Роз'єм PCI Express: що таке інтерфейс PCIe? Чому PCI-E не працює в режимі x16 карта працює в режимі x4 замість x16

Стандарт PCI Express є однією з основ сучасних комп'ютерів. Слоти PCI Express вже давно займають міцне місце на будь-якій материнській платі декстопного комп'ютера, витісняючи інші стандарти, наприклад, такі як PCI. Але навіть стандарт PCI Express має свої різновиди і відрізняється один від одного характер підключення. На нових материнських платах, починаючи приблизно з 2010 року, можна побачити на одній материнській платі цілу розсип портів, позначених як PCIE або PCI-E, Які можуть відрізнятися за кількістю ліній: однієї x1 або декількох x2, x4, x8, x12, x16 і x32.

Отже, давайте з'ясуємо чому така плутанина серед здавалося б простого периферійного порту PCI Express. І яке призначення у кожного стандарту PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 і x32?

Що таке шина PCI Express?

У далеких 2000-х, коли відбувся перехід з застарілого стандарту PCI (расш. - взаємозв'язок периферійних компонентів) на PCI Express, у останнього було одну величезну перевагу: замість послідовної шини, якої і була PCI, використовувалася двоточкова шина доступу. Це означало, що кожен окремий порт PCI і встановлені в нього карти, могли повною мірою використовувати максимальну пропускну здатність не заважаючи один одному, як це відбувалося при підключенні до PCI. У ті часи кількість периферійних пристроїв, що вставляються в карти розширення, було більш ніж достатньо. Мережеві карти, аудіо карти, ТВ-тюнери і так далі - все вимагали достатню кількість ресурсів ПК. Але на відміну від стандарту PCI, який використав для передачі даних загальну шину з підключенням паралельно декількох пристроїв, PCI Express, якщо розглядати в загальному, є пакетної мережею з топологією типу зірка.

PCI Express x16, PCI Express x1 і PCI на одній платі

З точки зору непрофесіонала, уявіть свій настільний ПК в якості невеликого магазину з одним, двома продавцями. Старий стандарт PCI був як гастроном: всі чекали в одній черзі, щоб їх обслужили, відчуваючи проблеми зі швидкістю обслуговування з обмеженням в особі одного продавця за прилавком. PCI-E більше схожий на гіпермаркет: кожен покупець рухається за продуктами за своїм індивідуальним маршрутом, а на касі відразу кілька касирів приймають замовлення.

Очевидно, що гіпермаркет по швидкості обслуговування виграє в кілька разів у звичайного магазину, завдяки тому, що магазин не може собі дозволити пропускну здатність більше ніж один продавець з однією касою.

Також і з виділеними смугами передачі даних для кожної карти розширення або вбудованими компонентами материнської плати.

Вплив кількості ліній на пропускну здатність

Тепер, щоб розширити нашу метафору з магазином і гіпермаркетом, уявіть, що кожен відділ гіпремаркета має своїх касирів, зарезервованих тільки для них. Ось тут-то і виникає ідея кількох смуг передачі даних.

PCI-E пройшов безліч змін з часу свого створення. В даний час нові материнські плати зазвичай використовують вже 3 версію стандарту, причому більш швидка 4 версія стає все більш поширеною, а версія 5 очікується в 2019 році. Але різні версії використовують одні й ті ж фізичні з'єднання, і ці сполуки можуть бути виконані в чотирьох основних розмірах: x1, x4, x8 і x16. (X32-порти існують, але вкрай рідко зустрічаються на материнських платах звичайних комп'ютерах).

Різні фізичні розміри портів PCI-Express дозволяють чітко розділити їх за кількістю одночасних з'єднань з материнською платою: чим більше порт фізично, тим більше максимальних підключень він здатний передати на карту або назад. Ці сполуки ще називають лініями. Одну лінію можна уявити як доріжку, що складається з двох сигнальних пар: одна для відправки даних, а інша для прийому.

Різні версії стандарту PCI-E дозволяють використовувати різні швидкості на кожній смузі. Але, взагалі кажучи, чим більше смуг знаходиться на одному PCI-E-порту, тим швидше дані можуть перетікати між периферійної та іншою частиною комп'ютера.

Повертаючись до нашої метафори: якщо мова йде про одне продавця в магазині, то смуга x1 і буде цим єдиним продавцем, обслуговуючим одного клієнта. У магазину з 4-ма касирами - вже 4 лінії х4. І так далі можна розписати касирів за кількістю ліній, множачи на 2.

Різні карти PCI Express

Типи пристроїв, що використовують PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 і x32

Для версії PCI Express 3.0 загальна максимальна швидкість передачі даних складає 8 ГТ / с, В реальності ж швидкість для версії PCI-E 3 трохи менше одного гігабайта в секунду на одну смугу.

Таким чином, пристрій, що використовує порт PCI-E x1, наприклад, малопотужна звукова карта або Wi-Fi-антена зможуть передавати дані з максимальною швидкістю в 1 Гбіт / с.

Карта, яка фізично підходить в більший слот - x4 або x8, Наприклад, карта розширення USB 3.0, зможе передавати дані в чотири або вісім разів швидше відповідно.

Швидкість передачі портів PCI-E x16 теоретично обмежується максимальною смугою пропускаючи в розмірі близько 15 Гбіт / с. Цього більш ніж достатньо в 2017 року для всіх сучасних графічних відеокарт, розроблених NVIDIA і AMD.

Більшість дискретних відеокарт використовують слот PCI-E x16

Протокол PCI Express 4.0 дозволяє використовувати вже 16 ГТ / с, а PCI Express 5.0 буде задіяти 32 ГТ / с.

Але в даний час не існує компонентів, які змогли б використовувати таку кількість смуг з максимальною пропускною здатністю. Сучасні топові графічні карти зазвичай використовують x16 стандарту PCI Express 3.0. Немає сенсу використовувати ті ж смуги і для мережевої карти, яка на порту x16 буде використовувати тільки одну лінію, так як порт Ethernet здатний передавати дані тільки до одного гігабіта в секунду (що, близько однієї восьмої пропускної здатності однієї PCI-E смуги - пам'ятайте: вісім біт в одному байті).

На ринку можна знайти твердотільні накопичувачі PCI-E, які підтримують порт x4, але вони, схоже, скоро будуть витіснені швидко розвиваються новим стандартом M.2. для твердотільних накопичувачів, які також можуть використовувати шину PCI-E. Високоякісні мережеві карти і обладнання для ентузіастів, такі як RAID-контролери, використовують поєднання форматів x4 і x8.

Розміри портів і ліній PCI-E можуть відрізнятися

Це одна з найбільш заплутаних завдань по PCI-E: порт може бути виконаний розміром в форм-факторі x16, але мати недостатню кількість смуг для пропуску даних, наприклад, всього наприклад x4. Це пов'язано з тим, що навіть якщо PCI-E може нести на собі необмежену кількість окремих з'єднань, все ж існує практична межа пропускної здатності смуги пропускання чіпсета. Дешевші материнські плати з більш бюджетними чіпсетами можуть мати тільки один слот x8, навіть якщо цей слот може фізично розмістити карту форм-фактора x16.

Крім того, материнські плати, орієнтовані на геймерів, включають до чотирьох повних слотів PCI-E з x16 і стільки ж ліній для максимальної пропускної здатності.

Очевидно, це може викликати проблеми. Якщо материнська плата має два слоти розміром x16, але один з них має тільки смуги x4, то підключення нової графічної карти знизить продуктивність першої аж на 75%. Це, звичайно, тільки теоретичний результат. Архітектура материнських плат така, що Ви не побачите різкого зниження продуктивності.

Правильна конфігурація двох графічних відео карт повинна задіяти саме два слота x16, якщо Ви хочете максимального комфорту від тандему двох відеокарт. З'ясувати скільки ліній на Вашій материнській платі має той чи інший слот допоможе керівництво на оф. сайті виробника.

Іноді виробники навіть позначають на текстоліті материнської плати поруч зі слотом кількість ліній

Потрібно знати, що коротша карта x1 або x4 може фізично вписатися в більш довгий слот x8 або x16. Конфігурація контактів електричних контактів робить це можливим. Природно, якщо карта фізично більше, ніж слот, то вставити її не вийде.

Тому пам'ятайте, при покупці карт розширення або поновлення поточних необхідно завжди пам'ятати як розмір слота PCI Express, так і кількість необхідних смуг.

потер ластиком контакти відеокарти, дістав ЦП і поводив щіточкою по сокету. повернув - стало х16 замість х2

Було подібне на моєму 8700k, виявилося коли витягав проц з сокета і піддягаємо текстолит проца викруткою випадково загнув вниз причому незначно, але цього вочевидь виявилося досить, одну з TX ніжок PCI Express ліній (PEG_TX P якщо точніше), які як раз внизу проходять судячи з терморегулятори 1151v2. З'ясував це тільки при ретельному огляді ніжок сокета і після того як пополірував контакти процесора і PCI Express на відеокарті, що не допомагало. Зараз виправив, світлодіод біля верхнього PCI-Express слота став як раніше горіти червоним кольором (x16 режим), а не білою (x8 і нижче), що радує)

Спасибі тобі! ніжок не було погнутих, я проц і сокет сухий зубною щіткою по шоркать, стало Х16, а до цього було Х8. сокет у мене AM4.

Чол, дякую. Дійсно була погнута ніжка сокета. В к працювала в режимі X2 ... Тепер х16! Вк стала набагато стабільніше працювати.

у мене на GTX 690 PCIe x16 3.0 все ок, сьогодні поставив GTX 1080 Ti вона в GPU-Z визначається як PCIe x16 2.0, і там прям написано що відеоадаптер підтримує 2.0 і в даний момент використовується 2.0 видюха новіше на кілька поколінь і в 2.0? це що лол? може хто підкаже? ....

чувак, ти бог. у мене така ж проблема - відеокарта стала помітно гальмувати і фризів, я довго шукав причину, так і не знайшов, вже зібрався міняти карту і тут випадково в гпу-з помітив, що пісіай варто х1. але цього виявилося мало, тому що в нескінченних темах на форумах раджу всяку просту капелюх, типу переключити карту, прочистити контакти, скинути цмос, перевстановити дрова і т.д. і природно це ніхрена не допомагає. буду перевіряти свій проц, сподіваюся знайду рішення.

ps: до речі, на одному з форумів хтось побіжно згадував, що лінії пісіай йдуть безпосередньо в проц і там частина може виявитися "перетиснута" або щось таке. тобто побічно вказує саме на проблему з проц.

Egor

допоміг !!! однією Ношк біда (як так я хз ... спочатку начебто було все ціле, але включивши ліхтарик побачив що одна блищить, зубачісткой чіпаючи вона відпало виявилося (

Така ж фігня була. мати (MSI Z170 PC Mate). Уже в биосе показувало що відео карта на х8 працює, на різних картах пробував. Зняв проц і точно, одна нога була зам'яли. Потім згадав що коли збирав комп ще після покупки помітив що проблема з ніжками. Брав все нове в інтернет магазині, тому по гарантії відправляти не став, просто підрівняти голкою як зміг. Зібрав, все запустилось і працювало. На цьому і благополучно забув про пом'яті ніжки. І тільки через три роки коли купив БО відеокарту і тестіл її, - зауважив що працює на х8. Порився в інеті на цю тему. Коротше після повторного вирівнювання ніжки вже під лупою, і точно переконавшись що все там стирчить як треба), зібрав комп і все запрацювало як годиться на х16. Ну от як так, нова мати і з пом'ятими ногами ...

Теж була схожа проблема, вк показувала то х4 то х8 але не х16, в результаті виявилося, що сильно затягнутий кулер, кулер вежа noctua-14s, відпустив 2 гвинта кріплення на пару оборотів і вуаля все запрацювало як треба. Так що якщо вам жоден рада не допомагає, пробуйте розслабити кулер особливо якщо баштовий.

Диз за заставку - дегенерат!

У мене взагалі пише x1. Спочатку було все як годиться, писало х16, потім пішов якийсь глюк з дровами, стали злітати і вискакувало повідомлення: типо драйвер не знайдений і встановлений заново (як то так), і відразу переключався в режим x8. Потім взагалі довго не міг завантажитися, перед завантаженням робочого столу монітор взагалі відключався і писав кабель не знайдений. Зараз завівся, але працює в режимі x1. Картка gtx 650. Мати на 775 сокеті, але з топової лінійки.
Причому ця карта на іншому компі працює прекрасно. Підкажіть, в чому може бути причина?
Проц: xeon 5450, биос прошитий

У мене показує у вікні 8-3.0 /8-1.1 коли навантажую 8-3.0 це виходить так вона карта працює в такому режимі? Чи не шарю ні хрена. Процесор варто Пентіум G4600 lga тисячі сто п'ятьдесят-один сокет і видюха RX 460 sapfire 4 Gb. На материку слот х16 може я че не розумію.

Спасибі допомогло, ніжки загнутої не було, просто почистив контакти на процесорі і PCIe з х1 став х16 як і повинен побут.

Imbalance911 величезне спасибі !!! Відеокарта працювала в режимі х1 замість х16, знімаю проц і там реально одна нога загнута, причому не так як у тебе, а взагалі на 180 градусів. Поставив би 500 лайків, але ........

дякуємо!!! у мене АМД. У моєму випадку ніжки на процесорі погнуті були. Зняв поставив процесор, все запрацювало як треба ... Хлопців коли ставите материнку, не тримайте її за кулер. І якщо у вас важкий баштовий кулер, а вентилятор вже старий і вібрує, то мб він видавив небагато проц з гнізда. Автору спасибі не знав куди лізти, все перевірив ....

PCI Express, повне технічне назва "Peripheral Component Interconnect Express", але часто сприймається скороченою абревіатурою PCIe або PCI-E, це стандартний тип підключення для внутрішніх девайсів, такі як відеокарти, звукові карти, wifi адаптери і інших периферійних пристроїв на персональному комп'ютері.

Розбираємося в розбіжностях PCI-E роз'єми.

Як правило, даний високошвидкісний порт відноситься до фактичних на материнській платі, які приймають плати розширення на основі традиційного PCIe і типи карт розширення.

PCI Express практично замінив і PCI, обидва з яких замінили найстаріший широко використовуваний тип з'єднання, званий ISA. Хоча пк можуть містити різні слоти розширення, PCI Express вважається стандартним внутрішнім інтерфейсом найшвидшого роз'єму. Сьогодні багато материнських плат для персональних комп'ютерів виробляються тільки з роз'ємами PCI Express.

Як працює PCI Express?

Подібно старими стандартами, таким як PCI і AGP, пристрій на базі Express фізично переходить в високошвидкісний роз'єм на материнській платі.

Інтерфейс цього роз'єму забезпечує високошвидкісну зв'язок між пристроєм і, а також іншим обладнанням.

Хоча це не дуже поширено, також існує зовнішня версія високошвидкісного порту, що не дивно називається External PCI Express, але часто скорочується до PCIe. Для пристроїв ePCIe, що є зовнішніми, потрібен спеціальний кабель для підключення будь-якого зовнішнього пристрою PCIe до пк через порт PCIe, зазвичай розташований на задній панелі пк, що поставляється або материнською платою, або спеціальної внутрішньої PCIe-картою.

Які типи карт PCI Express існують?

Завдяки вимогу більш швидких, реалістичних відеоігор і інструментів редагування відео, відеокарти були першими типами комп'ютерної периферії, щоб скористатися перевагами, пропонованими безпосередньо PCIe.

У той час як відеокарти як і раніше залишаються найбільш поширеним типом PCIe-карти, ви виявите, що інші девайси, які значно швидше підключаються до системної плати, процесора і ОЗУ. Також все частіше виробляються PCIe-з'єднання замість звичайного PCI. Наприклад, багато високоякісні звукові карти тепер використовують високошвидкісний порт, а також підвищують кількість провідних і бездротових мережевих інтерфейсних карт.

Звичайно, заміна PCIe на PCI і AGP повністю на більш нові системні плати, майже кожен тип внутрішньої карти розширення, заснованої на старих інтерфейсів, перебудовується для можливості використання шини PCI Express. Це включає в себе такі речі, як карти розширення, карти Bluetooth і т.д.

Які різні формати PCI Express?

Express x1 ... Express 3.0 ... Express x16. Що означає «х»? Як дізнаєтеся, чи підтримує ваш пк? Якщо є карта PCI Express x1, і є тільки роз'єм Express x16, чи сумісне це працює? Якщо ні, які ваші варіанти?

Часто не зовсім зрозуміло, коли ви купуєте карту розширення для свого комп'ютера, таку як нова відеокарта, яка з різних технологій PCIe працює з вашим пк краще, ніж інша. Однак, наскільки це складно, все виглядає досить просто, як тільки ви зрозумієте дві важливі частини інформації про високошвидкісному порте: частина, що описує фізичний розмір, і частина, що описує технологічну версію, як описано нижче.

Розміри PCIe: x16, x8, x4, і x1

Як випливає з заголовка, число після x вказує фізичний розмір плати PCI-E або слота, причому x16 найбільший, а x1 найменший.

Ось як формуються різні розміри:

Незалежно від розміру високошвидкісного порту або карти, ключовий виріз, це невелике місце в карті або слоті, завжди знаходиться на виведення 11. Тобто, довжина виводу 11 продовжує збільшуватися в міру переходу від PCIe x1 до PCIe x16. Це дозволяє гнучко використовувати карти одного розміру разом зі слотами іншого.

Карти PCIe підходять в будь-якому слоті високопродуктивного порту на системній платі, який принаймні такий же великий. Наприклад, карта PCIe x1 буде входити в будь-який слот PCIe x4, PCIe x8 або PCIe x16. Карта PCIe x8 буде входити в будь-який слот PCIe x8 або PCIe x16. PCIe-карти, розмір яких більше, ніж слот PCIe, можуть входити в менший слот, але тільки якщо цей слот PCI-E відкритий (тобто Не має пробки в кінці гнізда).

В цілому, велика плата Express або слот підтримує велику продуктивність, припускаючи, що дві карти або слоти, які порівнюєте, підтримують одну і ту ж версію PCIe.

Версія PCIe: 4.0, 3.0, 2.0 і 1.0

Будь-яке число після PCIe, яке ви знайдете на пристрої або системної плати, вказує номер останньої версії використовуваної специфікації PCI Express.

Ось як порівнюються різні версії контролера PCI Express:

Всі версії високошвидкісного порту сумісні в зворотному і зворотному напрямку, що означає незалежно від того, скільки разів підтримує плата PCIe або ваша материнська плата, вони повинні працювати разом, по крайней мере, на мінімальному рівні. Як можна помітити, основні оновлення стандарту порту різко збільшують пропускну здатність кожного разу, значно збільшуючи потенціал того, що може зробити пов'язане обладнання.

Покращення версії також усувають помилки, додані функції і поліпшене керування живленням, але збільшення смуги пропускної здатності це найважливіша зміна для заміток від версії до версії.

Максимізація сумісності спільно з PCIe

Як ви читаєте в розділах розмірів і версій вище, використовує практично будь-яку конфігурацію, яку ви можете собі уявити. Якщо він фізично підходить, він ймовірно, працює ... це здорово. Однак важливо знати, що для збільшення пропускної здатності (яка зазвичай відповідає максимальній продуктивності) вам потрібно вибрати найвищу версію PCIe, підтримувану вашою материнською платою, і вибрати найбільший розмір даного порту, який буде відповідати.

Наприклад, графічна карта на високошвидкісному порту 3.0 x16 дасть вам максимальну продуктивність, але тільки якщо материнська плата підтримує високошвидкісний порт версії 3.0 і має вільний високошвидкісний порт x16. Якщо модель системної плати використовує виключно PCIe 2.0, карта буде працювати тільки з підтримуваної швидкістю (наприклад, 64 Гбіт / с в слоті x16).

Більшість материнських плат і персональних комп'ютерів, випущених в 2013 році або пізніше, ймовірно, підтримують Express v3.0. Якщо ви не впевнені, перевірте керівництво по материнській платі або пк. Якщо не виходить знайти яку-небудь остаточну інформацію про версії PCI, можливості використання вашою материнською платою, я рекомендую купити найбільшу і останню версію PCIe-карти, якщо вона підійде, звичайно.

Що замінить PCIe?

Розробники відеоігор завжди шукають гри, які стають все більш реалістичними, але можуть зробити це тільки в тому випадку, якщо вони зможуть передавати більше даних зі своїх ігрових програм в гарнітуру VR або на екран пк, і для цього потрібні більш швидкі інтерфейси. Через це PCI Express ніяк не продовжуватиме панувати над своїми лаврами. PCI Express 3.0 дивно швидкий, але світ прагне зробити неймовірно швидку передачу.

PCI Express 5.0, який повинен бути завершений до 2019 року, буде використовувати пропускну здатність 31,504 гігабіт на секунду на смугу (3938 мегабайт в секунду), що в два рази більше, ніж пропонується у високошвидкісного роз'єму версії 4.0. Існує ряд інших стандартів інтерфейсу, відмінних від PCIe, на які дивиться технологічна індустрія, але оскільки для них потрібні серйозні апаратні зміни, PCIe, схоже залишиться лідером протягом деякого, дуже тривалого часу як найшвидший з існуючих коли-небудь.