Lyhyesti PCI:stä ja eroista PCIe:n ja AGP:n kanssa. Tavalliset PCI-paikat ja -kortit

Jokainen tietokoneen käyttäjä on ainakin kerran avannut laitehallinnan tietokoneessaan. Sillä ei ole väliä, onko kyseessä tavallinen pöytätietokone vai kannettava tietokone, niin sanotun PCI-ohjaimen löydät kaikkialta. Mikä se on ja miksi sitä tarvitaan tietokoneella? Mistä sitä kannattaa etsiä ja mitä sille tehdä?

Mikä on PCI-ohjain?

PCI on yleisväylä eri laitteiden liittämiseen. Ne sijaitsevat yleensä tietokoneen emolevyllä ja niiden avulla voidaan liittää siihen erilaisia ​​lisäkortteja. Pöytätietokoneen omistajien on helpompi löytää PCI-liittimet tietokoneestaan. Kun irrotat kotelon sivukannen, näet PC:si emolevyn, ja siinä on useita suuria valkoisia liittimiä. Näitä liittimiä kutsutaan PCI-väyliksi. Heidän avullaan voit liittää emolevyyn näytönohjaimen, äänikortin, lisäliittimillä varustetut kortit (USB tai COM), verkkokortin jne.

Itse PCI-ohjain on osa emolevyä ja vastaa itse väylöiden ja niihin kytkettyjen laitteiden normaalista toiminnasta. PCI-liittimiä on eri versioita ja ne on suunniteltu erityyppisille korteille. Jos tarkastelet tarkkaan tietokoneen emolevyä, huomaat, että näytönohjaimen liitin on erilainen kuin muut. Tämä johtuu siitä, että näytönohjainkorteilla on suurempi tiedonsiirtonopeus emolevyn kanssa ja ne kuluttavat myös enemmän sähköä. Emolevyistä löytyy myös pieni PCI-liitin, joka on suunniteltu verkko- tai erilaisille muille vähemmän virtaa kuluttaville korteille, jotka eivät vaadi laajaa tiedonsiirtokanavaa.

PCI-laitteen asentaminen

Kun valitset lisälaitetta tietokoneellesi, selvitä, mikä versio PCI-liittimistä on asennettu emolevyllesi. Muista, että näiden liittimien eri versiot eroavat muodoltaan, joten yhdelle liittimen versiolle tarkoitettu laite ei ole fyysisesti yhteensopiva emolevyn liittimen toisen version kanssa.

On melko yksinkertaista selvittää, onko laite yhteensopiva emolevyn kanssa:

1. Lataa Everest, asenna ja suorita se.
2. Valitse vasemmasta sarakkeesta "Laitteet" ja valitse sieltä "PCI-laitteet". Ohjelman keskusikkuna jaetaan kahteen osaan. Yläikkunassa luetellaan kaikki PCI-väylään kytketyt laitteet. Napsauta laitetta, alemmassa ikkunassa näet tiedot laitteesta ja itse väylästä, johon se on kytketty. Sieltä löydät myös PCI-väylän version.
3. Voit tehdä sen helpommin ja etsiä Internetistä kuvauksen emolevystäsi ja verrata sitä sitten asennettavan laitteen ominaisuuksiin. Voit selvittää emolevyn mallin Everest-ohjelman avulla avaamalla "emolevy" -osion.

Jos valittu kortti on yhteensopiva emolevysi kanssa, voit jatkaa laitteen asentamista suoraan.

1. Irrota PC-kotelon sivukansi.
2. Valitse PCI-paikka, johon laite asennetaan, tai poista laite, jonka haluat vaihtaa uuteen, haluamastasi paikasta.
3. Aseta kortti varovasti niin, että se sopii kokonaan liittimeen. Tässä ei voi mennä pieleen, koska on fyysisesti mahdotonta asentaa korttia väärin liittimeen.
4. Liitä lisäliittimet (tarvittaessa) ja vaihda kotelon kansi.
5. Käynnistä tietokoneesi. Kun käyttöjärjestelmä käynnistyy, näet järjestelmäviestin, joka ilmaisee, että uusi laite on yhdistetty. Asenna sen toimintaan tarvittavat ajurit laitteen mukana toimitetulta asennuslevyltä lataamalla ohjain verkosta tai käyttämällä automaattista ajurin asennusta.

PCI-ohjaimen kanssa ilmeneviä ongelmia

Joskus käyttöjärjestelmän uudelleenasennuksen jälkeen voi ilmetä seuraava ongelma - järjestelmä ei pysty tunnistamaan PCI-ohjainta. Kun avaat Laitehallinnan, löydät kohdan "tuntematon laitteisto" "PCI-ohjain" sijaan. Ratkaisu ongelmaan on hyvin yksinkertainen - lataa tarvittava ohjain emolevyn valmistajan verkkosivustolta ja asenna se.

Kun vaihdat vain yhtä näytönohjainta, muista ottaa huomioon, että uudet mallit eivät välttämättä sovi emolevyllesi, koska laajennuspaikkoja ei ole vain useita, vaan niistä on myös useita eri versioita (sekä AGP- että PCI Expressille) . Jos et ole varma tiedoistasi tästä aiheesta, lue osio huolellisesti.

Kuten yllä totesimme, näytönohjain asetetaan tietokoneen emolevyn erityiseen laajennuspaikkaan, ja tämän paikan kautta videosiru vaihtaa tietoja järjestelmän keskusprosessorin kanssa. Emolevyissä on useimmiten yhden tai kahden tyyppisiä laajennuspaikkoja, jotka eroavat kaistanleveydeltä, tehoasetuksista ja muista ominaisuuksista, eivätkä kaikki sovellu näytönohjainkorttien asentamiseen. On tärkeää tietää järjestelmässä olevat liittimet ja ostaa vain niitä vastaava näytönohjain. Erilaiset laajennusliittimet ovat fyysisesti ja loogisesti yhteensopimattomia, ja yhdelle tyypille suunniteltu näytönohjain ei sovi toiseen eikä toimi.

Onneksi viime aikojen aikana ei vain ISA- ja VESA Local Bus -laajennuspaikat (jotka kiinnostavat vain tulevia arkeologeja) ja vastaavat näytönohjaimet ovat unohdettu, vaan myös PCI-paikkojen näytönohjaimet ovat käytännössä kadonneet, ja kaikki AGP-mallit ovat toivottoman vanhentuneita. Ja kaikki nykyaikaiset GPU:t käyttävät vain yhden tyyppistä liitäntää - PCI Expressiä. Aiemmin AGP-standardia käytettiin laajasti, nämä rajapinnat eroavat toisistaan ​​merkittävästi, mukaan lukien suorituskyvyn, näytönohjaimen virransyöttöominaisuuksien sekä muiden vähemmän tärkeiden ominaisuuksien suhteen.

Vain hyvin pienessä osassa nykyaikaisia ​​emolevyjä ei ole PCI Express -paikkoja, ja jos järjestelmäsi on niin vanha, että se käyttää AGP-näytönohjainta, et voi päivittää sitä - sinun on vaihdettava koko järjestelmä. Katsotaanpa tarkemmin näitä liitäntöjä, joita sinun on etsittävä emolevyistäsi. Katso kuvat ja vertaa.

AGP (Accelerated Graphics Port tai Advanced Graphics Port) on nopea PCI-spesifikaatioon perustuva liitäntä, joka on luotu erityisesti näytönohjainten ja emolevyjen yhdistämiseen. AGP-väylä, vaikka se sopii paremmin videosovittimille kuin PCI (ei Express!), tarjoaa suoran yhteyden keskusprosessorin ja videosirun välillä sekä joitain muita ominaisuuksia, jotka joissakin tapauksissa lisäävät suorituskykyä, esimerkiksi GART - kyky lukea tekstuurit suoraan RAM-muistista kopioimatta niitä videomuistiin; korkeammat kellotaajuudet, yksinkertaistetut tiedonsiirtoprotokollat ​​jne., mutta tämän tyyppinen korttipaikka on toivottoman vanhentunut ja uusia tuotteita sen kanssa ei ole julkaistu pitkään aikaan.

Mutta silti, järjestyksen vuoksi mainitaan tämä tyyppi. AGP-spesifikaatiot ilmestyivät vuonna 1997, kun Intel julkaisi määrittelystä ensimmäisen version, joka sisältää kaksi nopeutta: 1x ja 2x. Toisessa versiossa (2.0) ilmestyi AGP 4x ja versiossa 3.0 - 8x. Katsotaanpa kaikkia vaihtoehtoja yksityiskohtaisemmin:
AGP 1x on 32-bittinen linkki, joka toimii 66 MHz:n taajuudella ja jonka suorituskyky on 266 MB/s, mikä on kaksi kertaa PCI-kaistanleveys (133 MB/s, 33 MHz ja 32 bittiä).
AGP 2x on 32-bittinen kanava, joka toimii kaksinkertaisella kaistanleveydellä 533 MB/s samalla 66 MHz:n taajuudella johtuen tiedonsiirrosta kahdella rintamalla, samanlainen kuin DDR-muisti (vain suunnassa "näytönohjainkorttiin").
AGP 4x on sama 32-bittinen kanava, joka toimii 66 MHz:llä, mutta lisäsäätöjen seurauksena saavutettiin nelinkertainen "tehokas" 266 MHz:n taajuus yli 1 Gt/s:n maksiminopeudella.
AGP 8x - tämän muunnelman lisämuutokset mahdollistivat jopa 2,1 Gt/s:n suorituskyvyn.

AGP-liitännällä varustetut näytönohjaimet ja vastaavat paikat emolevyillä ovat yhteensopivia tietyissä rajoissa. 1,5 V:n näytönohjaimet eivät toimi 3,3 V:n paikoissa ja päinvastoin. On kuitenkin olemassa myös yleisliittimiä, jotka tukevat molempia levytyyppejä. Moraalisesti ja fyysisesti vanhentuneeseen AGP-paikkaan suunniteltuja näytönohjaimia ei ole harkittu pitkään aikaan, joten vanhojen AGP-järjestelmien oppimiseksi olisi parempi lukea artikkeli:

PCI Express (PCIe tai PCI-E, ei pidä sekoittaa PCI-X:ään), joka tunnettiin aiemmin nimellä Arapahoe tai 3GIO, eroaa PCI:stä ja AGP:stä siinä, että se on sarjaliitäntä eikä rinnakkaisliitäntä, mikä mahdollistaa vähemmän nastoja ja suuremman kaistanleveyden. PCIe on vain yksi esimerkki siirtymisestä rinnakkaisväylistä sarjaväyliin. Muita esimerkkejä tästä liikkeestä ovat HyperTransport, Serial ATA, USB ja FireWire. PCI Expressin tärkeä etu on, että se mahdollistaa useiden yksittäisten kaistan pinoamisen yhdeksi kanavaksi suorituskyvyn lisäämiseksi. Monikanavainen sarjasuunnittelu lisää joustavuutta, hitaille laitteille voidaan varata vähemmän linjoja pienellä kontaktimäärällä ja nopeille laitteille voidaan varata enemmän.

PCIe 1.0 -liitäntä siirtää dataa nopeudella 250 Mt/s kaistaa kohden, mikä on lähes kaksinkertainen kapasiteetti perinteisiin PCI-korttipaikkoihin verrattuna. PCI Express 1.0 -paikkojen tukemien kaistan enimmäismäärä on 32, mikä antaa jopa 8 Gt/s suorituskyvyn. Kahdeksalla työkaistalla varustettu PCIe-paikka on tällä parametrilla suunnilleen verrattavissa nopeimpaan AGP-versioon - 8x. Mikä on vieläkin vaikuttavampi, kun otetaan huomioon kyky lähettää samanaikaisesti molempiin suuntiin suurilla nopeuksilla. Yleisimmät PCI Express x1 -paikat tarjoavat yhden kaistan kaistanleveyttä (250 MB/s) kumpaankin suuntaan, kun taas näytönohjainkorteissa käytettävä PCI Express x16, joka yhdistää 16 kaistaa, tarjoaa jopa 4 Gt/s kaistanleveyttä kumpaankin suuntaan.

Vaikka kahden PCIe-laitteen välinen yhteys koostuu joskus useista kaistasta, kaikki laitteet tukevat vähintään yhtä kaistaa, mutta voivat valinnaisesti käsitellä niitä useampia. Fyysisesti PCIe-laajennuskortit sopivat ja toimivat normaalisti kaikissa paikoissa, joissa on yhtä suuri tai suurempi määrä kaistaa, joten PCI Express x1 -kortti toimii sujuvasti x4- ja x16-paikoissa. Myös fyysisesti suurempi paikka voi toimia loogisesti pienemmällä määrällä linjoja (esimerkiksi se näyttää tavalliselta x16-liittimeltä, mutta vain 8 linjaa reititetään). Missä tahansa yllä olevista vaihtoehdoista PCIe itse valitsee korkeimman mahdollisen tilan ja toimii normaalisti.

Useimmiten videosovittimissa käytetään x16-liittimiä, mutta on myös levyjä, joissa on x1-liittimet. Ja useimmat emolevyt, joissa on kaksi PCI Express x16 -paikkaa, toimivat x8-tilassa SLI- ja CrossFire-järjestelmien luomiseksi. Fyysisesti muita paikkavaihtoehtoja, kuten x4, ei käytetä näytönohjainkorteissa. Muistutan, että kaikki tämä koskee vain fyysistä tasoa, on myös emolevyjä, joissa on fyysiset PCI-E x16 -liittimet, mutta todellisuudessa 8, 4 tai jopa 1 kanavaa. Ja kaikki 16 kanavalle suunnitellut näytönohjaimet toimivat tällaisissa paikoissa, mutta heikommin. Muuten, yllä olevassa kuvassa näkyy x16-, x4- ja x1-paikat, ja vertailun vuoksi PCI on myös jäljellä (alla).

Vaikka pelien ero ei ole niin suuri. Tässä on esimerkiksi katsaus kahdesta verkkosivustollamme olevasta emolevystä, jossa tarkastellaan 3D-pelien nopeuden eroa kahdella emolevyllä, parilla testinäytönohjaimella, jotka toimivat 8-kanavaisessa ja 1-kanavaisessa tilassa:

Vertailu, josta olemme kiinnostuneita, on artikkelin lopussa, kiinnitä huomiota kahteen viimeiseen taulukkoon. Kuten näette, ero keskikokoisilla asetuksilla on hyvin pieni, mutta raskaissa tiloissa se alkaa kasvaa, ja suuri ero havaitaan vähemmän tehokkaan näytönohjaimen tapauksessa. Ota huomioon, ole hyvä.

PCI Express eroaa suorituskyvyn lisäksi myös uusista virrankulutusominaisuuksista. Tämä tarve syntyi, koska AGP 8x -paikka (versio 3.0) pystyy siirtämään yhteensä enintään 40 wattia, mikä puuttui jo tuolloisista AGP:lle suunnitelluista näytönohjaimista, jotka asennettiin yhdellä tai kahdella tavallisella nelinapaisella teholla. liittimet. PCI Express -paikka voi kantaa jopa 75 W tehoa, ja 75 W lisätehoa on saatavana tavallisen kuusinapaisen virtaliittimen kautta (katso tämän osan viimeinen osa). Viime aikoina on ilmestynyt näytönohjain, jossa on kaksi tällaista liitintä, jotka yhteensä antavat jopa 225 W.

Myöhemmin asiaankuuluvia standardeja kehittävä PCI-SIG-ryhmä esitteli PCI Express 2.0:n tärkeimmät tekniset tiedot. PCIe:n toinen versio kaksinkertaisti vakiokaistanleveyden 2,5 Gbps:stä 5 Gbps:iin, joten x16-liitin voi siirtää dataa jopa 8 Gt/s nopeudella kumpaankin suuntaan. Samaan aikaan PCIe 2.0 on yhteensopiva PCIe 1.1:n kanssa. Vanhat laajennuskortit toimivat yleensä hyvin uusissa emolevyissä.

PCIe 2.0 -spesifikaatio tukee sekä 2,5 Gbps:n että 5 Gbps:n siirtonopeuksia varmistaakseen taaksepäin yhteensopivuuden olemassa olevien PCIe 1.0- ja 1.1 -ratkaisujen kanssa. PCI Express 2.0 taaksepäin yhteensopivuus mahdollistaa vanhojen 2,5 Gb/s ratkaisujen käytön 5,0 Gb/s paikoissa, jotka sitten toimivat pienemmällä nopeudella. Ja version 2.0 spesifikaatioiden mukaan suunnitellut laitteet voivat tukea 2,5 Gbps:n ja/tai 5 Gbps:n nopeuksia.

Vaikka PCI Express 2.0:n pääinnovaatio on nopeus kaksinkertaistettu 5 Gbps:iin, tämä ei ole ainoa muutos, vaan muitakin joustavuutta lisääviä muutoksia, uusia mekanismeja yhteysnopeuksien ohjelmistoohjaukseen jne. Olemme kiinnostuneita muutoksista, jotka liittyvät laitteiden virtalähteen kanssa, koska näytönohjainten tehovaatimukset kasvavat tasaisesti. PCI-SIG on kehittänyt uuden spesifikaation vastatakseen näytönohjainten kasvavaan virrankulutukseen. Se laajentaa nykyiset virtalähteet 225/300 W:iin näyttökorttia kohden. Tämän määrityksen tukemiseksi käytetään uutta 2x4-nastaista virtaliitintä, joka on suunniteltu tarjoamaan virtaa huippuluokan näytönohjaimille.

Näytönohjaimet ja emolevyt, joissa on PCI Express 2.0 -tuki, ilmestyivät laajaan myyntiin vuonna 2007, ja nyt et löydä muita markkinoilta. Molemmat suuret videosirujen valmistajat, AMD ja NVIDIA, ovat julkaisseet uusia GPU-linjoja ja niihin perustuvia näytönohjaimia, jotka tukevat PCI Expressin toisen version lisättyä kaistanleveyttä ja hyödyntävät laajennuskorttien uusia sähkötehoa. Kaikki ne ovat taaksepäin yhteensopivia emolevyjen kanssa, joissa on PCI Express 1.x -paikat, vaikka joissakin harvoissa tapauksissa on yhteensopimattomuutta, joten sinun on oltava varovainen.

Itse asiassa PCIe:n kolmannen version ilmestyminen oli ilmeinen tapahtuma. Marraskuussa 2010 PCI Expressin kolmannen version tekniset tiedot lopulta hyväksyttiin. Vaikka tämän liitännän siirtonopeus on 8 Gt/s 5 Gt/s sijasta versiossa 2.0, sen suorituskyky on jälleen kasvanut tasan kaksinkertaiseksi PCI Express 2.0 -standardiin verrattuna. Tätä varten he käyttivät erilaista koodausjärjestelmää väylän kautta lähetetyille tiedoille, mutta yhteensopivuus PCI Expressin aiempien versioiden kanssa säilyi. Ensimmäiset PCI Express 3.0 -version tuotteet esiteltiin kesällä 2011, ja todellisia laitteita on vasta alkanut ilmestyä markkinoille.

Emolevyn valmistajien kesken syttyi kokonainen sota oikeudesta esitellä ensimmäisenä PCI Express 3.0 -tuki (pääasiassa Intel Z68 -piirisarjaan perustuva tuote), ja useat yritykset esittivät vastaavat lehdistötiedotteet kerralla. Vaikka oppaan päivityshetkellä tällaista tukea ei yksinkertaisesti ole olemassa, joten se ei yksinkertaisesti ole kiinnostavaa. Kun PCIe 3.0 -tukea tarvitaan, näkyviin tulee täysin erilaisia ​​​​levyjä. Todennäköisesti tämä tapahtuu aikaisintaan vuonna 2012.

Voimme muuten olettaa, että PCI Express 4.0 tulee markkinoille lähivuosina, ja uusi versio myös tuplaa siihen mennessä kysytyn kaistanleveyden. Mutta tämä ei tapahdu pian, emmekä ole vielä kiinnostuneita.

Ulkoinen PCI Express

Vuonna 2007 PCI-SIG, joka standardoi virallisesti PCI Express -ratkaisut, ilmoitti ottavansa käyttöön PCI Express External Cabling 1.0 -spesifikaation, joka kuvaa tiedonsiirtostandardia PCI Express 1.1 -ulkoisen liitännän kautta. Tämä versio mahdollistaa tiedonsiirron 2,5 Gbps:n nopeudella, ja seuraavan pitäisi nostaa suorituskyky 5 Gbps:iin. Standardi sisältää neljä ulkoista liitintä: PCI Express x1, x4, x8 ja x16. Vanhemmat liittimet on varustettu erityisellä kielekkeellä, joka helpottaa liittämistä.

PCI Express -liitännän ulkoista versiota voidaan käyttää paitsi ulkoisten näytönohjainkorttien, myös ulkoisten asemien ja muiden laajennuskorttien liittämiseen. Suositeltu kaapelin enimmäispituus on 10 metriä, mutta sitä voidaan kasvattaa liittämällä kaapelit toistimen kautta.

Teoriassa tämä voisi helpottaa kannettavan tietokoneen ystävien elämää, kun he käyttävät vähän virtaa sisäänrakennettua videoydintä käytettäessä akkuja ja tehokasta ulkoista näytönohjainta, kun ne on kytketty pöytätietokoneen näyttöön. Tällaisten näytönohjainkorttien päivittäminen on huomattavasti helpompaa, PC-koteloa ei tarvitse avata. Valmistajat voivat tehdä täysin uusia jäähdytysjärjestelmiä, joita laajennuskorttien ominaisuudet eivät rajoita, ja virtalähteen kanssa pitäisi olla vähemmän ongelmia - todennäköisesti käytetään ulkoisia virtalähteitä, jotka on suunniteltu erityisesti tietylle näytönohjaimelle yhteen ulkoiseen koteloon näytönohjaimella, yhdellä jäähdytysjärjestelmällä. Se saattaa helpottaa järjestelmien kokoamista useille näytönohjaimille (SLI/CrossFire), ja ottaen huomioon mobiiliratkaisujen suosion jatkuvan kasvun, tällaisen ulkoisen PCI Expressin olisi pitänyt saada jonkin verran suosiota.

Heidän olisi pitänyt, mutta he eivät voittaneet. Syksystä 2011 lähtien markkinoilla ei käytännössä ole ulkoisia vaihtoehtoja näytönohjainkorteille. Niiden valikoimaa rajoittavat vanhentuneet videosirujen mallit ja kapea valikoima yhteensopivia kannettavia tietokoneita. Valitettavasti ulkoisten näytönohjainten liiketoiminta ei edennyt pidemmälle ja kuoli hitaasti. Emme kuule enää edes voittavia mainoslausuntoja kannettavien tietokoneiden valmistajilta... Ehkä nykyaikaisten mobiilinäyttökorttien teho on yksinkertaisesti riittänyt vaativiin 3D-sovelluksiin, mukaan lukien monet pelit.

Lupaavassa oheislaitteiden liittämisliittymässä Thunderboltissa, joka tunnettiin aiemmin nimellä Light Peak, on edelleen toivoa ulkoisten ratkaisujen kehittämisestä. Sen on kehittänyt Intel Corporation DisplayPort-teknologiaan perustuen, ja ensimmäiset ratkaisut ovat jo julkaisseet Applen toimesta. Thunderbolt yhdistää DisplayPortin ja PCI Expressin ominaisuudet ja mahdollistaa ulkoisten laitteiden liittämisen. Toistaiseksi niitä ei kuitenkaan yksinkertaisesti ole olemassa, vaikka kaapelit ovat jo olemassa:

Tässä artikkelissa emme käsittele vanhentuneita liitäntöjä, koska suurin osa nykyaikaisista näytönohjaimista on suunniteltu PCI Express 2.0 -liitäntää varten, joten suosittelemme, että kaikki AGP-tiedot otetaan huomioon. Uudet levyt käyttävät PCI Express 2.0 -liitäntää, joka yhdistää 16 PCI Express -kaistan nopeuden, mikä antaa jopa 8 Gt/s kumpaankin suuntaan suorituskykyä, mikä on useita kertoja enemmän kuin parhaan AGP:n sama ominaisuus. Lisäksi PCI Express toimii sellaisilla nopeuksilla joka suuntaan, toisin kuin AGP.

Toisaalta PCI-E 3.0 -tukea sisältävät tuotteet eivät ole vielä varsinaisesti ilmestyneet, joten niitä ei myöskään ole kovin järkevää harkita. Jos puhumme vanhan päivittämisestä tai uuden levyn ostamisesta tai samanaikaisesti järjestelmän ja videokorttien vaihtamisesta, sinun on ostettava vain PCI Express 2.0 -liitännällä varustetut levyt, jotka ovat varsin riittävät ja yleisimmät useiden vuosien ajan, varsinkin koska PCI Expressin eri versioiden tuotteet ovat yhteensopivia keskenään.

PCI - Ilmaista (PCIePCI -E)– sarja, yleisväylä julkistettiin ensimmäisen kerran 22. heinäkuuta 2002 vuoden.

On yleistä, yhdistävä väylä emolevyn kaikille solmuille, jossa kaikki siihen liitetyt laitteet ovat rinnakkain. Tuli vaihtamaan vanhentunut rengas PCI ja sen muunnelmia AGP väylän suorituskyvyn kasvaneiden vaatimusten vuoksi ja kyvyttömyydestä parantaa jälkimmäisen nopeutta kohtuullisin kustannuksin.

Rengas toimii mm vaihtaa yksinkertaisesti lähettämällä signaalin pisteestä toiseen muuttamatta sitä. Tämä mahdollistaa ilman selvää nopeuden menetystä minimaalisilla muutoksilla ja virheillä lähettää ja vastaanottaa signaalia.

Tiedot bussista kulkevat yksinkertainen(full duplex), eli samanaikaisesti molempiin suuntiin samalla nopeudella ja signaali linjojen mukaan virtaa jatkuvasti, vaikka laite olisi sammutettu (tasavirtana tai nollien bittisignaalina).

Synkronointi rakennettu redundantilla menetelmällä. Eli sen sijaan 8-bittinen tiedot välitetään 10 bittiä, joista kaksi on virallinen (20% ) ja tarjoile tietyssä järjestyksessä majakat varten synkronointi kellogeneraattorit tai virheiden tunnistamisessa. Siksi ilmoitettu nopeus yhden rivin sisään 2,5 Gbittiä, on itse asiassa yhtä suuri kuin noin 2,0 Gbps todellinen.

Ravitsemus jokainen väylän laite valitaan erikseen ja säädellään tekniikalla ASPM (Active State Power Management). Se sallii, kun laite on käyttämättömänä (lähettämättä signaalia) laskea sen kellogeneraattoria ja laita bussi tilaan vähentynyt energiankulutus. Jos signaalia ei vastaanoteta muutamassa mikrosekunnissa, laite pidetään passiivisena ja vaihtaa tilaan odotuksia(aika riippuu laitetyypistä).

Nopeusominaisuudet kahteen suuntaan PCI - Express 1.0 :*

1 x PCI-E~ 500 Mbps

4x PCI-E~ 2 Gbps

8 x PCI-E~ 4 Gbps

16x PCI-E~ 8 Gbps

32x PCI-E~ 16 Gbps

*Tiedonsiirtonopeus yhteen suuntaan on 2 kertaa pienempi kuin nämä ilmaisimet

15. tammikuuta 2007, PCI-SIG julkaisi päivitetyn spesifikaation nimeltä PCI-Express 2.0

Suurin parannus tapahtui 2 kertaa suurempi nopeus tiedonsiirto ( 5,0 GHz, vastaan 2,5 GHz vanhassa versiossa). Myös parantunut point-to-point-viestintäprotokolla(pisteestä pisteeseen), muokattu ohjelmistokomponentti ja lisätty järjestelmä ohjelmiston seuranta renkaan nopeuden mukaan. Samalla se säilytettiin yhteensopivuus protokollaversioiden kanssa PCI-E 1.x

Standardin uudessa versiossa ( PCI -Express 3.0 ), tärkein innovaatio on muutettu koodausjärjestelmä Ja synkronointi. Sijasta 10 bittiä järjestelmät ( 8-bittinen tiedot, 2 bittiä virallinen), sovelletaan 130 bittiä (128 bittinen tiedot, 2 bittiä virallinen). Tämä vähentää tappioita nopeudessa 20 % - ~1,5 %. Suunnitellaan myös uudelleen synkronointialgoritmi lähetin ja vastaanotin, parannettu PLL(vaihelukittu silmukka).Lähetysnopeus odotetaan kasvavan 2 kertaa(verrattuna PCI-E 2.0), jossa yhteensopivuus säilyy aiempien versioiden kanssa PCI-Express.

Kun puhumme PCI Express (PCI-E) -väylästä, ehkä ensimmäinen asia, joka erottaa sen muista vastaavista ratkaisuista, on sen tehokkuus. Tämän modernin väylän ansiosta tietokoneen suorituskyky paranee ja grafiikan laatu paranee.

PCI-väylää (Peripheral Component Interconnect) käytettiin monien vuosien ajan näytönohjaimen liittämiseen emolevyyn, ja sitä käytettiin myös joidenkin muiden laitteiden, kuten verkkokortin ja äänikortin, liittämiseen.

Tältä nämä slotit näyttävät:

PCI-Express oli käytännössä PCI-väylän seuraava sukupolvi, joka tarjosi parannettua toimivuutta ja suorituskykyä. Se käyttää sarjaliitäntää, jossa on useita linjoja, joista jokainen johtaa vastaavaan laitteeseen, ts. Jokainen oheislaite saa oman linjansa, mikä lisää tietokoneen yleistä suorituskykyä.

PCI-Express tukee hot plugging -toimintoa, kuluttaa vähemmän energiaa kuin edeltäjänsä ja hallitsee lähetettyjen tietojen eheyttä. Lisäksi se on yhteensopiva PCI-väyläohjaimien kanssa. Toinen tämän väylän merkittävä ominaisuus on sen skaalautuvuus, ts. pci express -kortti yhdistää ja toimii missä tahansa paikassa, jolla on samanlainen tai suurempi kaistanleveys. Todennäköisesti tämä ominaisuus varmistaa sen käytön tulevina vuosina.

Perinteinen PCI-korttipaikkatyyppi riitti perus audio/videotoimintoihin. AGP-väylän myötä menetelmä multimediadatan kanssa työskentelyyn on parantunut ja audio/videodatan laatu on parantunut vastaavasti. Ei kestänyt kauaakaan, kun prosessorien mikroarkkitehtuurien kehitys alkoi vielä selvemmin osoittaa PCI-väylän hitautta, mikä sai tuon ajan nopeimmat ja uusimmat tietokonemallit kirjaimellisesti tuskin vetäytymään.

PCI-E-väylän ominaisuudet ja kaistanleveys

Siinä voi olla yksi kaksisuuntainen yhteyslinja x1 ja x32 (32 linjaa). Linja toimii pisteestä pisteeseen -periaatteella. Nykyaikaiset versiot tarjoavat paljon suuremman kaistanleveyden edeltäjiinsä verrattuna. x16:een voidaan liittää näyttökortti ja x1:een ja x2:een tavallisia kortteja.

Tältä x1- ja pci express x16 -paikat näyttävät:

PCI-E
Rivien lukumäärä x1 x2 x4 x8 x16 x32
Kaistanleveys 500 Mt/s 1000 Mt/s 2000 Mt/s 4000 Mt/s 8000 Mt/s 16000 Mt/s

PCI-E-versiot ja yhteensopivuus

Mitä tulee tietokoneisiin, kaikki versioiden mainitseminen liittyy yhteensopivuusongelmiin. Ja kuten mikä tahansa moderni tekniikka, PCI-E kehittyy ja modernisoituu jatkuvasti. Viimeisin saatavilla oleva versio on pci express 3.0, mutta PCI-E väyläversion 4.0 kehitystyö on jo käynnissä, jonka pitäisi ilmestyä vuoden 2015 tienoilla (pci express 2.0 on lähes vanhentunut).
Katso seuraava PCI-E-yhteensopivuustaulukko.
Versiot PCI-E 3.0 2.0 1.1
Kaistanleveys yhteensä
(X16) 32 Gt/s 16 Gt/s 8 Gt/s
Tiedonsiirtonopeus 8,0 GT/s 5,0 GT/s 2,5 GT/s

PCI-E-versiolla ei ole vaikutusta kortin toimivuuteen. Tämän käyttöliittymän erottuvin piirre on sen yhteensopivuus eteenpäin ja taaksepäin, mikä tekee siitä turvallisen ja kykenevän synkronoimaan useiden korttiversioiden kanssa käyttöliittymän versiosta riippumatta. Toisin sanoen voit asettaa toisen tai kolmannen version kortin ensimmäisen version PCI-Express-paikkaan ja se toimii, vaikka suorituskyvyn heikkeneekin. Samalla tavalla voit asentaa ensimmäisen version PCI-Express-kortin kolmannen version PCI-E-paikkaan. Tällä hetkellä kaikki nykyaikaiset NVIDIA- ja AMD-näytönohjainmallit ovat yhteensopivia tämän väylän kanssa.

Ja välipalaksi tämä:

ISA-väylä

Väyläliitäntästandardit

Väylän leveyden kasvaessa ja tietokoneen kellotaajuuden kasvaessa myös väyläliitäntästandardit muuttuivat. Tällä hetkellä tietokoneet käyttävät seuraavia pääväyläliitäntästandardeja:

· ISA-väylä;

· PCI-väylä;

Muita standardeja, kuten MCA (Micro Channel Architecture), EISA (Extended Industry Standard Architecture) ja VESA, joita yleisesti kutsutaan paikallisväyläksi, VL-väyläksi ja joita VESA (Video Electronics Standards Association) on kehittänyt, ei tällä hetkellä käytetä.

Ensimmäisen yhteisen väyläliitäntästandardin, ISA (Industry Standard Architecture) -väylän, kehitti IBM luodessaan IBM PC AT -tietokonetta (1984). Tämä 16-bittinen väylä, jonka kellotaajuus on 8,33 MHz, mahdollistaa sekä 8-bittisten että 16-bittisten laajennuskorttien asennuksen (kaistanleveys 8,33 ja 16,6 MB/s).

Tiedonvaihto nopeiden ulkoisten laitteiden ja RAM-muistin välillä tapahtuu prosessorin osallistuessa, mikä voi joissain tapauksissa johtaa tietokoneen suorituskyvyn heikkenemiseen. ISA-väylään sisällytetyssä suorakäyttötilassa oheislaite kommunikoi RAM:n kanssa suoraan DMA-kanavien kautta (Direct Memory Access). Tämä tiedonsiirtotila on tehokkain tilanteissa, joissa tarvitaan suurta nopeutta suuren tietomäärän siirtämiseen (esimerkiksi ladattaessa tietoja muistiin kiintolevyltä).

Suoran muistin käytön järjestämiseksi käytetään DMA-ohjainta, joka on sisäänrakennettu yhteen emolevyn siruista. Suoraa muistia vaativa laite ottaa yhteyttä ohjaimeen jonkin vapaan DMA-kanavan kautta ja kertoo polun (osoitteen), mistä tai mihin data lähetetään, tietolohkon aloitusosoitteen ja datamäärän. Vaihdon alustus tapahtuu prosessorin osallistuessa, mutta varsinainen tiedonsiirto tapahtuu DMA-ohjaimen, ei prosessorin, ohjauksessa.

ISA-väylä puuttuu nykyaikaisista emolevyistä, ja se on säilynyt vain vanhemmissa tietokoneissa.

Intel kehitti vuonna 1993 PCI-väylän (Peripheral Component Interconnect) uudelle korkean suorituskyvyn Pentium-prosessorilleen useiden muiden yritysten kanssa.

Tällä hetkellä PCI-SIG (PCI - Special Interest Group) -organisaatio kehittää ja ylläpitää kaikkia PCI-standardeja.

Uusin PCI-standardi, PCI 3.0, joka hyväksyttiin vuonna 2004, määrittelee sekä 32-bittisen väylän kellotaajuudella 33 MHz ja huippunopeudella 133 MB/s että 64-bittiset väylät kellotaajuuksilla 33 ja 66 MHz ja huippunopeus 266 ja 533 MB/s.

PCI-väylän tiedonsiirron nopeuttamiseksi käytetään pursketilaa. Tässä tilassa missä tahansa osoitteessa olevia tietoja ei lähetetä yksi kerrallaan, vaan kokonaisena joukkona kerralla.

PCI-väylän perusperiaate on ns. siltojen käyttö, jotka kommunikoivat PCI-väylän ja muiden väylien välillä. Tärkeä ominaisuus PCI-väylässä on, että se toteuttaa DMA-kanavien sijaan tehokkaamman väylän masterointitilan, jonka avulla ulkoinen laite voi ohjata väylää ilman prosessorin osallistumista. Tiedonsiirron aikana väylänhallintaa tukeva laite ottaa väylän haltuunsa ja siitä tulee isäntä. Tällä lähestymistavalla keskusprosessori vapautetaan suorittamaan muita tehtäviä tiedonsiirron aikana. Tämä on erityisen tärkeää käytettäessä moniajokäyttöjärjestelmiä, kuten Windows ja Unix.

Emolevyn PCI-kortin liittimet on esitetty kuvassa. ??????.

Riisi. ??????. PCI-korttipaikat emolevyllä:

a) 32-bittinen liitin; b) 64-bittinen liitin

PCI-standardin lisäys on PCI Hot Plug v1.0 -standardi. Tämän standardin mukaiset PCI-laitteet voidaan asettaa korttipaikkaan tai irrottaa siitä tietokoneen ollessa käynnissä - niin kutsuttu "hot plug".

PCI-väyliä käytetään nykyaikaisissa tietokoneissa järjestelmäyksikön sisäisten laitteiden, kuten äänikortin tai modeemin, liittämiseen. Näillä väylillä ei kuitenkaan ole riittävää tiedonsiirtonopeutta grafiikkalaitteiden osalta, joten PCI-SIG kehitti uuden standardin - PCI-X (X tarkoittaa eXtendediä), jonka kellotaajuudet ovat 66, 133, 266 ja 533 MHz ja huippusuorituskyky. 533, 1066, 2132 ja 4264 MB/s. Tämä standardi on taaksepäin yhteensopiva PCI 3.0 -standardin kanssa, ts. Tietokoneessasi voi käyttää sekä PCI 3.0- että PCI-X-kortteja.

PCI-X-standardin uusin versio, PCI-X 2.0, otettiin käyttöön vuonna 2002. Tällä hetkellä tämän standardin väyliä ei käytännössä käytetä, koska samana vuonna PCI-SIG alkoi kehittää täysin uutta PCI-väylästandardia - PCI Express.

PCI Express -standardi, jota kutsutaan myös PCI-E:ksi tai PCe:ksi, korvaa PCI- ja PCI-X-väylien käyttämän rinnakkaisjaetun rakenteen kytkimiä käyttävillä laitteiden sarjakytkennöillä. Tämän standardin vanha nimi on 3GIO (3 rd Generation Input/Output – kolmannen sukupolven input/output).

Uusin nykyinen PCI Express -standardi on PCI Express Base 2.0, joka otettiin käyttöön vuonna 2006.

Toisin kuin PCI-standardi, joka yhdistää kaikki laitteet yhteiseen 32-bittiseen rinnakkaiseen yksisuuntaiseen väylään, PCI Express käyttää yhtä tai useampaa kaksisuuntaista point-to-point-sarjaliitäntää kierretyn kuparin kautta laitteen yhdistämiseen.

Kun dataa vaihdetaan kierretyn parin kautta, käytetään pienjännitedifferentiaalisen signaalin lähetysmenetelmää - LVDS (Low-Voltage Differential Signaling). LVDS:n tiedot siirretään peräkkäin, bitti kerrallaan. Tällöin yhden signaalin lähettämiseen käytetään differentiaaliparia, ts. että lähettävä puoli asettaa eri jännitetasoja parin johtimiin, joita verrataan vastaanottopuolella. Tietojen koodaamiseen käytetään jännite-eroa parin johtimien välillä. Signaalin pieni amplitudi sekä parin johtimien merkityksetön sähkömagneettinen vaikutus toisiinsa mahdollistavat melun vähentämisen linjassa ja tiedon siirtämisen korkeilla taajuuksilla, ts. suurella nopeudella. Tiedonsiirtonopeuden lisäämiseksi voidaan käyttää useita yhteyksiä (kierrettyjä pareja), joiden kautta bitit lähetetään rinnakkain, ts. samanaikaisesti.

PCI Express voi käyttää yhtä tai useampaa yhteyttä tiedonsiirtoon. Laitteen liitäntöjen määrä määritellään numerolla, jota seuraa (tai sitä edeltää) x-kirjain. Tekniset tiedot määrittelevät tällä hetkellä 1x, 2x, 4x, 8x, 16x ja 32x liitännät. Jokaisella näistä PCI Express -väyläyhteyksistä (lukuun ottamatta yhteyttä 32x, joka ei ole vielä käytössä) on oma liitintyyppinsä. Kuvassa ???? Yleisimmät PCI Express -paikat on esitetty: 1x, 2x, 4x, 8x ja 16x.

Riisi. ??????. Yleisimmät PCI Express -liittimet: a) 1x paikka; b) korttipaikka 4x;

c) korttipaikka 8x; d) aukko 16x;

PCI Express -väylän siirtonopeus yhteyttä kohti on tällä hetkellä 2,5 Gbit/s, ja sen odotetaan nousevan 10 Gbit/s:iin. PCI Express -standardin pitäisi korvata PCI- ja PCI-X-standardit sekä seuraavassa osiossa käsitelty AGP-standardi. PCI Express -standardi on kuitenkin yhteensopiva näiden standardien kanssa ja sitä tullaan käyttämään yhdessä niiden kanssa vielä pitkään, koska monia PCI- ja AGP-standardeihin perustuvia kortteja on julkaistu ja julkaistaan ​​edelleen.