Что такое PCI Express | Имеют ли значение версии PCIe

PCI Express - популярная технология в наши дни, и многие спрашивают, что это такое, что она делает и почему так много шума вокруг видеокарт, твердотельных накопителей и материнских плат с поддержкой PCI Express 4.0. В этой статье мы собираемся ответить на эти вопросы. Мы также попытаемся пролить свет на то, что такое дорожки PCIe, какие существуют типы слотов PCIe и что нового в PCI Express 4.0. Если вам интересно узнать больше, читайте дальше:


Что такое PCI Express и что он обозначает?


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

Порты PCI Express на современной материнской плате.

Какие бывают типы и размеры слотов PCI Express, и что означают полосы PCIe?


Для подключения карт расширения к материнской плате PCI Express использует физические слоты. На материнских платах часто встречаются следующие слоты PCI Express: PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 и PCIe x16. Число, стоящее после буквы "x", указывает нам на физические размеры слота PCI Express, которые, в свою очередь, определяются количеством контактов на нем. Чем выше число, тем длиннее слот PCIe и тем больше контактов, соединяющих карту расширения со слотом.

Кроме того, число "x" также говорит о том, сколько дорожек доступно в данном слоте расширения. Вот как сравниваются широко используемые слоты PCIe:

  • PCIe x1: имеет 1 дорожку, 18 контактов и 25 мм в длину
  • PCIe x4: имеет 4 дорожки, 32 контакта и 39 мм в длину
  • PCIe x8: имеет 8 дорожек, 49 контактов и 56 мм в длину
  • PCIe x16: имеет 16 дорожек, 82 контакта и 89 мм в длину
PCI Express слоты, дорожки, контакты и физические размеры

PCI Express дорожки - это пути между чипсетом материнской платы и слотами PCIe или другими устройствами, входящими в состав материнской платы, такими как процессорное гнездо, слоты M.2. слоты SSD, сетевые адаптеры, контроллеры SATA или контроллеры USB.

Различные типы слотов PCI Express

В PCI Express каждая дорожка индивидуальна, что означает, что она не может быть общей для разных устройств. Например, если ваша видеокарта подключена к слоту PCIe x16, это означает, что у нее есть 16 независимых полос, выделенных только для нее. Никакой другой компонент не может использовать эти полосы, кроме видеокарты.

Еще одна идея, которая поможет вам понять, что такое полосы PCI Express: представьте, что PCI Express - это шоссе, а автомобили, которые едут по нему, - это данные, которые передаются. Чем больше полос на шоссе, тем больше машин может по нему проехать; чем больше полос PCIe, тем больше данных можно передать.

PCI Express - это как шоссе, а полосы PCIe - это... полосы

Карта PCI Express может быть установлена и работать в любом слоте PCIe на материнской плате, если этот слот не меньше карты расширения. Например, карту PCIe x1 можно установить в слот PCIe x16. Однако вы не можете сделать наоборот. Например, звуковую карту PCIe x1 можно установить в слот PCIe x16, но графическую карту PCIe x16 нельзя установить в слот PCIe x1.

Карта PCIe x1 в слоте PCIe x16.

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


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

  • PCI Express 1.0: имеет пропускную способность 250 МБ/с на полосу
  • PCI Express 2.0: имеет пропускную способность 500 МБ/с на полосу
  • PCI Express 3. 0: имеет пропускную способность 984,6 МБ/с на полосу
  • PCI Express 4.0: имеет пропускную способность 1969 МБ/с на полосу

Помните, что слоты PCIe могут иметь не одну, а несколько полос? Значения пропускной способности, которыми мы поделились, умножаются на количество полос, доступных в слоте PCIe. Если вы хотите рассчитать, какая пропускная способность доступна для определенной карты расширения, нужно умножить ее пропускную способность PCIe на полосу на количество доступных для нее полос.

Например, графическая карта, поддерживающая PCI Express 4.0 и подключенная к слоту PCIe x16, имеет общую пропускную способность около 31,51 Гб/с. Это результат умножения 1969 МБ/с на 16 (пропускная способность PCIe на полосу * 16 полос). Впечатляет, правда?

Подробнее о том, как масштабируются версии PCI Express, если учитывать полосы PCI Express:

Версии и пропускная способность 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 окончательно утверждена летом 2019 года, предлагая пропускную способность до 3938 МБ/с на дорожку и до 63 ГБ/с в конфигурации x16. Однако, скорее всего, мы не скоро увидим ее на компьютерном оборудовании потребительского класса.


Является ли новейшая PCI Express 4.0 широко доступной?


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

Материнская плата, использующая чипсет AMD X570, который поддерживает PCI Express 4

Кстати, хотя уже существует множество твердотельных накопителей с поддержкой PCIe 4.0, единственными видеокартами, которые работают с PCIe 4.0, являются AMD Radeon RX 5000, такие как Radeon RX 5700 XT и Radeon RX 5700. Intel пока не предлагает поддержку PCI Express 4.0 ни в одном из своих аппаратных средств.

AMD Radeon RX 5700 XT: видеокарта, поддерживающая PCI Express 4.0.

Как PCI Express 4.0 влияет на скорость работы видеокарты?


Некоторые люди задаются интересным вопросом: Влияет ли более быстрая и новая спецификация PCI Express 4.0 положительно на скорость работы видеокарты? Быстрый ответ: нет, не влияет, и вы не получите больше кадров в секунду! Вот почему:

Когда вы играете в игру, видеокарта использует выделенную оперативную память (GDDR) для хранения текстур, используемых для отображения кадров на экране. Помимо тактовых частот графического процессора, эта графическая память является наиболее важной для того, сколько кадров вы получаете каждую секунду.

Видеокарта использует интерфейс PCI Express, соединяющий ее с материнской платой, только когда ей нужно связаться с процессором или загрузить текстуры из системной памяти (оперативной памяти компьютера). Это не должно происходить часто, поскольку современные видеокарты имеют много собственной выделенной оперативной памяти. И даже если/когда это происходит, после передачи текстур через интерфейс PCI Express из системной оперативной памяти и загрузки их в память видеокарты они остаются там. Причина в том, что графическая память во много раз быстрее системной оперативной памяти.

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

Ни одна из доступных сегодня видеокарт не нуждается в полной пропускной способности слотов 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 в современных настольных компьютерах: PCI Express 4 против PCIe 3: есть ли улучшение производительности?


Что касается совместимости версий PCI Express?


Все версии PCI Express совместимы друг с другом. Например, видеокарта PCI Express 4.0 работает, даже если вы подключите ее к материнской плате, которая поддерживает только PCI Express 3.0 или даже 2.0. Однако пропускная способность интерфейса PCI Express ограничена наименьшим коэффициентом. Например, если вы подключите твердотельный накопитель PCI Express 4.0 к материнской плате, которая поддерживает только PCI Express 3.0, этот твердотельный накопитель будет работать на PCIe 3.0. Вместо доступа к пропускной способности 7,88 ГБ/с он может использовать только 3,94 ГБ/с, поэтому его максимальная теоретическая скорость снижается вдвое.


У вас есть другие вопросы относительно PCI Express?


Теперь вы должны иметь лучшее представление о том, что такое PCI Express, и больше понимать о различных типах слотов PCIe, дорожек и версий. Есть ли у вас другие вопросы, на которые мы могли бы ответить? Если да, или если у вас есть что добавить к этой статье, не стесняйтесь оставить комментарий ниже.

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Код: Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код: