Как работают линии PCIe на материнской плате?

Когда компьютер загружается, PCIe определяет, какие устройства подключены к материнская плата. Определите связь между каждым из устройств, создав карту трафика и согласовав пропускную способность каждого из каналов. Эта идентификация подключенного устройства использует тот же протокол, что и PCI, поэтому при переключении с PCIe на PCI на уровне программного обеспечения или операционной системы конфигурация не меняется.

Что такое линии PCIe и как они работают?

Соединение PCIe состоит из одной или нескольких (на данный момент до шестнадцати) линий передачи данных, соединенных последовательно, и каждая из них состоит из двух пар физических соединений (мы могли бы назвать их кабелями), одно для передачи данных, а другое для приема. Это. . В одном разъеме PCIe мы можем найти 1, 4, 8 или 16 линий, обозначенных как PCIe x1, x4, x8 и x16, и это как раз разница между PCIe и PCI, поскольку в PCIe соединение является последовательным, в то время как в PCI было параллельный (с параллельной 32-битной или 64-битной двунаправленной шиной).

PCIe - это многоуровневый протокол: один для транзакций, один для каналов передачи данных и один для физического. Уровень канала передачи данных подразделяется, чтобы также включать дополнительный уровень, называемый MAC, Media Access Control. Каждая из полос состоит из двух однонаправленных пар, которые работают со скоростью 2.5, 5, 8 или 16 Гбит / с в зависимости от пропускной способности, согласованной при запуске ПК, в то время как со своей стороны пары передачи и приема данных разделены, делает общее количество физических соединений для каждой полосы четыре.

Каждая из линий PCIe представляет собой отдельное соединение между процессором или контроллером PCI набора микросхем и подключенной картой расширения. Пропускная способность линейно масштабируется, поэтому четырехполосное соединение будет иметь вдвое большую пропускную способность, чем двухполосное соединение, и так далее; Что касается физического размера, поскольку существует ряд конкретных соединений, размер сокета будет зависеть от их количества.

Разъем PCI-Express x16 на материнской плате может вмещать карты расширения x1, x4, x8 или x16 взаимозаменяемо, так как он может без проблем работать на x16, x8, x4 и x1. Точно так же разъем PCI-Express x8 на материнской плате может вмещать карты расширения PCIe x8, x4 и x1, но не x16, потому что у него недостаточно соединений, и по этой причине на большинстве материнских плат вы найдете разъемы PCIe разных размеров. .

Пропускная способность шины PCI (и других)

Еще больше усложняет ситуацию то, что существуют разные поколения интерфейса PCI-Express, каждое из которых удваивает максимальную пропускную способность по сравнению с предыдущим поколением. В настоящее время существуют интерфейсы PCI-Express 1.0a, 1.1, 2.0, 2.1, 3.0, 3.1, 4.0 и совсем скоро 5.0. В следующей таблице вы можете найти максимальную пропускную способность для всех из них, а также для других более старых шин данных, таких как AGP, которая предшествовала PCI.

Почему вам нужно заботиться о линиях PCIe на материнской плате?

Сегодня большинство современных материнских плат обладают достаточной емкостью для размещения современного оборудования, но до недавнего времени это было не так. Например, было много материнских плат с двумя физическими разъемами PCIe x16, но при одновременном использовании обоих (например, для подключения двух видеокарт) они электрически работали на x8 / x8. Другие материнские платы, и это происходит даже сегодня, имеют два разъема, которые физически x16, но электрически способны работать только на x16 / x8, и есть даже материнские платы, в которых при подключении M.2 PCIe NVMe SSD, один из физических разъемов PCIe снижает максимальную пропускную способность до x8.

Линии PCIe материнской платы должны иметь для вас значение, поэтому, если вы собираетесь подключить к ней несколько устройств, например несколько видеокарт или твердотельных накопителей с интерфейсом PCIe, поскольку некоторые материнские платы уменьшают пропускную способность этих физических разъемов, поскольку они электрически не имеют достаточно ссылок на данные. Это то, что вы должны изучить характеристики материнской платы и принять во внимание перед покупкой, чтобы избежать неприятных сюрпризов.