Число линий pci express в процессоре что это

Что такое PCI Express? Имеют ли значение линии, слоты и версии PCIe?

PCI Express является популярной технологией в наши дни, и многие спрашивают, что это такое, для чего он нужен и почему так много суеты по поводу видеокарт, твердотельных накопителей и материнских плат, поддерживающих PCI Express 4.0. В этой статье мы собираемся ответить на эти вопросы. Мы также попытаемся пролить свет на то, что такое линии PCIe, какие типы слотов PCIe есть, и что нового в PCI Express 4.0. Если вам интересно узнать больше, читайте дальше

Что такое PCI Express и что он обозначает?

PCI Express означает Peripheral Component Interconnect Express и представляет собой стандартный интерфейс для подключения периферийного оборудования к материнской плате на компьютере. Другими словами, PCI Express или сокращенно PCIe — это интерфейс, который подключает к материнской плате внутренние карты расширения, такие как видеокарты, звуковые карты, адаптеры Ethernet и Wi-Fi . Кроме того, PCI Express также используется для подключения некоторых типов твердотельных накопителей, которые обычно очень быстрые.

Какие типы слотов и размеров PCI Express существуют, и что означают линии PCIe?
Для подключения плат расширения к материнской плате PCI Express использует физические слоты. Обычными слотами PCI Express, которые мы видим на материнских платах, являются PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 и PCIe x16. Число, которое следует за буквой «х», говорит нам о физических размерах слота PCI Express, который, в свою очередь, определяется количеством контактов на нем. Чем больше число, тем длиннее слот PCIe и тем больше контактов, которые соединяют плату расширения с гнездом.

Кроме того, число «х» также указывает, сколько полос доступно в этом слоте расширения. Вот как сравниваются часто используемые слоты PCIe:

• PCIe x1: имеет 1 полосу , 18 контактов и длину 25 мм
• PCIe x4: имеет 4 линии , 32 контакта и длину 39 мм
• PCIe x8: имеет 8 линий , 49 контактов и длину 56 мм
• PCIe x16: имеет 16 линий , 82 контакта и длину 89 мм

Линии PCI Express — это пути между набором микросхем материнской платы и слотами PCIe или другими устройствами, являющимися частью материнской платы, такими как разъем процессора, слоты M.2 SSD, сетевые адаптеры, контроллеры SATA или контроллеры USB.

В PCI Express каждая полоса индивидуальна, что означает, что она не может быть разделена между различными устройствами. Например, если ваша видеокарта подключена к слоту PCIe x16, это означает, что она имеет 16 независимых линий, выделенных только для нее. Никакой другой компонент не может использовать эти полосы, кроме графической карты.

Вот идея, которая может упростить вам понимание того, что такое линии PCI Express: просто представьте, что PCI Express — это магистраль, а автомобили, которые едут по ней, — это данные, которые передаются. Чем больше полос движения доступно на шоссе, тем больше автомобилей можно проехать по нему; чем больше у вас PCIe-линий, тем больше данных можно передать.

Карта PCI Express может устанавливаться и работать в любом слоте PCIe, доступном на материнской плате, если этот слот не меньше платы расширения. Например, вы можете установить карту PCIe x1 в слот PCIe x16. Тем не менее, вы не можете сделать обратное. Например, вы можете установить звуковую карту PCIe x1 в слот PCIe x16, но вы не можете установить графическую карту PCIe x16 в слот PCIe x1.

Какие версии PCI Express существуют, и какую скорость передачи данных (пропускную способность) они поддерживают?

Сегодня используются четыре версии PCI Express: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0 и PCI Express 4.0. Каждая версия PCIe поддерживает примерно удвоенную пропускную способность предыдущего PCIe . Вот что предлагает каждый из них:

• PCI Express 1.0: имеет пропускную способность 250 МБ / с на линию
• PCI Express 2.0: имеет пропускную способность 500 МБ / с на линию
• PCI Express 3.0: имеет пропускную способность 984,6 МБ / с на линию
• PCI Express 4.0: имеет пропускную способность 1969 МБ / с на линию

Помните, что слоты PCIe могут предложить не одну, а несколько дорожек? Значения полосы пропускания, которые мы разделили, умножаются на количество линий, доступных в слоте PCIe. Если вы хотите рассчитать, сколько пропускной способности доступно для определенной платы расширения, вам нужно умножить пропускную способность PCIe на линию на количество доступных для нее линий.

Например, графическая карта, которая поддерживает PCI Express 4.0 и подключена к слоту PCIe x16, имеет доступ к общей пропускной способности около 31,51 ГБ / с. Это результат умножения 1969 МБ / с на 16 (пропускная способность PCIe на линию * 16 линий). Впечатляет, правда?

Вот как масштабируются версии PCI Express, если принять во внимание линии PCI Express:

В будущем появятся новые версии PCI Express, такие как PCI Express 5.0 и PCI Express 6.0. Спецификация PCIe 5.0 была доработана летом 2019 года, предлагая пропускную способность до 3938 МБ / с на линию и до 63 ГБ / с в конфигурации x16. Однако, скорее всего, мы не увидим его в ближайшее время на компьютерном оборудовании потребительского уровня.

Широко ли доступна последняя версия PCI Express 4.0?

На данный момент PCI Express 4.0 является самой быстрой спецификацией, доступной для домашних компьютеров. Однако PCI Express 4.0 поддерживается только AMD на своих последних материнских платах, основанных на чипсете X570 в сочетании с процессорами AMD Ryzen третьего поколения. Если у вас их нет, нет смысла покупать видеокарты или твердотельные накопители, поддерживающие PCIe 4.0.

Говоря об этом, хотя уже есть много SSD, поддерживающих PCIe 4.0, единственными видеокартами, которые работают на PCIe 4.0, являются Radeon RX 5000 от AMD, такие как Radeon RX 5700 XT и Radeon RX 5700 . Intel пока не предлагает поддержку PCI Express 4.0 на любом своем оборудовании.

Как PCI Express 4.0 влияет на скорость вашей видеокарты?

Некоторые задают интересный вопрос: влияет ли более быстрая и новая спецификация PCI Express 4.0 на скорость видеокарты? Быстрый ответ — нет , это не так, и вы не получаете больше кадров в секунду! Вот почему:

Когда вы играете в игру, видеокарта использует выделенную память (GDDR) для хранения текстур, используемых для рендеринга кадров на экране. Помимо тактовой частоты графического процессора, эта графическая память является наиболее важной для того, сколько кадров вы получаете каждую секунду.

Графическая карта должна использовать интерфейс PCI Express, который соединяет ее с материнской платой только тогда, когда ей нужно обмениваться данными с процессором или загружать текстуры из системной памяти (ОЗУ компьютера). Это не должно случаться часто, поскольку современные видеокарты имеют много собственной оперативной памяти. И даже если / когда это произойдет, после того, как текстуры были переданы через интерфейс PCI Express из системного ОЗУ и загружены в память видеокарты, они остаются там. Причина в том, что графическая память во много раз быстрее системной памяти.

Ни одна из видеокарт, доступных сегодня, не нуждается в полной полосе пропускания, предлагаемой слотами PCI Express 4.0 x16. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим анализом влияния PCI Express 4.0 по сравнению с PCI Express 3.0 на современные настольные компьютеры: PCI Express 4 по сравнению с PCIe 3: есть ли улучшение производительности?

Как насчет совместимости версий PCI Express?

Все версии PCI Express совместимы друг с другом. Например, видеокарта PCI Express 4.0 работает, даже если вы подключаете ее к материнской плате, которая поддерживает только PCI Express 3.0 или даже 2.0. Однако пропускная способность интерфейса PCI Express ограничена наименьшим фактором. Например, если вы подключаете SSD PCI Express 4.0 к материнской плате, которая поддерживает только PCI Express 3.0, этот SSD работает на PCIe 3.0. Вместо доступа к пропускной способности 7,88 ГБ / с он может использовать только 3,94 ГБ / с, поэтому его максимальная теоретическая скорость уменьшается вдвое.

У вас есть еще вопросы по PCI Express?

Теперь вы должны лучше понять, что такое PCI Express, и больше узнать о различных типах слотов PCIe, дорожках и версиях. У вас есть другие вопросы, на которые мы могли бы ответить? Если у вас есть, или если у вас есть, что добавить в эту статью, не стесняйтесь оставить комментарий ниже.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка / 5. Количество оценок:

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Что такое PCIe – сколько линий нужно для быстрой работы

При выборе материнской платы и процессора для сборки ПК большинство сборщиков упускают из виду выбор правильного количества линий PCIe. Их идентификация имеет решающее значение не только для новой сборки, но и снижает потребность в обновлениях в будущем, сохраняя вашу установку на будущее.

Хотя первое, что приходит на ум, когда вы думаете о PCIe, может быть слот на материнской плате, к которому вы подключаете свою видеокарту, эта технология гораздо шире.

Линии PCIe , выделенные компоненту, могут серьёзно повлиять на такие задачи, как рендеринг с использованием нескольких графических процессоров, поскольку пропускная способность этих полос ограничивает максимальную производительность компонента, подключенного к слоту PCIe.

В этом руководстве мы познакомим вас с различными типами конфигураций и поколений PCIe, с которыми вы можете столкнуться, и поможем вам определить необходимое количество линий PCIe в зависимости от вашей рабочей нагрузки.

Что такое PCIe

PCIe или Peripheral Component Interconnect Express – это тип интерфейса, который позволяет подключать к компьютеру высокоскоростные компоненты, такие как видеокарты, твердотельные накопители и карты Wi-Fi.

Типичные разъемы PCIe имеют форму слотов расширения на материнской плате, что позволяет физически подключать поддерживаемое устройство.

Объяснение линий PCIe

Линии PCIe – это физическая связь между устройством с поддержкой PCIe и процессором/набором микросхем.

Линии PCIe состоят из двух пар медных проводов, обычно называемых дорожками, которые проходят через печатную часть материнской платы, соединяя устройство с поддержкой PCIe либо с процессором, либо с набором микросхем материнской платы.

Вы можете думать об одной полосе PCIe как о шоссе, по которому транспортные средства (данные) движутся в обоих направлениях (туда и обратно) одновременно.

Одному устройству может быть выделено до 32 таких двунаправленных линий PCIe, что позволяет обеспечить передачу данных с высокой пропускной способностью и малой задержкой.

Объяснение конфигураций PCIe x1, x4, x8 и x16

Стандартно каждое соединение PCIe имеет 1, 4, 8, 16 или 32 линии для передачи данных, хотя потребительские системы не поддерживают 32 линии. Как и следовало ожидать, пропускная способность будет увеличиваться линейно с количеством линий PCIe.

Большинству видеокарт на современном рынке требуется как минимум 8 линий PCIe для максимальной производительности в играх и приложениях для рендеринга.

Хотя видеокарты совместимы с менее чем восемью линиями PCIe, следует ожидать снижения производительности.

В конфигурациях с несколькими графическими процессорами рекомендуется использовать восемь дорожек для каждого графического процессора, но в зависимости от рабочей нагрузки вы можете использовать меньше линий.

Такие функции, как NVLink от Nvidia, помогают снизить нагрузку на шину PCIe и позволяют размещать видеопамять на нескольких графических процессорах, но, поскольку потребительские карты отказываются от поддержки этой функции, лучше инвестировать в систему с достаточным количеством линий PCIe для нескольких графических процессоров, не рассчитывая на поддержку NVLink.

Не все слоты PCIe одинаковы

Физический размер разъёма PCIe на материнской плате указывает на его конфигурацию.

Типичными слотами PCIe являются x1, x4, x8 и x16. Чтобы упростить различие между физическими слотами и линиями, мы будем называть их механическими и электрическими, соответственно.

В идеальном сценарии вы можете предположить, что число в спецификации разъёма указывает на количество линий PCIe, которые он поддерживает, но это не всегда так.

Количество линий PCIe, выделенных для конкретного устройства или слота на материнской плате, варьируется, и производитель обычно несёт ответственность за установку количества линий.

Возьмём, к примеру, слоты PCIe x16 для видеокарт на материнской плате. Легко предположить, что механический слот x16 использует 16 линий PCIe, но в зависимости от таких факторов, как ваш процессор, набор микросхем материнской платы и количество графических процессоров, это число может измениться.

Взгляните на X570 ROG Crosshair VIII Hero выше. Два верхних механических слота PCIe x16 предназначены для использования с видеокартами.

Однако механический слот x16 вверху – единственный слот с 16 физическими линиями PCIe, которые вы можете разглядеть, увеличив изображение.

Средний механический слот x16 имеет восемь линий PCIe, а нижний – четыре.

Несмотря на то, что слот имеет механическую длину слота x16, контакты достигают длины только до x8.

Кроме того, использование двух графических процессоров на этой материнской плате заставит верхний слот работать только с восемью линиями из-за ограничений процессора, хотя к нему подключено 16 физических линий PCIe.

Поскольку материнская плата использует PCIe Gen 4, это практически не влияет на производительность графического процессора между 8 и 16 линиями, при условии, что графический процессор поддерживает PCIe 4.0. Даже видеокарты PCIe Gen 3 будут работать нормально.

Однако, с более старыми поколениями PCIe и материнскими платами влияние на производительность будет значительным.

Чипсет и процессор выделяют линии PCIe

Линии PCIe на материнской плате исходят либо от самого процессора, либо от набора микросхем материнской платы.

Как правило, процессорные линии зарезервированы исключительно для слотов графических карт x16 и слотов M.2 для высокоскоростных твердотельных накопителей, поскольку они требуют перемещения данных без ограничения чипсетом.

С другой стороны, линии чипсета подключаются к встроенному USB, другим слотам M.2 и PCIe и SATA. Сам чипсет передаёт данные процессору по выделенной 4-полосной шине PCIe.

Таким образом, все устройства, подключенные через линии PCIe к чипсету, будут иметь ограничение на максимальную пропускную способность, что приведёт к возникновению узких мест.

При выборе материнской платы вы должны убедиться, что слоты PCIe, которые вы планируете использовать, напрямую подключены к процессору. Вы можете использовать слот PCIe, подключенный к чипсету, но вы рискуете столкнуться с узкими местами.

Надёжный способ определить физическое соединение слота PCIe x16 – это определить выделенные ему линии, поскольку 16 или 8 линий будут напрямую связаны с процессором. Самый верхний слот PCIe почти всегда подключен к ЦП, но обязательно обратитесь к руководству по материнской плате, чтобы убедиться, что это так.

Требования PCIe для видеокарт

Вы можете задаться вопросом, необходима ли для максимальной производительности работа вашей видеокарты на рекомендуемом количестве линий PCIe.

Точный ответ на этот вопрос зависит от типа выполняемой вами работы, типа графического процессора, который вы хотите использовать, и количества графических процессоров, которые вы планируете использовать с вашей установкой.

Даже для задач рендеринга, которые требуют большой пропускной способности, один графический процессор текущего поколения, такой как RTX 3080, может работать практически одинаково при работе на 8 или 16 линиях PCIe Gen 3.0/4.0.

Если устройство, подключенное к PCIe, такое как графическая карта, работает с максимальной пропускной способностью, обеспечиваемой предоставленными ему линиями PCIe, говорят, что линии PCIe перегружены.

В зависимости от поколения и количества предоставляемых линий PCIe насыщение полосы пропускания будет варьироваться между подключениями PCIe.

PCIe	Скорость	x1 (на полосу)	х4	х8	х16
PCIe 1.0	2,5 ГТ/с	250 МБ/с	1,00 ГБ/с	2,00 ГБ/с	4,00 ГБ/с
PCIe 2.0	5 ГТ/с	500 МБ/с	2,00 ГБ/с	4,00 ГБ/с	8,00 ГБ/с
PCIe 3.0	8 ГТ/с	984,6 МБ/с	3,94 ГБ/с	7,88 ГБ/с	15,75 ГБ/с
PCIe 4.0	16 ГТ/с	1969 МБ/с	7,88 ГБ/с	15,75 ГБ/с	31,51 ГБ/с

Для установок с несколькими графическими процессорами использование каждого графического процессора на восьми линиях обеспечит идеальную производительность.

Если вы столкнулись с небольшим падением производительности, использование карт на четырех линиях возможно, но не рекомендуется. Вы можете обратиться к таблице ниже, чтобы лучше понять требования к пропускной способности популярных видеокарт и решить, сколько линий PCIe вы хотите выделить.

В следующей таблице показано минимальное количество и поколение линий PCIe, которые требуются популярным графическим процессорам, чтобы пропускная способность PCIe не ограничивала их:

Видеокарта	Потери меньше 1%	Потери меньше 5%
GTX 1660 Super	PCIe 3.0 x4	PCIe 3.0 x4
RTX 2060 Super	PCIe 3.0 x8	PCIe 3.0 x4
RTX 2080 Ti	PCIe 3.0 x16	PCIe 3.0 x8
RTX 3060 Ti	PCIe 4.0 x8	PCIe 4.0 x4
RTX 3080	PCIe 4.0 x8	PCIe 4.0 x4
RTX 3090	PCIe 4.0 x16	PCIe 4.0 x8

Примечания к приведенной выше таблице:

Масштабирование линии PCIe будет сильно зависеть от типа выполняемых вами рабочих нагрузок.

Если вы рендерите простые 3D-сцены или играете в игры, которые легко помещаются в видеопамять вашего графического процессора, и им практически не требуется связь по шине PCIe, вы, скорее всего, почти не увидите узких мест, даже при использовании меньшего количества линий PCIe, чем рекомендовано выше.

Для задач, требующих постоянной связи с ЦП или доступа к системной памяти, узкие места будут гораздо более выраженными.

Также обратите внимание, что линии PCIe можно сократить только вдвое. Несмотря на то, что RTX 3090 может работать без узких мест (<1%) при частоте чуть выше PCIe 4 x8 (например, PCIe 4 x9), вы не можете использовать линии PCIe x9. Вы должны каждый раз удваивать свои линии.

Поколения PCIe – не все линии равны

Стандарт PCIe претерпел в общей сложности шесть изменений с момента его создания в 2003 году.

Хотя пятое и шестое поколения PCIe ещё не вышли на рынок, PCIe 4.0 и 3.0 – это то, с чем вы столкнетесь сегодня при покупке нового ПК.

Каждое поколение PCIe до настоящего времени удваивало скорость передачи (обычно обозначаемую в ГТ/с) предыдущего поколения, прокладывая путь более быстрым устройствам для легкого подключения к компьютерам.

Каждое новое поколение также уменьшало задержку, что было необходимо для таких устройств, как видеокарты.

PCIe 4.0 против 3.0: пропускная способность вдвое выше

PCIe 4.0, выпущенный в 2017 году, был принят потребительским рынком только в 2019 году, при этом третье поколение процессоров AMD Ryzen стало первым, поддерживающим новое поколение PCIe.

Поскольку PCIe 4.0 предлагает вдвое большую пропускную способность, чем предыдущее поколение, это помогло улучшить производительность таких компонентов, как твердотельные накопители, которые были достаточно развиты, чтобы быть узкими местами с PCIe 3.0.

Не все графические процессоры используют увеличенную пропускную способность PCIe. Тем не менее, даже самые мощные графические карты, доступные сегодня, с трудом используют всю пропускную способность PCIe 4.0 x16 и имеют производительность, аналогичную предыдущему поколению PCIe 3.0.

Таким образом, даже если механический слот x16 на вашей материнской плате обеспечивает всего 8 линий PCIe Gen 4, вы можете быть уверены, что производительность не пострадает.

Установки с несколькими графическими процессорами значительно выиграют от PCIe 4.0, поскольку вы сможете запускать две карты PCIe 4.0 с восьмью или даже четырьмя линиями, пока не заметите, что производительность карты начинает падать, что позволяет подключать больше графических процессоров к одной системе.

Помните, что вы не можете использовать графический процессор PCIe 3.0 на скорости x16 при подключении к PCIe Gen 4 x8, поскольку существует только восемь физических линий PCIe.

Влияние на производительность со старшими поколениями

Хотя разница в производительности между PCIe 4.0 и 3.0 на графических процессорах текущего поколения (всё ещё) незначительна, работа ваших устройств на старых поколениях PCIe может значительно повлиять на производительность.

Хотя на современных материнских платах отсутствуют линии PCIe предыдущего поколения, те, кто использует более старые модели, могут обнаружить, что некоторые из слотов PCIe подключены к разъёмам Gen 2, а иногда даже Gen 1.

В таких случаях современные видеокарты будут иметь значительные узкие места, за исключением PCIe 2.0 x16, поскольку она будет иметь производительность, аналогичную PCIe 3.0 x8.

Сколько линий PCIe мне нужно?

Количество линий PCIe, которые вам понадобятся, в конечном итоге будет зависеть от работы, которую вы планируете выполнять на своем ПК, и используемого вами графического процессора.

Мы не можем дать универсальную рекомендацию, поскольку меньшее количество линий PCIe снизит производительность, а дополнительные линии приведут к пустой трате денег. Мы классифицировали варианты использования в зависимости от необходимого оборудования (в основном, графических процессоров и твердотельных накопителей).

Видеомонтаж и графический дизайн

Мы рекомендуем не менее 16 выделенных линий для видеокарты и четыре линии для подключения высокоскоростного твердотельного накопителя NVMe для редактирования видео и графического дизайна. Для дополнительных вариантов высокоскоростного хранения и настроек с несколькими графическими процессорами следует рассмотреть систему HEDT.

Хотя редактирование видео и графический дизайн не требуют мощности видеокарты, они могут значительно выиграть от быстрых твердотельных накопителей, сети и подключения USB.

Типичная установка для редактирования видео будет включать одну графическую карту, которая занимает полноразмерный механический слот x16 с 16 линиями на материнской плате.

Тем не менее, видеоредактору доступ к большему объёму высокоскоростного хранилища может принести пользу вашей рабочей нагрузке.

Выделение восьми линий PCIe Gen 3 для дополнительного твердотельного накопителя PCIe позволит вам добавить дополнительное хранилище NVMe помимо твердотельных накопителей, которые заполняют слоты M.2 на вашей материнской плате.

Подключение дополнительных карт может уменьшить количество линий, выделенных для вашего графического процессора, но, как уже говорилось, влияние на производительность минимально.

Графический дизайн будет иметь аналогичную настройку, хотя вы можете использовать твердотельные накопители SATA в качестве дополнительного хранилища.

Если вы создаете ПК для редактирования видео с помощью программного обеспечения, которое может использовать установки с несколькими графическими процессорами, такого как Davinci Resolve Studio, или вам нужно более одного высокопроизводительного устройства хранения, рассмотрите возможность использования платформы HEDT, такой как процессор Threadripper на материнской плате TRX40.

3D-анимация и рендеринг

Мы рекомендуем не менее 8 линий PCIe Gen 4 на физический слот x16 на материнской плате для сборки с четырьмя графическими процессорами. Вы можете использовать меньше графических процессоров и заполнить пустые слоты PCIe картами памяти или сетевыми картами, в зависимости от ваших потребностей.

3D-анимация и рендеринг – одни из самых требовательных к производительности рабочих нагрузок, поэтому для достижения максимальной производительности необходимо правильно выбрать количество линий PCIe для рабочей станции 3D-рендеринга.

Здесь часто имеет место запуск установок с несколькими графическими процессорами, поэтому необходимо обеспечить поддержку как минимум восьми линий PCIe Gen 3 на каждый графический процессор, хотя запуск установки Gen 4 был бы идеальным, особенно если вы не используете NVLink.

Добавление высокоскоростного хранилища также может потребовать дополнительных полос в зависимости от вашего варианта использования. Помимо заполнения слотов M.2 на материнской плате, вы можете использовать карты расширения слотов PCIe для сверхскоростного хранения, если вам это нужно.

Компьютерные игры

Обычному игроку должно хватить 16 линий PCIe Gen 3.0/4.0, поскольку большинству видеокарт будет сложно насытить полосу пропускания. PCIe 4.0 также превосходит PCIe 3.0 по задержке, поэтому вы можете увидеть небольшой прирост производительности при игре с более новым поколением.

Хотя для игр может не потребоваться столько линий PCIe, как для других, более интенсивных рабочих нагрузок, такие функции, как SLI с несколькими графическими процессорами или CrossFire, могут потребовать от вас инвестиций в материнскую плату с большим количеством линий.

Для стабильной установки с несколькими графическими процессорами для игр потребуется, чтобы на вашей материнской плате было как минимум два механических слота PCIe x16, каждый из которых оснащен минимум 16 линиями PCIe 3.0 или 8 линиями PCIe 4.0 каждый.

Современные карты с поддержкой SLI, такие как RTX 3090, не обеспечивают достаточную ценность для использования в конфигурациях с несколькими графическими процессорами для игр, а поскольку разработчики отказываются от поддержки, технология кажется почти мертвой.

Выбор правильного количества линий PCIe

Теперь, когда вы знаете необходимое количество линий PCIe для ваших рабочих нагрузок, крайне важно выбрать подходящий процессор и материнскую плату.

Выбор процессора

Мы рекомендуем процессор, способный обеспечить не менее 16 линий PCIe 3.0/4.0 для таких задач, как редактирование видео, графический дизайн и игр.

Новейшие процессоры AMD Ryzen 5000-й серии и процессоры Intel Core 12-го поколения могут обеспечить до 16 линий PCIe 4.0 для видеокарт и хранилищ, что делает их идеальными для таких рабочих нагрузок.

Для рендеринга с помощью графического процессора единственным жизнеспособным вариантом будет процессор HEDT (High-End Desktop), такой как AMD Threadripper, который оснащен в общей сложности до 62 пригодными для использования линиями PCIe Gen 4, которые подключаются к графическим процессорам и устройствам хранения NVMe.

Выбор подходящей платформы материнской платы

Выбор подходящего процессора не гарантирует наличие указанного количества линий PCIe. Материнская плата не менее важна, особенно если принять во внимание такие факторы, как поддержка PCIe 4.0 и связь чипсета PCIe.

Если вы планируете использовать одну видеокарту и не нуждаетесь в дополнительном расширении в будущем, идеально подойдут такие материнские платы, как AMD B550 и некоторые платы Intel Z490. Имейте в виду, что хотя эти материнские платы имеют соединения PCIe 4.0 с процессором, чипсет имеет соединение только PCIe 3.0 с процессором.

Некоторые производители разделяют 16 линий PCIe 4.0 между двумя механическими разъёмами x16 для поддержки двух графических процессоров, поэтому, если вам нужно сэкономить деньги, это отличная идея.

Вы также можете инвестировать в материнскую плату AMD X570, если вам нужен дополнительный 4-канальный физический слот x16 PCIe Gen 4. Имейте в виду, что дорожки будут проходить через набор микросхем, поэтому для этого слота лучше всего использовать более старую видеокарту или плату расширения памяти.

Если вы планируете использовать более двух графических процессоров, вам подойдёт процессор HEDT.

Материнские платы с поддержкой процессоров HEDT, такие как AMD TRX40, предлагают четыре механических слота PCIe 4.0 x16 в конфигурации линий x16/x8/x16/x8 и включают несколько высокоскоростных слотов M.2 для хранения NVMe.

Хотя платформы HEDT предлагают необходимое количество линий PCIe для запуска установки с несколькими графическими процессорами, их высокая цена может оттолкнуть потенциальных разработчиков с ограниченным бюджетом.

В таких случаях, выбирая потребительские материнские платы, такие как Asus WS X570 ACE, в которых используется чип PLX, вы получаете доступ к дополнительным линиям PCIe сверх того, что может предоставить процессор.

Чип PLX работает, позволяя ЦП и ОЗУ получать доступ к адресу всех подключенных графических процессоров. Это достигается путем разделения дорожек процессора в соответствии с пропускной способностью, используемой каждым графическим процессором.

Таким образом, в худшем случае для конфигурации с двумя графическими процессорами он будет работать в режиме x8/x8, но когда один графический процессор активно передаёт данные, он может выделить ему полные 16 линий PCIe.

Эта функция ограничена несколькими потребительскими материнскими платами, ориентированными на рабочие станции, но может помочь значительно сократить расходы, придерживаясь потребительских процессоров и материнских плат.

PLX-чипы

Вы найдёте некоторые материнские платы, которые заявляют, что они поддерживают/предлагают больше линий PCIe, чем должно быть возможно.

Например, Asus WS X299 Sage должен предлагать только 44 линии PCIe, учитывая, что ЦП имеет такое количество доступных линий.

На самом деле, эта материнская плата предлагает конфигурации графического процессора до 7×8 линий PCIe (=56) или 4x x16 линий PCIe (=64).

Это возможно благодаря чипу PLX на материнской плате, который управляет линиями PCIe.

Этот чип, с одной стороны, разговаривает с ЦП и поддерживает его, сообщая ему, что линий PCIe не больше, чем поддерживает ЦП. Однако, другая сторона управляет большим количеством линий PCIe.

Какова потеря производительности при использовании нескольких графических процессоров с PLX (ASUS и SuperMicro)?

Зависит от ситуации. Коммутатор PLX значительно ограничивает одновременную полосу пропускания, доступную для графических процессоров. Таким образом, это может означать падение производительности, если ваша рабочая нагрузка включает в себя в бешеном темпе закидывание и выгрузку видеопамяти видеокарты.

Для рабочих нагрузок, которые могут обрабатываться в видеопамяти графического процессора без слишком большого перемещения данных, вы не заметите значительной потери производительности.

Настройки BIOS для оптимальной работы

После того, как вы закончите сборку своей установки, необходимо настроить материнскую плату для поддержки нескольких графических процессоров и дополнительных карт, чтобы обеспечить бесперебойную работу.

Иногда материнские платы могут не выделять правильное количество линий PCIe для вашего механического слота x16, что приводит к тому, что графический процессор не отображается или работает плохо.

Изменение скорости канала PCIe с автоматической на Gen 3 или 4 обычно решает проблему.

Всегда обязательно обращайтесь к Руководству по материнской плате, если у вас есть проблемы с линиями и слотами PCIe.

Часто задаваемые вопросы о PCIe

Используют ли диски M.2 линии PCIe?

Да, диски M.2 могут использовать до четырех линий PCIe, хотя линии обычно проходят через набор микросхем. Тем не менее, довольно стандартно, что один слот M.2 подключается непосредственно к процессору, и это слот, в который вы размещаете основной диск NVMe.

Сколько линий PCIe использует M.2?

Диски M.2 обычно используют x4 канала PCIe. Это может быть 4 канала PCIe 4.0 или 4 канала PCIe 3.0, в зависимости от материнской платы.

Какие линии PCIe следует использовать?

Мы рекомендуем использовать линии PCIe, подключенные непосредственно к процессору для вашей видеокарты и основного диска. Для других накопителей и дополнительных плат рекомендуется использовать линии PCIe чипсета при условии, что вы полностью заполнили линии PCIe вашего процессора.

Сколько линий PCIe мне доступно?

Во-первых, узнайте, какая у вас материнская плата. После того, как вы узнаете модель своей материнской платы, вы можете посетить веб-сайт производителя, чтобы найти спецификацию или руководство, в котором указано, сколько у вас линий PCIe.

Имеет ли значение, какой слот PCIe x16 я использую?

Да, рекомендуется выбирать слот PCIe, ближайший к процессору (обычно самый верхний слот x16), так как это гарантирует, что к слоту будут подключены все 16 линий PCIe, что обеспечит вашей видеокарте наилучшую пропускную способность и минимальную задержку.

Сколько линий PCIe использует графический процессор?

Как мы обсуждали в статье, количество линий, используемых графическим процессором, может отличаться от того, сколько ему необходимо для работы с полной производительностью. Большинство графических процессоров используют 16 линий PCIe 3.0, в то время как более новые графические процессоры могут использовать 16 линий PCIe 4.0. Однако большинству графических процессоров такая сумма не нужна для работы без дросселирования.

У какого процессора больше всего линий PCIe?

ЦП уровня HEDT и серверного класса имеют наибольшее количество линий PCIe. Серия процессоров AMD Threadripper поставляется с 64 линиями PCIe, процессоры Threadripper Pro и Epyc имеют 128 линий PCIe.

С многопроцессорными системами вы даже можете иметь доступ к нескольким из них.

Использует ли ОЗУ линии PCIe?

Нет, системная память (ОЗУ) подключается непосредственно к ЦП через собственную шину и не использует линии PCIe.

Сколько слотов PCIe нужно для работы?

Сколько слотов PCIe вам нужно, зависит от количества карт расширения, которые вы будете использовать. Большинству нужна только одна для выделенной видеокарты. Некоторым требуется второй слот для второго графического процессора, звуковой карты, карты Wi-Fi или для дополнительной поддержки Thunderbolt.

Обратите внимание, что вам, скорее всего, не понадобятся физические слоты x16 PCIe для дополнительных карт расширения, кроме вашего графического процессора.

Все, что вы хотели знать PCI Express

8 декабря 2021

Разработанная в начале 90-х годов, шина PCI, ставшая альтернативой несовместимым шинным интерфейсам и призванная устанавливать соединение класса «чип-чип», в настоящее время уже исчерпала свои ресурсы наращивания пропускной способности. Увеличение ее тактовой частоты привело к появлению сложных схем разводки и увеличению стоимости реализации.

На смену PCI приходит новая высокоскоростная шина PCI-Express (PCIe), первая базовая спецификация которой появилась в 2002 году, вторая версия — в 2007, третья — в 2010, и четвертая — в 2017, пятая, последняя на данный момент — в 2019.

Что такое PCIе

PCI Express (PCIe или PCI-E) — это компьютерная шина, в которой применяются высокопроизводительный протокол последовательной передачи данных и принцип соединения «точка-точка».

PCIe базируется на программной модели шины PCI и функционирует в полнодуплексном режиме, при котором информация передается на высоких скоростях в прямом и противоположном направлениях по независимым каналам. Такие каналы называются линиями PCIe, причем от числа линий (x1, x2, x4, x8, x16 и x32) напрямую зависит скорость работы и пропускная способность шины, измеряемая в гигатранзакциях в секунду (ГТ/с).

Какие PCI Express бывают

Интерфейс PCI-E существует в нескольких версиях — 1.0, 2.0, 3.0 и 4.0 (версии 5.0 выпущена, но практически не используется и 6.0 готовятся к выходу). При этом для каждой версии шины обозначаются по числу линий, например, PCI-E 3.0 x16.

Основное отличие версий PCIe друг от друга — схема кодирования данных, которые перед отправкой переводятся в блоки, и каждый байт исходных данных сопровождается дополнительно двумя битами. Это обеспечивает возможность передатчику и приёмнику функционировать синхронно и свободно от помех.

Так, в версиях PCIe 1.0 и PCIe 2.0 кодирование осуществляется по схеме 8b/10b. В этом случае восьмибитные блоки переводятся в десятибитные с соотношением представляющих ценность данных и информации для обеспечения корректной работы протокола 80% к 20%. Пропускная способность первой и второй версий PCIe составляет 2.5 ГТ/с и 5 ГТ/с соответственно.

PCIe 3.0 и более поздние версии предлагают более эффективную схему — 128b/130b, при которой количество полезной информации повышается до 98,46%, а скорость передачи возрастает до 8 ГТ/с (для PCIe 3.0) и до 16 ГТ/с (для PCIe 4.0). Версия PCIe 5.0 предусматривает новое удвоение скорости.

Параметры каждой версии PCI Express представлены в виде таблицы

Принцип работы PCIe

По аналогии с сетевым протоколом, архитектура PCIe также делится на уровни:

• Application Layer — на этом уровне данные пакетируются и передаются на следующий уровень под заголовком (Header+Data);
• Transaction Layer — на данном уровне полученные блоки информации проверяются на отсутствие искажений (путем сверки их кода с контрольным числом), то есть заголовок (Header+Data) дополняется кодом проверки ECRC (End to End Cyclic Redundancy Check);
• Data Link Layer — этот уровень используется для присвоения пакету уникального двухбайтового номера (Sequence Number), позволяющего сократить риск неудачной транспортировки данных. Также, помимо информации, переданной с предшествующих уровней (Header+Data+ECRC), к блоку прибавляется код LCRC (Local Cyclic Redundancy Check). Он позволяет проверить целостность полученных данных. Если принятая информация прошла проверку LCRC, то источник получает сигнал ACK (ACKnowledge), если передача не произошла, направляется сигнал NAK (Not AcKnowledge), и пакет с Sequence Number передается повторно;
• Physical Layer — на физическом уровне согласовываются условия приема PLP (Physical Layer Packets, необработанных пакетов), определяются параметры полосы — ее ширина и частота для связи с другим устройством.

При поступлении данных с предыдущего уровня информация (Header+Data+ECRC+LCRC) сопровождается стартовым байтом, который уведомляет принимающую сторону о начале блока данных. Завершается этот блок конечным байтом.

Что такое PCIe 4.0 (последняя рабочая версия)

PCIe 4.0 — стандарт, имеющий вдвое большую пропускную способность по сравнению со своим предшественником. Поэтому его используют при переходе на новые SSD-накопители и видеокарты. Это становится возможным благодаря технологии DirectStorage, которая повышает производительность SSD-накопителей, выполняющих задачи в условиях возросшей нагрузки систем ввода-вывода. Также увеличение пропускной способности PCIe 4.0 помогает видеокартам более оперативно проводить перемещение данных в память VRAM.

Кроме того, использование PCIe 4.0 обеспечивает большую целостность и надежность информации, что положительно сказывается на производительности оборудования.

Какие решения стоит ожидать в будущем

В ближайшем будущем ожидается внедрение PCI Express 5.0 и 6.0, которые разработаны под решение задач, требующих максимальной пропускной способности — это работа сетевых технологий, графических процессоров и высоконагруженных систем. Потребность в этих стандартах обусловлена ростом требований к устройствам и необходимостью появления более широких каналов передачи данных в облачных сервисах и крупных ЦОД.

Стандартом PCIe 5.0 поддерживается обратная совместимость с предыдущими версиями, в том числе с PCIe 1.0. Для этого предназначен специальный разъем для карт расширения (CEM). PCI Express 6.0 также будет обратно совместимым с ранними поколениями, однако в случае с PCIe 1.0 станет возможным получение только 4 ГБ/с в одну сторону, от порта x16. Также в версии PCIe 6.0 будет предусмотрена технология PAM4, с помощью которой станет возможной фактическая одновременная передача двух бит данных вместо одного. Несколько байт в каждом пакете данных при этом будут резервироваться, чтобы повысить качество передачи информации, выявлять и исправлять ошибки.

Технологии не стоят на месте и Сервер Гейт шагает в ногу со временем, разобраться и подобрать решения для вашего бизнеса — задача не из легкий, наши профессионалы всегда выслушают нужды клиентов и подберут подходящее серверное оборудование.

Собрать сервер

Собери свой сервер, под свои задачи и по минимальной цене!

Любой сервер можно сконфигурировать по-своему, изменив комплектующие или их количество на нужное Вам.

Версии и количество линий PCI-Express современных чипсетов

PCI-Express — главная шина обмена данными в любом современном компьютере. Линии PCI-E и их реализация на материнской плате определяют, сколько и каких устройств может быть подключено к системе одновременно. В этом материале мы собрали в удобную таблицу данные о количестве и версиях линий PCI-E у современных чипсетов Intel и AMD.

Скоростная шина PCI-Express отвечает за большинство соединений между различными компонентами современного компьютера. Центральный процессор, чипсет, видеокарты, накопители, платы расширения, встроенные устройства на материнской плате — все это «общается» между собой благодаря линиям PCI-E. Чтобы устройства могли обмениваться информацией без ограничений, необходимо, чтобы линий PCI-E хватало всем им.

Количество доступных линий PCI-E складывается из линий процессора и линий чипсета. Как правило, у современных процессоров для массовых платформ имеется 16 линий для видеокарты, а также 4 или 8 линий для скоростных NVMe-накопителей. Оставшиеся линии в системе организовывает чипсет материнской платы. В таблицах ниже представлены данные о количестве линий PCI-E в последних четырех поколениях чипсетов Intel и AMD.

Чипсеты Intel 400 серии (сокет LGA1200)

Модель чипсета	Скорость соединения чипсета с процессором	Линии PCI-Express
H410	3.0 x4 (~ 3.9 ГБ/с)	6 x PCI-E 3.0
B460	3.0 x4 (~ 3.9 ГБ/с)	16 x PCI-E 3.0
H470	3.0 x4 (~ 3.9 ГБ/с)	20 x PCI-E 3.0
Z490	3.0 x4 (~ 3.9 ГБ/с)	24 x PCI-E 3.0

Чипсеты Intel 500 серии (сокет LGA1200)

3.0 x8 (~ 7.9 ГБ/c) – с Intel Core 11

3.0 x8 (~ 7.9 ГБ/c) – с Intel Core 11

3.0 x4 (~ 3.9 ГБ/с) – с Intel Core 10

Чипсеты Intel 600 серии (сокет LGA1700)

12 x PCI-E 3.0
12 x PCI-E 4.0

16 x PCI-E 3.0
12 x PCI-E 4.0

Чипсеты Intel 700 серии (сокет LGA1700)

Скорость соединения чипсета с процессором

8 x PCI-E 3.0
16 x PCI-E 4.0

Чипсеты AMD 300 серии (сокет AM4)

Чипсеты AMD 400 серии (сокет AM4)

Модель чипсета	Скорость соединения чипсета с процессором	Линии PCI-Express
B450	3.0 x4 (~ 3.9 ГБ/с)	6 x PCI-E 2.0
X470	3.0 x4 (~ 3.9 ГБ/с)	8 x PCI-E 2.0

Чипсеты AMD 500 серии (сокет AM4)

Модель чипсета	Скорость соединения чипсета с процессором	Линии PCI-Express
A520	3.0 x4 (~ 3.9 ГБ/с)	6 x PCI-E 3.0
B550	3.0 x4 (~ 3.9 ГБ/с)	10 x PCI-E 3.0
X570	4.0 x4 (~ 7.9 ГБ/с)	12 x PCI-E 4.0

Чипсеты AMD 600 серии (сокет AM5)

Модель чипсета	Скорость соединения чипсета с процессором	Линии PCI-Express
A620	3.0 x4 (~ 3.9 ГБ/с)	8 x PCI-E 3.0
B650 / B650E	4.0 x4 (~ 7.9 ГБ/с)	4 x PCI-E 3.0 8 x PCI-E 4.0
X670 / X670E	4.0 x4 (~ 7.9 ГБ/с)	8 x PCI-E 3.0 12 x PCI-E 4.0

Чипсеты HEDT-платформ Intel и AMD

8 x PCI-E 2.0
4 x PCI-E 3.0