферийных компонентов) на PCI Express, у последнего было одно огромное преимущество: вместо последовательной шины, которой и была PCI, использовалась двухточечная шина доступа. Это означало, что каждый отдельный порт PCI и установленные в него карты, могли в полной мере использовать максимальную пропускную способность не мешая друг другу, как это происходило при подключении к PCI. В те времена количество периферийных устройств, вставляемых в карты расширения, было предостаточно. Сетевые карты, аудио карты, ТВ-тюнеры и так далее — все требовали достаточное количество ресурсов ПК. Но в отличие от стандарта PCI, использовавшего для передачи данных общую шину с подключением параллельно нескольких устройств, PCI Express, если рассматривать в общем, является пакетной сетью с топологией типа звезда.

Статья в тему:  Перестали устанавливаться обновления windows 10

С точки зрения непрофессионала, представьте свой настольный ПК в качестве небольшого магазина с одним, двумя продавцами. Старый стандарт PCI был как гастроном: все ожидали в одной очереди, чтобы их обслужили, испытывая проблемы со скоростью обслуживания с ограничением в лице одного продавца за прилавком. PCI-E больше похож на гипермаркет: каждый покупатель движется за продуктами по своему индивидуальному маршруту, а на кассе сразу несколько кассиров принимают заказ.

Очевидно, что гипермаркет по скорости обслуживания выигрывает в несколько раз у обычного магазина, благодаря тому, что магазин не может себе позволить пропускную способность больше чем один продавец с одной кассой.

Также и с выделенными полосами передачи данных для каждой карты расширения или встроенными компонентами материнской платы.

PCI vs PCI-X vs PCI-E Карты, чем они отличаются?

Все сетевые адаптеры серии PCI функционируют как интерфейс подключения, который подключает устройства к компьютеру. Однако различия между PCI и PCI-X, PCI и PCIe различны. Следующая часть в основном расскажет о сравнении карт PCI и PCI-X с PCI-E.

Рабочая топология

Основное различие между предыдущей картой PCI и картой PCI-X и последующей картой PCIe заключается в передаче данных «параллельно против последовательного». Сетевые карты PCI и PCI-X соответствуют первоначальному стандарту PCI, который представляет собой классическую архитектуру с общей шиной, в которой все подключенные периферийные устройства используют одну и ту же шину параллельно. В частности, данные будут отправляться и приниматься одновременно по нескольким линиям. Устройства обычно должны ждать на шине при связи с компьютером. Общая производительность будет снижаться по мере увеличения количества добавленных устройств. Однако, карта PCI-E использует выделенную последовательную технологию «точка-точка», напоминающую встроенную сеть. Поэтому каждое отдельное устройство имеет свою собственную шину, которая создает более эффективную систему шин. Обратите внимание, что одно последовательное соединение с более высоким тактовым сигналом может соответствовать скорости нескольких параллельных линий, движущихся с одной и той же нагрузкой.

Статья в тему:  Сетевая карта компьютера. Сетевая карта для компьютера

Рисунок 1: Рабочая топология карты PCI / PCI-X и PCI-E

Размер слота

Когда дело доходит до размера слота на материнской плате компьютера, PCI vs PCI-X, PCI vs PCIe сильно различаются. Фиксированная ширина для обычных карт PCI — 32-битная и 64-битная версии. Карта PCI-X (имеет только 64-битную ширину) физически похожа на 64-битную карту PCI. Обычные слоты PCI — это 32-битная версия длиной 85 мм, большинство сетевых карт PCI-X используют 64-битный слот длиной 130 мм. В результате слоты и соответствующие сетевые карты занимают довольно большие места на материнской плате. Наоборот, карты PCI-E можно вставлять только в предназначенные для них слоты PCIe. Размер слота зависит от количества линий, которые имеет шина PCI-E, которая указана как «x1», «x8» и т. д. Число указывает «полосы», которые предлагает слот. Слот PCI-E x1, имеющий только одну полосу, почти не занимает места на материнской плате. А 32-канальный слот PCI-E x32 аналогичен по размеру слотам PCI-X.

Пропускная способность

Как указывалось ранее, карта PCI имеет две версии: 32-разрядную и 64-разрядную, работающие на частотах 33 МГц и 66 МГц соответственно. Потенциальная полоса пропускания составляет 133 МБ/с в 32 битах на 33 МГц (стандартная конфигурация), 266 МБ/с в 32 битах на 66 МГц или в 64 битах на 33 МГц и 533 МБ/с в 64 битах на 66 МГц. Большинство сетевых адаптеров PCI-X являются только 64-разрядными и обычно работают на частотах 66 МГц, 100 МГц, 133 МГц, до 533 МГц с PCI-X 2.0, обеспечивая максимальную скорость передачи 1,06 ГБ/с. Что касается карты PCIe, она достигнут большой скачок в более высокой пропускной способности. Пропускная способность варьируется от 250 МБ/с до нескольких ГБ/с на линию в зависимости от размера и версии карты. Максимальная пропускная способность PCIe 5.0 x1 составляет 3,9 ГБ/с.

Статья в тему:  Регрессионный анализ. Простая линейная регрессия

Некоторые подробные спецификации представлены в таблице ниже:

ТипРабочая TопологияТип AвтобусаТактовая ЧастотаСкорость Передачи
PCIParallel transmission32-bit
64-bit
33MHz
66MHz
32-bit: 133MB/s, 266MB/s
64-bit: 266MB/s, 533MB/s
PCI-XParallel transmission64-bit66MHz
100MHz
133MHz
(Up to 533MHz)
533MB/s;
800MB/s;
1066MB/s
PCI-E
(PCIe 1.0 8x version)
Serial transmission8-bit2.5GHz4GB/s

Как PCI Express 4.0 влияет на скорость вашей видеокарты?

Некоторые 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 выделенную память (GDDR) для хранения текстур, используемых для рендеринга кадров на экране. Помимо тактовой частоты графического процессора, эта графическая память является наиболее важной для того, сколько кадров вы получаете каждую секунду.

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

Статья в тему:  Стоит ли антивирус на windows 10. Отключение антивируса

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

Нужно ли апгрейдить компьютер ради PCIe 4.0

Как уже говорилось выше, последней из официально вышедших версий PCIe является версия 5.0 (опубликованы официальные спецификации, но на практике она не используется). Самой «свежей» версией из используемых по состоянию на конец 2019 года является PCIe 4.0, и, судя по всему, еще долго будет таковой оставаться. Она вышла в 2017 году, однако внедрена в конкретные устройства лишь недавно, в 2019 году. Ее начала использовать компания AMD в процессорах Ryzen архитектуры Zen 2, а также в видеокартаx Radeon серии RX 5700 / 5500.

Несомненно, это значительное достижение AMD, однако, оно пока является лишь заделом на будущее и не дает никаких практических преимуществ перед конкурентами. Компания Intel внедрять PCIe 4.0 в свои процессоры не торопится. Не спешит делать это и компания nVidia, видеокарты которой пока довольствуются PCIe 3.0.

Все дело в том, что на современном этапе развития компьютерной техники возможностей PCIe 3.0 вполне достаточно. Превосходство PCIe 4.0 можно увидеть лишь в синтетических тестах. В практических же сценариях необходимости в настолько высоких скоростях обмена данными пока нет.

Статья в тему:  Самый лучший и дешевый смартфон

Видеокарты с PCIe 4.0 вполне нормально работают и в системах с PCIe 3.0. Более того, даже в компьютерах с PCIe 2.0 они показывают почти такую же производительность в играх и других приложениях, как в компьютерах с PCIe 4.0.

Но продлится это, судя по всему, не долго. Направлением, где в ближайшее время станет реально востребованной PCIe 4.0, являются современные М.2 SSD-накопители, быстродействие которых уже почти «уперлось в потолок » стандарта PCIe 3.0. Затем черед дойдет до видеокарт и другого оборудования.

Так что апгрейдить старый компьютер только ради PCIe 4.0 пока нецелесообразно. Однако при покупке нового компьютера, который планируется к использованию достаточно длительнное время, брать во внимание версию PCIe, поддерживаемую его внутренними устройствами, однозначно нужно.

Размеры PCIe: x16, x8, x4, и x1

Как следует из заголовка, число после x указывает физический размер платы PCI-E или слота, причем x16 самый большой, а x1 наименьший.

Вот как формируются различные размеры:

Количество контактовДлина
PCI Express x11825 мм
PCI Express x84956 мм
PCI Express x168289 мм

Независимо от размера высокоскоростного порта или карты, ключевой вырез, это небольшое место в карте или слоте, всегда находится на выводе 11. То есть, длина вывода 11 продолжает увеличиваться по мере перехода от PCIe x1 к PCIe x16. Это позволяет гибко использовать карты одного размера вместе со слотами другого.

Статья в тему:  Чем отредактировать файл bin. Расширение bin - что это такое

Карты PCIe подходят в любом слоте высокопроизводительного порта на системной плате, который по крайней мере такой же большой. Например, карта PCIe x1 будет входить в любой слот PCIe x4, PCIe x8 или PCIe x16. Карта PCIe x8 будет входить в любой слот PCIe x8 или PCIe x16. PCIe-карты, размер которых больше, чем слот PCIe, могут входить в меньший слот, но только если этот слот PCI-E открытый (т.е. Не имеет пробки в конце гнезда).

Видеокарта Radeon с интерфейсом PCI-Express x16

В целом, большая плата Express или слот поддерживает большую производительность, предполагая, что две карты или слоты, которые сравниваете, поддерживают одну и ту же версию PCIe.

Основные характеристики PCI–Express (1.0, 2.0 и 3.0)

Несмотря на то, что названия PCI и PCI-Express очень похожи, принципы соединения (взаимодействия) у них кардинально отличаются. В случае PCI-Express используется линия – двунаправленное последовательное соединение, типа «точка-точка», данных линий может быть несколько. В случае с видеокартами и материнскими платами (не учитываем Cross Fire и SLI), которые поддерживают PCI-Express x16 (то есть большинство), можно запросто догадаться, что таких линий 16 (рис.3), довольно часто на материнских платах с PCI-E 1.0, можно было наблюдать второй слот x8, для работы в режиме SLI или Cross Fire.

Ну, а в PCI, устройство подключается к общей 32- х разрядной параллельной шине.

Статья в тему:  Безопасный режим для виндовс 10

Рис. 3. Пример слотов с различным количеством линий

(как уже говорилось ранее, наиболее часто используется х16)

Для интерфейса PCI-Express 1.0 пропускная способность составляет 2,5 Гбит/c. Эти данные нужны нам, чтобы отслеживать изменения этого параметра в различных версиях PCI-E.

Далее, версия 1.0 эволюционировала в PCI-E 2.0. В результате данного преображения, мы получили в два раза большую пропускную способность, то есть 5 Гбит/c, но хотелось бы отметить, что в производительности графические адаптеры, особо не выиграли, так как это просто версия интерфейса. Большая часть производительности зависит от самой видеокарты, версия интерфейса может только незначительно улучшать или тормозить передачу данных (в данном случае «торможения» нет, и присутствует неплохой запас).

Точно так же в 2010 году, с запасом, был разработан интерфейс PCI-E 3.0, на данный момент он используется во всех новых системах, но если у Вас все ещё 1.0 или 2.0, то не горюйте – ниже мы поговорим о относительно обратной совместимости различных версий.

В версии PCI-E 3.0, пропускная способность была увеличена в два раза по сравнению с версией 2.0. Также там было произведено немало технических изменений.

К 2015 году ожидается появление на свет PCI-E 4.0, что для динамической IT-индустрии абсолютно неудивительно.

Ну да ладно, будем заканчивать с этими версиями и цифрами пропускной способности, и затронем очень важный вопрос обратной совместимости различных версий PCI-Express.

Статья в тему:  Как запретить windows 10 обновлять драйвера карты

Express Card

Стандарт Express Card предлагает очень простой способ добавления оборудования в систему. Целевым рынком для модулей Express Card являются ноутбуки и небольшие ПК. В отличие от традиционных плат расширения настольных компьютеров, карта Express может подключаться к системе в любой момент во время работы компьютера.

Одной из популярных разновидностей Express Card является карта PCI Express Mini Card, разработанная в качестве замены карт форм-фактора Mini PCI. Карта, созданная в этом формате, поддерживает как PCI Express, так и USB 2.0. Размеры PCI Express Mini Card составляют 30×56 мм. Карта PCI Express Mini Card может подключаться к PCI Express х1.

Заключение

Споры о якобы существующей несовместимости или потере существенной части производительности видеокарт при их установке в платформу с более ранней версией интерфейса PCI-e – это уже неотъемлемая часть истории.

Так было при переходе с первой версии на вторую, со второй на третью, с третьей на четвертую. Будьте уверены: при появлении материнских плат и видеокарт, использующих PCI-e 5.0, во вселенной комментариев абсолютно ничего не изменится.

Нет, никто здесь не собирается спорить с тем, что теоретическая пропускная способность интерфейса PCI-e возрастает с каждым поколением. Попросту глупо это отрицать, учитывая, что это четко указано в паспортных характеристиках интерфейса и подтверждается на практике, как минимум синтетическими тестами.

Статья в тему:  Плей маркет просит код. Где взять промокод для google play

Но надо иметь ввиду, что это – разница именно в максимальной пропускной способности, то есть в объеме данных, который в принципе можно передать по этому интерфейсу за единицу времени.

А вот будет ли эта характеристика реально влиять на производительность видеокарты – зависит от того, какими объемами данных она реально оперирует.

В этом материале вы могли видеть пример GeForce RTX 3080. Карта эта уже далеко не топовая, но по-прежнему очень быстрая и большинство других моделей, поддерживающих PCI-e 4.0, однозначно уступят ей в производительности.

И тем не менее – даже для RTX 3080 реальная разница между двумя интерфейсами – не только не двукратная, но и не составляет даже 20%, и даже редко где наберет 5%. А во многих случаях и вовсе составит 1-2 кадра. Что, при общем уровне производительности, больше походит на погрешность измерений, чем на влияние пропускной способности интерфейса.

Поэтому главный вопрос, который стоит задать себе в данном контексте: если для столь мощной карты разница настолько незначительна, то почему для менее производительных моделей она должна быть больше?

А ответ прост: больше она не будет.

Конечно, все это не относится к тем случаям, когда на платформе со старой версией интерфейса установлен также более медленный процессор и оперативная память. Например, если речь идет о платформе Intel LGA 1150, где интерфейс PCI-e 3.0 соседствует с четырехъядерными процессорами и памятью стандарта DDR3.

Статья в тему:  Сравнение DVI и HDMI. Какой кабель лучше vga, dvi или hdmi

Или, если угодно – при сравнении систем на платформе Socket AM4, одна из которых поддерживает одновременно процессоры Ryzen 5000 и PCI-e 4.0, а вторая вынуждена ограничиваться моделями семейства Ryzen 3000 и PCI-e 3.0.

В этих случаях, разумеется, разница будет гораздо заметнее.

Только вызвана она будет уже не версией интерфейса PCI-e, а гораздо более очевидными причинами. И говорить в таком случае придётся уже не о разнице, обусловленной стандартом PCI-e, а о разнице в общей производительности системы.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector