PCI Express interfața, numită și PCIe sau Peripheral Component Interconnect Express, poate fi o specificație destul de complicată. Când pornește computerul, PCIe determină dispozitivele care sunt conectate la Plăci de bază, identifică legăturile dintre fiecare dintre ele creând o hartă a traficului și negociază lățimea de bandă a fiecărui link. Din acest motiv există Benzi PCIe , printr-un proces numit Segmentarea benzii PCIe și, în acest articol, vom explica de ce a fost conceput în acest fel.
O conexiune PCIe constă din una sau mai multe benzi de transmisie a datelor (până la 16 în acest moment) conectate în serie. Fiecare dintre benzi este formată din două perechi de cabluri, o pereche pentru a transmite și cealaltă pentru a primi date, iar într-o singură priză PCI-Express pot exista 1, 4, 8 sau 16 benzi (de aceea vorbim întotdeauna despre PCIe x16 , de exemplu).
Cum funcționează benzile PCIe?
PCIe este un protocol cu mai multe straturi: există un strat de tranzacție, un strat de legătură de date și apoi un strat fizic de conectare. Stratul de legătură de date este subdivizat pentru a încorpora încă un alt strat numit MAC, care este acela al controlului accesului media. Fiecare bandă constă din două perechi diferențiale unidirecționale care funcționează la 2.5, 5, 8 sau 16 Gbit / s în funcție de capacitățile negociate, în timp ce, pe de altă parte, transmisia și recepția datelor sunt perechi diferențiale separate, ceea ce însumează un total de patru cabluri de date pe bandă.
Fiecare bandă este o conexiune separată între controlerul PCI al chipsetului procesorului (Southbridge) sau procesorul însuși (care este aproape întotdeauna slotul plăcii grafice) și placa de expansiune atașată. Lățimea de bandă este scalată liniar, astfel încât o conexiune cu patru benzi va avea de două ori lățimea de bandă a unei conexiuni cu două benzi. În funcție de cerințele de lățime de bandă ale cardului de expansiune conectat, este posibil ca slotul să fie dimensionat corespunzător, motiv pentru care veți vedea că există plăci de bază cu dimensiuni diferite în soclurile PCIe.
Prin urmare, un soclu PCIe x16 fizic poate funcționa cu carduri de expansiune care au nevoie de lățime de bandă x1, x4, x8 și x16 și poate face efectiv un card de expansiune conectat să funcționeze la x16, x8, x4 și x1. după cum este necesar. În același mod, dacă o priză este PCIe x8, nu puteți utiliza o placă de expansiune care necesită PCIe x16. Pentru a face acest lucru și mai confuz, interfața PCI-Express are versiuni diferite (în prezent doar PCIe 3.0 și PCIe 4.0).
Autobuze și lățime de bandă teoretică
În tabelul următor puteți vedea ce lățime de bandă teoretică maximă are fiecare dintre autobuzele pe care le putem găsi pe un computer:
| BUS | Lățime de bandă |
|---|---|
| PCI | 1056 MBps |
| AGP 8x | 2.1 GBps |
| PCIe 1.0 / x4 | 1 GBps |
| PCIe 1.0 / x8 | 2 GBps |
| PCIe 1.0 / x16 | 4 GBps |
| PCIe 2.0 / x4 | 2 GBps |
| PCIe 2.0 / x8 | 4 GBps |
| PCIe 2.0 / x16 | 8 GBps |
| PCIe 3.0 / x1 | 1.97 GBps |
| PCIe 3.0 / x4 | 3.94 GBps |
| PCIe 3.0 / x8 | 7.88 GBps |
| PCIe 3.0 / x16 | 15.75 GBps |
| PCIe 4.0 / x1 | 3.94 GBps |
| PCIe 4.0 / x4 | 7.88 GBps |
| PCIe 4.0 / x8 | 15.75 GBps |
| PCIe 4.0 / x16 | 31.5 GBps |
| PCIe 5.0 / x16 | 63 GBps |
| Firewire 400/800 | 400 / 800 Mbps |
| USB 1.0 | 12 Mbps |
| USB 2.0 | 480 Mbps |
| USB 3.0 | 4.8 Gbps |
| USB 3.1 | 10 Gbps |
| Gigabit Ethernet | 1 Gbps |
| IDE (ATA 100) | 800 MBps |
| IDE (ATA 133) | 1064 MBps |
| SATA | 1.5 Gbps |
| SATA III | 3 Gbps |
| SATA 6 | 6 Gbps |
De ce contează benzile PCIe și pentru ce sunt folosite?
După cum am văzut, lățimea de bandă a unei prize PCI-Express a plăcii de bază depinde de conexiunea sa fizică, deoarece fiecare bandă are patru perechi de cabluri de transmisie de date. Prin conceptul de segmentare a benzii PCIe, acest lucru servește literal, astfel încât controlorii să poată segmenta, organiza și pe baza acestei atribuiri de lățime de bandă dispozitivelor pe care le conectăm la PC într-un mod care nu este doar ordonat, ci și adecvat.
Astfel, dacă conectăm o placă grafică la PC care utilizează o interfață PCI-Express 3.0 x16, controlerul va ști automat ce lățime de bandă și resurse va trebui să aloce pentru ca acel dispozitiv să funcționeze corect.
Câteva exemple pe care le putem pune sunt, de exemplu, funcțiile benzilor PCIe pe care procesorul le gestionează: grafică integrată, soclu PCIe pentru placa grafică, socluri U.2 pentru dispozitive de stocare sau chiar placa de rețea din unele categorii plăci de bază entuziaste. La rândul său, benzile PCIe gestionate de chipset-ul plăcii de bază sunt cele legate de porturile SATA, placa de sunet integrată, controler RAID integrat, placa de rețea integrată, toate celelalte prize PCIe, cu excepția primei, porturile Thunderbolt, porturile USB etc.
