В чем разница между PCI Express 3.0 и 4.0
Основная разница между PCI Express 3.0 и 4.0 заключается в скорости передачи данных. Каждая версия PCI Express получает удвоение пропускной способности и 4-я версия не исключение. При использовании 16 линий через PCI-e 4.0 можно передавать данные со скоростью31,5 ГБайт/с, что в два раза больше, чем при использовании версии 3.0.
| Год | Версия | Пропускная способность (на 16 линий) |
| 2002 | 1.0 | 4,0 Гбайт/с |
| 2007 | 2.0 | 8,0 Гбайт/с |
| 2010 | 3.0 | 15,8 Гбайт/с |
| 2017 | 4.0 | 31,5 Гбайт/с |
Разница в пропускной способности выглядит впечатляюще, но многим устройствам такая большая скорость на данный момент не нужна. Поэтому реальный прирост производительности может быть намного меньше.
Например, в таблице внизу приведены результаты видеокарты Radeon RX 5700 XT при ее подключении с помощью PCI-e 3.0 и PCI-e 4.0. Как видно, более высокая пропускная способность PCI-e 4.0 практически не влияет на производительность видеокарты в играх.
| Средний FPS на максимальных настройках в FullHD | ||
| PCI-e 3.0 | PCI-e 4.0 | |
| Shadow of the Tomb Raider | 104 | 105 |
| Gears 5 | 100 | 101 |
| Red Dead Redemption 2 | 66 | 66 |
| Metro Exodus | 52 | 52 |
| Borderlands 3 | 82 | 83 |
| The Division 2 | 101 | 101 |
| Assassin’s Creed Odyssey | 64 | 64 |
С другой стороны, твердотельные диски (SSD) очень чувствительны к скорости подключения и в этом случае разница между PCI Express 3.0 и PCI Express 4.0 более заметна.
Например, в таблице внизу приведены результаты двух похожих SSD накопителей: FireCuda 510 и FireCuda 520. Первый из которых использует интерфейс PCI-e 3.0, а второй PCI-e 4.0.
| FireCuda 510 2 Тбайт | FireCuda 520 2 Тбайт | |
| PCI-e 3.0 | PCI-e 4.0 | |
| Последовательное чтение | 3450 Мбайт/с | 5000 Мбайт/с |
| Последовательная запись | 3200 Мбайт/с | 4400 Мбайт/с |
Как видно, при последовательном чтении прирост производительности почти полуторакратный. В новых SSD, которые будут выпускаться под PCI-e 4.0 эта разница может быть еще существенней.
Максимизация совместимости совместно с PCIe
Как вы читаете в разделах размеров и версий выше, использует практически любую конфигурацию, которую вы можете себе представить. Если он
физически подходит, он вероятно, работает ..
это здорово.
Однако важно знать, что для увеличения пропускной способности (которая обычно соответствует максимальной производительности) вам нужно выбрать самую высокую
версию PCIe, поддерживаемую вашей материнской платой, и выбрать самый большой размер данного порта, который будет соответствовать
Например, графическая карта на высокоскоростном порту 3.0 x16 даст вам максимальную производительность, но только если материнская плата поддерживает высокоскоростной порт версии 3.0 и имеет
свободный высокоскоростной порт x16. Если модель системной платы использует исключительно PCIe 2.0, карта будет работать только с поддерживаемой скоростью (например,
64 Гбит/с в слоте x16).
Большинство материнских плат и персональных компьютеров, выпущенных в 2013 году или позже, вероятно, поддерживают Express v3.0. Если вы не уверены, проверьте
руководство по материнской плате или пк.
Если не получается найти какую-либо окончательную информацию о версии PCI, возможности использования вашей материнской платой, я рекомендую купить самую большую и
последнюю версию PCIe-карты, если она подойдет, конечно.
Необходимое количество линий PCI-e
Честно говоря, подобный результат был предсказуем, но даже я думал, что в режиме х4 снижение производительности будет более ощутимым. Напомним, что современные х8 3.0 равняются х16 2.0. Т.е. если у вас старая материнская плата, которая оснащается разъемом PCIe 2.0 х16 — можете устанавливать туда любую видеокарту, снижения производительности вы не увидите. Но самое главное, что вы можете собирать тандем SLI на материнских платах без поддержки х16 + х16. Вам вполне хватит х8 + х8. Едва ли вы заметите снижение производительности. Особенно если учесть, что вторая видеокарта и так не дает прироста ровно в 100%, а немного ниже. Поэтому собирать тандемы из пары видеокарт можно на любой современной материнской плате. На этом фоне, готовящийся к выходу PCIe 4.0 уже не видится столь интересной инновацией, хоть и принесет с собой увеличение производительности для многопроцессорных (GPU) систем. Надеюсь, я помог вам разобраться, и вы получили ответ на вопрос, сколько же нужно линий PCIe для полноценной скорости работы.
Жизнь на быстрых полосах
PCI-E с момента своего создания претерпел множество изменений; в настоящее время новые материнские платы обычно используют версию 3 стандарта, более быстрая версия 4 становится все более и более распространённой, и уже выпущена спецификация версии 5. Но все разные версии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут быть четырёх основных размеров : x1, x4, x8 и x16. (Порты x32 существуют, но встречаются крайне редко и обычно не встречаются на потребительском оборудовании.)
Карты разного размера поддерживают разное максимальное количество линий PCI-Express.
Различные физические размеры позволяют использовать разное количество одновременных подключений контактов данных к материнской плате: чем больше порт, тем больше максимальное количество подключений к карте и порту. Эти соединения в просторечии известны как «дорожки», при этом каждая дорожка PCI-E состоит из двух сигнальных пар, одна для отправки данных, а другая для приёма данных. Различные версии стандарта PCI-E допускают разную скорость на каждой полосе. Но, вообще говоря, чем больше полос на одном порте PCI-E и подключённой к нему карте, тем быстрее могут передаваться данные между периферийным устройством и остальной частью компьютерной системы.
Возвращаясь к нашей метафоре бара: если вы представите каждого посетителя, сидящего за стойкой, как устройство PCI-E, то дорожка x1 будет одним барменом, обслуживающим одного клиента. Но у посетителя, сидящего на отведённом месте «x4», будет четыре бармена, которые будут приносить ему напитки и еду, а на месте «x8» будет восемь барменов только для её напитков, а на сиденье «x16» будет целых шестнадцать барменов только для него. А теперь мы перестанем говорить о барах и барменах, потому что нашим бедным образным пьющим грозит отравление алкоголем.
Что такое PCI Express и что он обозначает?
PCI Express означает Peripheral Component Interconnect Express и представляет собой стандартный интерфейс для подключения периферийного оборудования к материнской плате на компьютере. Другими словами, PCI Express или сокращенно PCIe — это интерфейс, который подключает к материнской плате внутренние карты расширения, такие как видеокарты, звуковые карты, адаптеры Ethernet и Wi-Fi . Кроме того, PCI Express также используется для подключения некоторых типов твердотельных накопителей, которые обычно очень быстрые.
Какие типы слотов и размеров PCI Express существуют, и что означают линии PCIe? Для подключения плат расширения к материнской плате PCI Express использует физические слоты. Обычными слотами PCI Express, которые мы видим на материнских платах, являются PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 и PCIe x16. Число, которое следует за буквой «х», говорит нам о физических размерах слота PCI Express, который, в свою очередь, определяется количеством контактов на нем. Чем больше число, тем длиннее слот PCIe и тем больше контактов, которые соединяют плату расширения с гнездом.
Кроме того, число «х» также указывает, сколько полос доступно в этом слоте расширения. Вот как сравниваются часто используемые слоты PCIe:
- PCIe x1: имеет 1 полосу , 18 контактов и длину 25 мм
- PCIe x4: имеет 4 линии , 32 контакта и длину 39 мм
- PCIe x8: имеет 8 линий , 49 контактов и длину 56 мм
- PCIe x16: имеет 16 линий , 82 контакта и длину 89 мм
Линии PCI Express — это пути между набором микросхем материнской платы и слотами PCIe или другими устройствами, являющимися частью материнской платы, такими как разъем процессора, слоты M.2 SSD, сетевые адаптеры, контроллеры SATA или контроллеры USB.
В PCI Express каждая полоса индивидуальна, что означает, что она не может быть разделена между различными устройствами. Например, если ваша видеокарта подключена к слоту PCIe x16, это означает, что она имеет 16 независимых линий, выделенных только для нее. Никакой другой компонент не может использовать эти полосы, кроме графической карты.
Вот идея, которая может упростить вам понимание того, что такое линии PCI Express: просто представьте, что PCI Express — это магистраль, а автомобили, которые едут по ней, — это данные, которые передаются. Чем больше полос движения доступно на шоссе, тем больше автомобилей можно проехать по нему; чем больше у вас PCIe-линий, тем больше данных можно передать.
Карта PCI Express может устанавливаться и работать в любом слоте PCIe, доступном на материнской плате, если этот слот не меньше платы расширения. Например, вы можете установить карту PCIe x1 в слот PCIe x16. Тем не менее, вы не можете сделать обратное. Например, вы можете установить звуковую карту PCIe x1 в слот PCIe x16, но вы не можете установить графическую карту PCIe x16 в слот PCIe x1.
Какие версии PCI Express существуют, и какую скорость передачи данных (пропускную способность) они поддерживают?
Сегодня 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 удвоенную пропускную способность предыдущего 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 предложить не одну, а несколько дорожек? Значения полосы пропускания, которые мы разделили, умножаются на количество линий, доступных в слоте PCIe. Если вы хотите рассчитать, сколько пропускной способности доступно для определенной платы расширения, вам нужно умножить пропускную способность PCIe на линию на количество доступных для нее линий.
Например, графическая карта, которая поддерживает PCI Express 4.0 и подключена 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, если принять во внимание линии PCI Express:
В будущем появятся новые версии PCI Express, такие как PCI Express 5.0 и PCI Express 6.0. Спецификация PCIe 5.0 была доработана летом 2019 года, предлагая пропускную способность до 3938 МБ / с на линию и до 63 ГБ / с в конфигурации x16. Однако, скорее всего, мы не увидим его в ближайшее время на компьютерном оборудовании потребительского уровня.
Распиновка PCI-Express 1x
| Pin | Side B Connector | Side A Connector | ||
| # | Name | Description | Name | Description |
| 1 | +12v | +12 volt power | PRSNT#1 | Hot plug presence detect |
| 2 | +12v | +12 volt power | +12v | +12 volt power |
| 3 | +12v | +12 volt power | +12v | +12 volt power |
| 4 | GND | Ground | GND | Ground |
| 5 | SMCLK | SMBus clock | JTAG2 | TCK |
| 6 | SMDAT | SMBus data | JTAG3 | TDI |
| 7 | GND | Ground | JTAG4 | TDO |
| 8 | +3.3v | +3.3 volt power | JTAG5 | TMS |
| 9 | JTAG1 | +TRST# | +3.3v | +3.3 volt power |
| 10 | 3.3Vaux | 3.3v volt power | +3.3v | +3.3 volt power |
| 11 | WAKE# | Link Reactivation | PERST# | PCI-Express Reset signal |
| Mechanical Key | ||||
| 12 | RSVD | Reserved | GND | Ground |
| 13 | GND | Ground | REFCLK+ | Reference Clock Differential pair |
| 14 | HSOp(0) | Transmitter Lane 0, Differential pair |
REFCLK- | |
| 15 | HSOn(0) | GND | Ground | |
| 16 | GND | Ground | HSIp(0) | Receiver Lane 0, Differential pair |
| 17 | PRSNT#2 | Hotplug detect | HSIn(0) | |
| 18 | GND | Ground | GND | Ground |
Распиновка PCI-Express 16x
| Pin | Side B Connector | Side A Connector | ||
| # | Name | Description | Name | Description |
| 1 | +12v | +12 volt power | PRSNT#1 | Hot plug presence detect |
| 2 | +12v | +12 volt power | +12v | +12 volt power |
| 3 | +12v | +12 volt power | +12v | +12 volt power |
| 4 | GND | Ground | GND | Ground |
| 5 | SMCLK | SMBus clock | JTAG2 | TCK |
| 6 | SMDAT | SMBus data | JTAG3 | TDI |
| 7 | GND | Ground | JTAG4 | TDO |
| 8 | +3.3v | +3.3 volt power | JTAG5 | TMS |
| 9 | JTAG1 | +TRST# | +3.3v | +3.3 volt power |
| 10 | 3.3Vaux | 3.3v volt power | +3.3v | +3.3 volt power |
| 11 | WAKE# | Link Reactivation | PERST# | PCI-Express Reset signal |
| Mechanical Key | ||||
| 12 | RSVD | Reserved | GND | Ground |
| 13 | GND | Ground | REFCLK+ | Reference Clock Differential pair |
| 14 | HSOp(0) | Transmitter Lane 0, Differential pair |
REFCLK- | |
| 15 | HSOn(0) | GND | Ground | |
| 16 | GND | Ground | HSIp(0) | Receiver Lane 0, Differential pair |
| 17 | PRSNT#2 | Hotplug detect | HSIn(0) | |
| 18 | GND | Ground | GND | Ground |
| 19 | HSOp(1) | Transmitter Lane 1, Differential pair |
RSVD | Reserved |
| 20 | HSOn(1) | GND | Ground | |
| 21 | GND | Ground | HSIp(1) | Receiver Lane 1, Differential pair |
| 22 | GND | Ground | HSIn(1) | |
| 23 | HSOp(2) | Transmitter Lane 2, Differential pair |
GND | Ground |
| 24 | HSOn(2) | GND | Ground | |
| 25 | GND | Ground | HSIp(2) | Receiver Lane 2, Differential pair |
| 26 | GND | Ground | HSIn(2) | |
| 27 | HSOp(3) | Transmitter Lane 3, Differential pair |
GND | Ground |
| 28 | HSOn(3) | GND | Ground | |
| 29 | GND | Ground | HSIp(3) | Receiver Lane 3, Differential pair |
| 30 | RSVD | Reserved | HSIn(3) | |
| 31 | PRSNT#2 | Hot plug detect | GND | Ground |
| 32 | GND | Ground | RSVD | Reserved |
| 33 | HSOp(4) | Transmitter Lane 4, Differential pair |
RSVD | Reserved |
| 34 | HSOn(4) | GND | Ground | |
| 35 | GND | Ground | HSIp(4) | Receiver Lane 4, Differential pair |
| 36 | GND | Ground | HSIn(4) | |
| 37 | HSOp(5) | Transmitter Lane 5, Differential pair |
GND | Ground |
| 38 | HSOn(5) | GND | Ground | |
| 39 | GND | Ground | HSIp(5) | Receiver Lane 5, Differential pair |
| 40 | GND | Ground | HSIn(5) | |
| 41 | HSOp(6) | Transmitter Lane 6, Differential pair |
GND | Ground |
| 42 | HSOn(6) | GND | Ground | |
| 43 | GND | Ground | HSIp(6) | Receiver Lane 6, Differential pair |
| 44 | GND | Ground | HSIn(6) | |
| 45 | HSOp(7) | Transmitter Lane 7, Differential pair |
GND | Ground |
| 46 | HSOn(7) | GND | Ground | |
| 47 | GND | Ground | HSIp(7) | Receiver Lane 7, Differential pair |
| 48 | PRSNT#2 | Hot plug detect | HSIn(7) | |
| 49 | GND | Ground | GND | Ground |
| 50 | HSOp(8) | Transmitter Lane 8, Differential pair |
RSVD | Reserved |
| 51 | HSOn(8) | GND | Ground | |
| 52 | GND | Ground | HSIp(8) | Receiver Lane 8, Differential pair |
| 53 | GND | Ground | HSIn(8) | |
| 54 | HSOp(9) | Transmitter Lane 9, Differential pair |
GND | Ground |
| 55 | HSOn(9) | GND | Ground | |
| 56 | GND | Ground | HSIp(9) | Receiver Lane 9, Differential pair |
| 57 | GND | Ground | HSIn(9) | |
| 58 | HSOp(10) | Transmitter Lane 10, Differential pair |
GND | Ground |
| 59 | HSOn(10) | GND | Ground | |
| 60 | GND | Ground | HSIp(10) | Receiver Lane 10, Differential pair |
| 61 | GND | Ground | HSIn(10) | |
| 62 | HSOp(11) | Transmitter Lane 11, Differential pair |
GND | Ground |
| 63 | HSOn(11) | GND | Ground | |
| 64 | GND | Ground | HSIp(11) | Receiver Lane 11, Differential pair |
| 65 | GND | Ground | HSIn(11) | |
| 66 | HSOp(12) | Transmitter Lane 12, Differential pair |
GND | Ground |
| 67 | HSOn(12) | GND | Ground | |
| 68 | GND | Ground | HSIp(12) | Receiver Lane 12, Differential pair |
| 69 | GND | Ground | HSIn(12) | |
| 70 | HSOp(13) | Transmitter Lane 13, Differential pair |
GND | Ground |
| 71 | HSOn(13) | GND | Ground | |
| 72 | GND | Ground | HSIp(13) | Receiver Lane 13, Differential pair |
| 73 | GND | Ground | HSIn(13) | |
| 74 | HSOp(14) | Transmitter Lane 14, Differential pair |
GND | Ground |
| 75 | HSOn(14) | GND | Ground | |
| 76 | GND | Ground | HSIp(14) | Receiver Lane 14, Differential pair |
| 77 | GND | Ground | HSIn(14) | |
| 78 | HSOp(15) | Transmitter Lane 15, Differential pair |
GND | Ground |
| 79 | HSOn(15) | GND | Ground | |
| 80 | GND | Ground | HSIp(15) | Receiver Lane 15, Differential pair |
| 81 | PRSNT#2 | Hot plug present detect | HSIn(15) | |
| 82 | RSVD#2 | Hot Plug Detect | GND | Ground |
Существует также и mini PCI Express разъём, цоколёвка которого приведена на рисунке выше.
Детектирование устройства
Для детектирования устройств в слотах PCI Express используется механизм, основанный на сигналах шины PRSNT#1 и PRSNT#2. Их мнемоника говорит сама за себя: Present — значит В наличии.
Рис 1. Hot-Plug: укороченные ламели, размещенные по краям разъема, при установке замыкаются последними,
а при извлечении размыкаются первыми
Необходимость обслуживания «горячего подключения», заложенного в PCIe-стандарт, требует их исполнения в виде укороченных ламелей и в некоторых случаях размещения только по краям разъема. Соблюдение этого условия при подключении устройств с различной шириной линка («link width») обеспечивается несколькими копиями сигнала PRSNT#2.
Рис 2. PCI Express x8 Riser карты Supermicro RR1U-E8 готовятся для установки адаптеров PCIe x16
Установка видеокарты PCI Express x16 в Riser Card x8 приводит к тому, что сигнал PRSNT#2, заведенный на контакт B81, остается неподключенным. Его заземление на системной плате обеспечит успешное детектирование устройства. Для этого закорачиваются контакты и на PCI Express Riser Card.
Рис 3. Гребёнка готова к использованию:
разъем доработан для установки плат PCIe x16,
запаяна перемычка между контактами B48 и B49.
Результаты тестирования влияния числа линий PCI-E на работу CrossFireX и SLI конфигураций на платформе Intel LGA 1155
Переходим к тестам.Мы будем сравнивать результаты CrossFireX и SLI конфигураций, в зависимости от числа линий PCI-E.
Расшифровка обозначений на диаграммах:16+16 AMD Radeon HD 6850 x2 (775/1000) CrossFireX — Пара 6850 в CrossFireX и схемой 16+1616+16 AMD Radeon HD 6850 x2 (775/1000) HYDRA — Две 6850 объединение режимом A-Mode чипом HYDRA и схемой 16+1616+16 Leadtek GeForce GTX 460 1024Mb x2 (800/1000) SLI — SLI из двух GTX 460 и схемой 16+1616+16 Leadtek GeForce GTX 460 1024Mb x2 (800/1000) HYDRA — Две GTX 460 объединение режимом N-Mode чипом HYDRA и схемой 16+1616+8+8 Leadtek GeForce GTX 460 1024Mb (800/1000) + AMD Radeon HD 6850 x2 (775/1000) HYDRA — конфигурация с GTX 460 и парой 6850 (схема 16+8+8)8+8 AMD Radeon HD 6850 x2 (775/1000) CrossFireX — CrossFireX 8+8 на Biostar8+8 Leadtek GeForce GTX 460 1024Mb x2 (800/1000) SLI – SLI 8+8 на Biostar
3DMark 11
Performance:CrossFireX — 100,39%. 8+8 впередиSLI — 95,66%. 16+16 впереди
Extreme:CrossFireX — 100,04%. 8+8 впередиSLI — 98,61%. Впереди 16+16
Вывод по 3DMark11: для CrossFireX конфигураций потребности в 32 линиях нет. Для SLI конфигураций есть польза от использования схемы 16+16 до 4%.
3DMark Vantage
Performance:CrossFireX — 103,92% победа 8+8SLI — 87,3% 16+16 ведет
High:CrossFireX — 98,39% 16+16 победаSLI — 92,9% победила 16+16
Вывод по 3DMark Vantage: для CrossFireX конфигураций нет разницы в 32 линии или же 16. Аномально большой профит от схемы 16+16 для SLI — до 13%.
Помните: размер порта PCI-E и и количество полос могут не совпадать
Вот одна из наиболее запутанных частей настройки PCI-E: порт может быть размером с карту x16, но иметь достаточно линий данных только для чего-то гораздо менее быстрого, например x4. Это связано с тем, что хотя PCI-E может поддерживать практически неограниченное количество отдельных подключений, все же существует практический предел пропускной способности чипсета. Более дешёвые материнские платы с более бюджетными чипсетами могут подойти только до одного слота x8, даже если этот слот физически может вместить карту x16. Между тем, материнские платы для «геймеров» будут иметь до четырёх полных слотов PCI-E размера x16 и x16 для максимальной совместимости с графическим процессором.
Эта материнская плата для энтузиастов включает пять полноразмерных слотов PCI-E x16, но только два из них имеют полные 16 линий передачи данных — остальные — x8 и x4.
Очевидно, это может вызвать проблемы. Если на вашей материнской плате есть два слота размером x16, но один из них имеет только x4 полосы, то установка новой модной видеокарты в неправильный слот может снизить её производительность на 75%. Конечно, это теоретический результат: архитектура материнских плат означает, что вы не увидите такого резкого спада. Дело в том, что правильная карта должна быть вставлена в правильный слот.
К счастью, пропускная способность определённых слотов PCI обычно указывается в руководстве к компьютеру или материнской плате с указанием того, какой слот имеет какую ёмкость. Если у вас нет руководства, количество полос обычно указывается на печатной плате материнской платы рядом с портом, например:
Этикетки на этих портах показывают доступные полосы: порт x1 вверху имеет одну полосу, а порт x16 внизу — только четыре, несмотря на его физический размер. PCIEX1_2 означает, что это второй порт x1 на материнской плате.
Кроме того, более короткая карта x1 или x4 может физически поместиться в более длинный слот x8 или x16: первоначальная конфигурация контактов электрических контактов делает её совместимой. Карта может немного болтаться физически, но когда она закреплена в слотах расширения корпуса ПК, она сидит более чем крепко. Естественно, если контакты карты физически больше слота, вставить её нельзя.
Поэтому помните, что при покупке карт расширения или обновлений для слотов PCI Express вы должны учитывать как размер, так и скорость передачи доступных портов.
Связанная статья: PCIe 4.0: что нового и почему это важно
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 2020 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. 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
Как производится обмен между PCI-E устройствами
Обмен данными с PCI-E устройством по каждой линии производится по двум каналам (приемный, RX и передающий, TX).
Изображение, демонстрирующее процесс обмена данным по четырем линиям PCI-E:
Процессор видеокарты обрабатывает данные в виде бинарного кода в соответствии с алгоритмом, заданным программой (например, майнером) .
Связь между PCI-E устройствами (например, между видеокартой и материнской платой) организовывается на трех уровнях:
- транзакционный (transaction layer) — формирует заголовок пакета и включает в него данные для обработки видеочипом;
- уровень обмена данными (data link layer) — обеспечивает транспортировку пакетов данных между устройствами. На этом уровне используется три вида пакетов: TLP acknowledgement, flow control и power management;
физический (PHY layer) — формируются старт-стоповые импульсы тока с определенной полярностью, амплитудой и частотой, обозначающие начало и конец пакета, который передается по проводникам. На этом уровне работают цифровые и аналоговые электрические цепи, обеспечивающие необходимую полосу пропускания, скорость передачи данных и другие физические характеристики линии PCI-E.
Изображение, иллюстрирующее формирование пакета данных при обмене по линиям PCI-E:
Программное обеспечение (майнер) работает только с данными, находящимися внутри пакета, формируемого transaction layer:
Если часть этих данных теряется, то в майнере появляются ошибки.
Так как размер пакета ограничен, за единицу времени можно передать только небольшое количество информации. Для увеличения пропускной способности повышают частоту прохождения пакетов, применяют оптимизированную кодировку, а также увеличивают количество параллельно работающих линий PCI-E.
Каждая линия физически состоит из двух дифференциальных пар (приема и передачи), по которым производится обмен высокочастотными импульсными сигналами низкой амплитуды:
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.
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.
