Tại sao cổng PCI Express trên bo mạch chủ của tôi có kích thước khác nhau? x16, x8, x4 và x1 được giải thích

Mục lục:

Tại sao cổng PCI Express trên bo mạch chủ của tôi có kích thước khác nhau? x16, x8, x4 và x1 được giải thích
Tại sao cổng PCI Express trên bo mạch chủ của tôi có kích thước khác nhau? x16, x8, x4 và x1 được giải thích

Video: Tại sao cổng PCI Express trên bo mạch chủ của tôi có kích thước khác nhau? x16, x8, x4 và x1 được giải thích

Video: Tại sao cổng PCI Express trên bo mạch chủ của tôi có kích thước khác nhau? x16, x8, x4 và x1 được giải thích
Video: Sự khác biệt giữa Windows 10 home - Windows 10 Pro và Windows 10 in S mode! - YouTube 2024, Tháng tư
Anonim
Tiêu chuẩn PCI Express là một trong những mặt hàng chủ lực của máy tính hiện đại, với một khe trên nhiều hay ít máy tính để bàn được thực hiện trong thập kỷ qua. Nhưng bản chất của kết nối có phần hơi mơ hồ: trên PC mới, bạn có thể thấy một nửa tá cổng trong ba hoặc bốn kích cỡ khác nhau, tất cả được gắn nhãn “PCIE” hoặc PCI-E.”Vậy tại sao lại nhầm lẫn bạn thực sự sử dụng?
Tiêu chuẩn PCI Express là một trong những mặt hàng chủ lực của máy tính hiện đại, với một khe trên nhiều hay ít máy tính để bàn được thực hiện trong thập kỷ qua. Nhưng bản chất của kết nối có phần hơi mơ hồ: trên PC mới, bạn có thể thấy một nửa tá cổng trong ba hoặc bốn kích cỡ khác nhau, tất cả được gắn nhãn “PCIE” hoặc PCI-E.”Vậy tại sao lại nhầm lẫn bạn thực sự sử dụng?

Hiểu biết về Bus PCI Express

Khi nâng cấp lên hệ thống PCI (Peripheral Component Interconnect) ban đầu, PCI Express có một lợi thế rất lớn khi nó được phát triển vào đầu những năm 2000: nó sử dụng bus truy cập điểm-điểm (point-to-point) thay vì bus nối tiếp. Điều đó có nghĩa là mỗi cổng PCI cá nhân và các thẻ được cài đặt của nó có thể tận dụng tối đa tốc độ tối đa của chúng, không có nhiều thẻ hoặc các khe cắm bị tắc nghẽn trong một bus đơn lẻ.

Theo thuật ngữ của giáo dân, hãy tưởng tượng PC của bạn như một nhà hàng. Chuẩn PCI cũ giống như một deli, mọi người chờ đợi trong một dòng duy nhất để được phục vụ, với tốc độ dịch vụ bị hạn chế bởi một người duy nhất tại quầy. PCI-E giống như một quán bar, mỗi người bảo trợ ngồi trong một chiếc ghế được chỉ định, với nhiều bartender lấy đơn hàng của mọi người cùng một lúc. Với các đường dữ liệu chuyên dụng cho mỗi thẻ mở rộng hoặc thiết bị ngoại vi, toàn bộ máy tính có thể truy cập các thành phần và phụ kiện nhanh hơn.
Theo thuật ngữ của giáo dân, hãy tưởng tượng PC của bạn như một nhà hàng. Chuẩn PCI cũ giống như một deli, mọi người chờ đợi trong một dòng duy nhất để được phục vụ, với tốc độ dịch vụ bị hạn chế bởi một người duy nhất tại quầy. PCI-E giống như một quán bar, mỗi người bảo trợ ngồi trong một chiếc ghế được chỉ định, với nhiều bartender lấy đơn hàng của mọi người cùng một lúc. Với các đường dữ liệu chuyên dụng cho mỗi thẻ mở rộng hoặc thiết bị ngoại vi, toàn bộ máy tính có thể truy cập các thành phần và phụ kiện nhanh hơn.

Bây giờ để mở rộng ẩn dụ của chúng tôi deli / bar, hãy tưởng tượng rằng một số trong những chỗ ngồi có nhiều bartender dành riêng cho họ. Đó là nơi có ý tưởng về nhiều làn đường.

Cuộc sống trong Làn đường nhanh

PCI-E đã trải qua nhiều lần sửa đổi kể từ khi thành lập; Hiện tại các bo mạch chủ mới thường sử dụng phiên bản 3 của tiêu chuẩn, với phiên bản 4 nhanh hơn và phổ biến hơn và phiên bản 5 dự kiến sẽ đạt được vào năm 2019. Nhưng các phiên bản khác nhau đều sử dụng cùng kết nối vật lý và các kết nối này có thể có bốn kích thước chính: x1, x4, x8 và x16. (x32 cổng tồn tại, nhưng cực kỳ hiếm và thường không nhìn thấy trên phần cứng của người tiêu dùng.)

Các kích thước vật lý khác nhau cho phép các số kết nối dữ liệu đồng thời khác nhau cho bo mạch chủ: cổng lớn hơn, kết nối tối đa hơn trên thẻ và cổng. Các kết nối này thường được gọi là “làn đường”, với mỗi làn PCI-E bao gồm hai cặp tín hiệu, một cho việc gửi dữ liệu và một để nhận dữ liệu. Các phiên bản khác nhau của chuẩn PCI-E cho phép các tốc độ khác nhau trên mỗi làn. Nhưng nói chung, càng có nhiều làn đường trên một cổng PCI-E và thẻ được kết nối của nó, dữ liệu nhanh hơn có thể chảy giữa thiết bị ngoại vi và phần còn lại của hệ thống máy tính.
Các kích thước vật lý khác nhau cho phép các số kết nối dữ liệu đồng thời khác nhau cho bo mạch chủ: cổng lớn hơn, kết nối tối đa hơn trên thẻ và cổng. Các kết nối này thường được gọi là “làn đường”, với mỗi làn PCI-E bao gồm hai cặp tín hiệu, một cho việc gửi dữ liệu và một để nhận dữ liệu. Các phiên bản khác nhau của chuẩn PCI-E cho phép các tốc độ khác nhau trên mỗi làn. Nhưng nói chung, càng có nhiều làn đường trên một cổng PCI-E và thẻ được kết nối của nó, dữ liệu nhanh hơn có thể chảy giữa thiết bị ngoại vi và phần còn lại của hệ thống máy tính.

Trở lại với phép ẩn dụ thanh của chúng tôi: nếu bạn tưởng tượng mỗi người bảo trợ ngồi ở quán bar như một thiết bị PCI-E, thì một làn x1 sẽ là một bartender duy nhất phục vụ một khách hàng. Nhưng một người bảo trợ ngồi trong ghế “x4” được chỉ định sẽ cóbốnbartender lấy anh ta đồ uống và thực phẩm, và "x8" chỗ ngồi sẽ có tám bartender chỉ cho thức uống của mình, và một trong "x16" chỗ ngồi sẽ có một whopping mười sáu bartender chỉ cho anh ta. Và bây giờ chúng ta sẽ ngừng nói về các quán bar và bartender, bởi vì những người nghiện rượu ẩn dụ nghèo của chúng ta có nguy cơ bị ngộ độc rượu.

Những thiết bị ngoại vi nào sử dụng cổng nào?

Đối với phiên bản sửa đổi 3.0 phổ biến của PCI Express, tốc độ dữ liệu tối đa trên mỗi làn là tám gigatransfers, một thuật ngữ có nghĩa là “tất cả dữ liệu và chi phí điện tử cùng một lúc.” Trong thế giới thực, tốc độ cho PCI-E sửa đổi 3 là một chút ít hơn một gigabyte mỗi giây, mỗi làn.

Vì vậy, một thiết bị sử dụng cổng PCI-E x1, như một card âm thanh công suất thấp hoặc ăng-ten Wi-Fi, có thể truyền dữ liệu đến phần còn lại của máy tính ở mức khoảng 1GBps. Một thẻ va chạm với khe x4 hoặc x8 lớn hơn, giống như thẻ mở rộng USB 3.0, có thể truyền dữ liệu nhanh gấp bốn đến tám lần - và sẽ cần đến hơn hai cổng USB được sử dụng ở mức tối đa tốc độ truyền tải. Các cổng PCI-E x16, với mức tối đa lý thuyết khoảng 15GBps trên bản sửa đổi 3.0, được sử dụng cho hầu hết các card đồ họa hiện đại do NVIDIA và AMD thiết kế.

Không có bất kỳ hướng dẫn nào được đặt cho thẻ mở rộng nào sẽ sử dụng số làn đường nào. Card đồ họa có xu hướng sử dụng x16 chỉ để truyền dữ liệu tối đa, nhưng rõ ràng bạn không cần card mạng để sử dụng cổng x16 và mười sáu làn đầy đủ khi cổng Ethernet chỉ có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ 1 gigabit / giây khoảng một phần tám thông lượng của một làn PCI-E - hãy nhớ, tám bit đến một byte). Có một số lượng nhỏ các ổ đĩa trạng thái rắn gắn trên PCI-E thích một cổng x4, nhưng các cổng này dường như nhanh chóng bị vượt qua bởi chuẩn M.2 mới, cũng có thể sử dụng bus PCI-E. Thẻ mạng cao cấp và thiết bị dành cho người đam mê như bộ điều hợp và bộ điều khiển RAID sử dụng kết hợp các định dạng x4 và x8.
Không có bất kỳ hướng dẫn nào được đặt cho thẻ mở rộng nào sẽ sử dụng số làn đường nào. Card đồ họa có xu hướng sử dụng x16 chỉ để truyền dữ liệu tối đa, nhưng rõ ràng bạn không cần card mạng để sử dụng cổng x16 và mười sáu làn đầy đủ khi cổng Ethernet chỉ có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ 1 gigabit / giây khoảng một phần tám thông lượng của một làn PCI-E - hãy nhớ, tám bit đến một byte). Có một số lượng nhỏ các ổ đĩa trạng thái rắn gắn trên PCI-E thích một cổng x4, nhưng các cổng này dường như nhanh chóng bị vượt qua bởi chuẩn M.2 mới, cũng có thể sử dụng bus PCI-E. Thẻ mạng cao cấp và thiết bị dành cho người đam mê như bộ điều hợp và bộ điều khiển RAID sử dụng kết hợp các định dạng x4 và x8.

Hãy nhớ rằng: Kích thước và kích thước cổng PCI-E có thể không giống nhau

Đây là một trong những phần khó hiểu hơn của thiết lập PCI-E: một cổng có thể là kích thước của một thẻ x16, nhưng chỉ có đủ làn đường dữ liệu cho thứ gì đó ít nhanh hơn, như x4.Điều này là do trong khi PCI-E có thể đáp ứng số lượng không giới hạn về cơ bản các kết nối riêng lẻ, vẫn có giới hạn thực tế về thông lượng ngõ ra của chipset. Bo mạch chủ rẻ hơn với nhiều chipset định hướng ngân sách chỉ có thể đi tới một khe x8 duy nhất, ngay cả khi khe đó có thể chứa thẻ x16. Trong khi đó, bo mạch chủ “gamer” sẽ bao gồm tối đa bốn khe PCI-E x16-x16 và x16-lane đầy đủ cho khả năng tương thích GPU tối đa. (Chúng tôi đã thảo luận chi tiết hơn ở đây.)

Rõ ràng, điều này có thể gây ra vấn đề. Nếu bo mạch chủ của bạn có hai khe x16, nhưng một trong số đó chỉ có x4 làn, thì việc cắm card đồ họa mới lạ vào khe cắm sai có thể làm nghẽn 75% hiệu suất của nó. Đó là một kết quả lý thuyết, tất nhiên: kiến trúc của bo mạch chủ có nghĩa là bạn sẽ không thấy sự suy giảm mạnh mẽ như vậy. Vấn đề là, đúng thẻ cần phải đi vào đúng khe.
Rõ ràng, điều này có thể gây ra vấn đề. Nếu bo mạch chủ của bạn có hai khe x16, nhưng một trong số đó chỉ có x4 làn, thì việc cắm card đồ họa mới lạ vào khe cắm sai có thể làm nghẽn 75% hiệu suất của nó. Đó là một kết quả lý thuyết, tất nhiên: kiến trúc của bo mạch chủ có nghĩa là bạn sẽ không thấy sự suy giảm mạnh mẽ như vậy. Vấn đề là, đúng thẻ cần phải đi vào đúng khe.

May mắn thay, dung lượng của các khe PCI cụ thể thường được viết ra trong sổ tay máy tính hoặc bo mạch chủ, với một minh họa về khe nào có dung lượng. Nếu bạn không có hướng dẫn sử dụng, số làn đường thường được ghi trên PCB của bo mạch chủ bên cạnh cổng, như sau:

Ngoài ra, thẻ x1 hoặc x4 ngắn hơn có thể vừa vặn với khe x8 hoặc x16 dài hơn: cấu hình ghim ban đầu của các tiếp điểm điện làm cho nó tương thích. Thẻ có thể hơi lỏng lẻo về thể chất, nhưng khi bị vặn vào vị trí trong khe cắm mở rộng của vỏ máy tính, nó chắc chắn chắc chắn hơn. Đương nhiên, nếu địa chỉ liên hệ của thẻ có kích thước thực lớn hơn khe, thẻ không thể được chèn vào.
Ngoài ra, thẻ x1 hoặc x4 ngắn hơn có thể vừa vặn với khe x8 hoặc x16 dài hơn: cấu hình ghim ban đầu của các tiếp điểm điện làm cho nó tương thích. Thẻ có thể hơi lỏng lẻo về thể chất, nhưng khi bị vặn vào vị trí trong khe cắm mở rộng của vỏ máy tính, nó chắc chắn chắc chắn hơn. Đương nhiên, nếu địa chỉ liên hệ của thẻ có kích thước thực lớn hơn khe, thẻ không thể được chèn vào.

Vì vậy, hãy nhớ rằng, khi mua thẻ mở rộng hoặc nâng cấp cho khe PCI Express, bạn cần lưu ý cả kích thước và mức xếp hạng làn đường của các cổng hiện có.

Đề xuất: