De ce sunt porturile PCI Express de pe placa mea de bază dimensiuni diferite? x16, x8, x4 și x1 Explicat

Standardul PCI Express este unul dintre elementele de bază ale calculului modern, cu un slot pe mai mult sau mai puțin fiecare computer desktop realizat în ultimul deceniu. Dar natura conexiunii este oarecum nebuloasă: pe un computer nou, s-ar putea să vedeți o jumătate de duzină de porturi în trei sau patru dimensiuni diferite, toate etichetate „PCIE” sau PCI-E.” Deci, de ce confuzia și pe care le puteți folosi de fapt?

Înțelegerea magistralei PCI Express

Ca o actualizare la sistemul original PCI (Peripheral Component Interconnect), PCI Express a avut un avantaj uriaș când a fost dezvoltat inițial la începutul anilor 2000: a folosit o magistrală de acces punct la punct în loc de o magistrală serială. Asta însemna că fiecare port PCI individual și cardurile sale instalate puteau profita din plin de viteza lor maximă, fără ca mai multe carduri sau expansiuni să fie înfundate într-o singură magistrală.

În termeni profani, imaginați-vă computerul desktop ca pe un restaurant. Vechiul standard PCI era ca o delicatesă, toată lumea așteptând într-o singură linie pentru a fi servită, cu viteza de deservire limitată de o singură persoană la ghișeu. PCI-E seamănă mai mult cu un bar, fiecare patron așezat pe un loc alocat, cu mai mulți barmani care preiau comanda tuturor simultan. (Bine, deci nu este niciodată posibil să obțineți imediat un barman pentru fiecare patron, dar să ne prefacem că acesta este un bar cu adevărat grozav.) Cu benzi de date dedicate pentru fiecare card de expansiune sau periferic, întregul computer poate accesa componentele și accesoriile mai rapid.

Acum, pentru a extinde metafora noastră de deli/bar, imaginați-vă că unele dintre acele locuri au mai mulți barmani rezervați doar pentru ei. De aici intervine ideea de benzi multiple.

Viața pe căile rapide

PCI-E a trecut prin mai multe revizuiri de la începuturi; în prezent, noile plăci de bază folosesc în general versiunea 3 a standardului, versiunea 4 mai rapidă devenind din ce în ce mai comună, iar versiunea 5 se așteaptă să apară în 2019. Dar diferitele revizuiri folosesc toate aceleași conexiuni fizice, iar acele conexiuni pot fi în patru dimensiuni principale. : x1, x4, x8 și x16. (Există porturi x32, dar sunt extrem de rare și, în general, nu se văd pe hardware-ul de consum.)

Dimensiunile fizice diferite permit un număr diferit de conexiuni simultane de pin de date la placa de bază: cu cât portul este mai mare, cu atât mai multe conexiuni maxime pe card și port. Aceste conexiuni sunt cunoscute în mod colocvial sub denumirea de „benzi”, fiecare bandă PCI-E fiind compusă din două perechi de semnalizare, una pentru trimiterea datelor și cealaltă pentru primirea datelor. Diferitele revizuiri ale standardului PCI-E permit viteze diferite pe fiecare bandă. Dar, în general, cu cât există mai multe benzi pe un singur port PCI-E și pe cardul său conectat, cu atât mai repede pot circula datele între periferic și restul sistemului informatic.

Revenind la metafora barului nostru: dacă vă imaginați fiecare patron stând la bar ca un dispozitiv PCI-E, atunci o bandă x1 ar fi un singur barman care servește un singur client. Dar un patron care stă pe scaunul „x4” alocat ar avea patru barmani să-i aducă băuturi și mâncare, iar locul „x8” ar avea opt barmani doar pentru băuturile ei, iar cel de pe scaunul „x16” ar avea șaisprezece. barmani doar pentru el. Și acum vom înceta să mai vorbim despre baruri și barmani, pentru că bietii noștri băutori metaforici sunt în pericol de otrăvire cu alcool.

Ce periferice folosesc ce porturi?

Pentru versiunea obișnuită de revizuire 3.0 a PCI Express, rata maximă de date pe bandă este de opt gigatransferuri, un termen care înseamnă „toate datele și supraîncărcarea electronică simultan”. În lumea reală, viteza pentru versiunea 3 a PCI-E este puțin mai mică de un gigabyte pe secundă, pe bandă.

RELATE: Este acum un moment bun pentru a cumpăra o nouă placă grafică NVIDIA sau AMD?

Deci, un dispozitiv care utilizează un port PCI-E x1, cum ar fi o placă de sunet de putere redusă sau o antenă Wi-Fi, poate transfera date către restul computerului la aproximativ 1 GBps. Un card care ajunge la slotul x4 sau x8 mai mare din punct de vedere fizic, cum ar fi un card de expansiune USB 3.0, poate transfera date de patru sau opt ori mai repede - și ar fi nevoie, dacă mai mult de două dintre aceste porturi USB ar fi utilizate la maximum. rata de transfer. Porturile PCI-E x16, cu un maxim teoretic de aproximativ 15 GBps pe versiunea 3.0, sunt folosite pentru aproape toate plăcile grafice moderne proiectate de NVIDIA și AMD.

RELATE: Ce este slotul de expansiune M.2 și cum îl pot folosi?

Nu există reguli stabilite pentru cardurile de expansiune care vor folosi numărul de benzi. Plăcile grafice tind să folosească x16 doar de dragul unui transfer maxim de date, dar evident că nu aveți nevoie de o placă de rețea pentru a utiliza un port x16 și șaisprezece benzi întregi atunci când portul său Ethernet este capabil să transfere date doar cu un gigabit pe secundă ( aproximativ o opteme din debitul unei benzi PCI-E - nu uitați, opt biți pentru un octet). Există o cantitate mică de unități SSD montate pe PCI-E care preferă un port x4, dar acestea par să fi fost depășite rapid de noul standard M.2, care poate folosi și magistrala PCI-E. Plăcile de rețea de ultimă generație și echipamentele de pasionat, cum ar fi adaptoarele și controlerele RAID, folosesc o combinație de formate x4 și x8.

Rețineți: dimensiunea portului și benzile PCI-E pot să nu fie același lucru

RELATE: Ce este un „Chipset” și de ce ar trebui să-mi pese?

Iată una dintre cele mai confuze părți ale configurației PCI-E: un port poate avea dimensiunea unui card x16, dar are suficiente benzi de date pentru ceva mult mai puțin rapid, cum ar fi x4. Acest lucru se datorează faptului că, în timp ce PCI-E poate găzdui practic cantități nelimitate de conexiuni individuale, există totuși o limită practică a fluxului de bandă al chipset-ului. Plăcile de bază mai ieftine cu chipset-uri mai orientate spre buget ar putea ajunge doar la un singur slot x8, chiar dacă acel slot poate găzdui fizic un card x16. Între timp, plăcile de bază „gamer” vor include până la patru sloturi PCI-E complete x16-size și x16-lane pentru compatibilitate maximă cu GPU. (Am discutat despre asta mai detaliat aici.)

Evident, acest lucru poate cauza probleme. Dacă placa dvs. de bază are două sloturi de dimensiunea x16, dar unul dintre ele are doar x4 benzi, atunci conectarea plăcii dvs. grafice noi și fanteziste în slotul greșit i-ar putea bloca performanța cu 75%. Acesta este un rezultat teoretic, desigur: arhitectura plăcilor de bază înseamnă că nu veți vedea un declin atât de dramatic. Ideea este că cardul potrivit trebuie să intre în slotul potrivit.

Din fericire, capacitatea de bandă a sloturilor PCI specifice este, în general, specificată în manualul computerului sau al plăcii de bază, cu o ilustrare a slotului care are ce capacitate. Dacă nu aveți manualul dvs., numărul de benzi este în general scris pe PCB-ul plăcii de bază lângă port, astfel:

De asemenea, un card x1 sau x4 mai scurt se poate încadra fizic într-un slot x8 sau x16 mai lung: configurația inițială a pinului contactelor electrice îl face compatibil. Cardul poate fi puțin slăbit din punct de vedere fizic, dar atunci când este înșurubat în sloturile de expansiune ale carcasei unui PC, este mai mult decât suficient de robust. Desigur, dacă contactele unui card sunt fizic mai mari decât slotul, acesta nu poate fi introdus.

Așa că nu uitați, atunci când cumpărați carduri de extindere sau de upgrade pentru sloturile PCI Express, trebuie să fiți atenți atât la dimensiunea, cât și la evaluarea benzii porturi disponibile.

Credit imagine: Newegg, Amazon