Различия PCI x8 x16

Обновлено: 21.11.2024

В предыдущей записи блога мы рассмотрели разницу между PCI и PCI-X. Реакция на пост была восторженной, и нас попросили написать дополнительный пост, объясняющий разницу между PCIe x1, x4, x8, x16. Мы всегда рады ответить на вопросы клиентов (не стесняйтесь обращаться к нам с вопросами о промышленных компьютерах).

Короткий ответ:

  • Подключения PCIe x1 имеют одну линию передачи данных.
  • Соединения PCIe x4 имеют четыре линии передачи данных.
  • Подключения PCIe x8 имеют восемь линий передачи данных
  • Соединения PCIe x16 имеют шестнадцать линий передачи данных.

Длинный ответ:

Чем больше каналов передачи данных в соединении, тем выше пропускная способность между картой и хостом. Однако, как правило, увеличение количества дорожек приводит к увеличению затрат.

PCIe — это обновленная версия протокола PCI. Подобно интерфейсам PCI/PCI-X, PCIe был разработан для соединения периферийных компонентов. PCIe несколько отличается от PCI/PCI-X, но в этом блоге не рассматриваются большинство этих различий. Однако одно ключевое отличие позволит нам лучше понять различия между вариациями протокола PCIe (x1, x4, x8, x16 и x32). Это ключевое отличие заключается в «параллельной» и «последовательной» передаче данных.

В архитектурах PCI и PCI-X все карты используют параллельные линии передачи данных к хосту и от него. Различия между скоростями карт и типами слотов часто приводят к снижению скорости передачи данных.

В архитектуре PCIe каждая карта имеет собственные выделенные каналы последовательной передачи данных (каналы) к хосту. Это позволяет каждой подключенной карте достичь полосы пропускания, независимой от других карт, которые могут быть активны в системе. Количество дорожек обозначается суффиксом протокола PCIe (×1, ×4, ×8, ×16, ×32). Каждая линия поддерживает скорость от 250 до 1969 МБ/с в зависимости от версии протокола PCIe (v1.x, v2.x, v3.0, v4.0).

Карты PCIe всегда могут работать в слотах PCIe с тем же или большим количеством линий, что и карта. Например, карта x8 может работать в слоте с дорожками x8, x16 или x32. Точно так же карта x1 может работать в любом слоте PCIe.

предупреждение:

Иногда слот PCIe работает с меньшим количеством линий передачи данных, чем указано в механическом типе слота. Например, иногда производитель материнской платы использует механический слот x16, даже если соединение для передачи данных только x8. В этих случаях карта с более высокой пропускной способностью все еще может работать (например, карта x16 в слоте x16 только с подключением x8), если для карты не требуется дополнительная пропускная способность. На следующем изображении показаны соединения PCI материнской платы, используемой в DuroPC RAC355. Обратите внимание, что «СЛОТ 1/5» — это слоты PCIe x16, но они имеют только соединение x8. Точно так же обратите внимание, как «SLOT 7» использует слот x8, но имеет только соединение x4. (Нажмите на изображение, чтобы увидеть увеличенную версию.)

Особенно после тестов материнских плат B550 естественно возникает закономерный вопрос о проблеме с разнесенными портами PCIe 4.0. PCIe 4.0 с 16- или 8-кратным подключением не должен показывать каких-либо (серьезных) различий вместе с подходящей (AMD) видеокартой. Но как насчет отката к PCIe 3.0, например, запуска более старой видеокарты AMD или текущей видеокарты Nvidia в таком слоте?

Чтобы результаты были действительно точными и воспроизводимыми, я, конечно же, должен ограничить тест играми и видеокартами. В предварительном тесте с 12 играми и 3 видеокартами разных классов производительности игра Assassin’s Creed Odyssey затем кристаллизовалась, что, несмотря на различные колебания, наиболее стабильные результаты были достигнуты в разных разрешениях. Однако, чтобы вообще увидеть эти различия, мне приходится тянуться к верхней полке графических карт. В качестве процессора использую Ryzen 9 3950X с PBO в игровом режиме (8 ядер), MSI MEG X570 Godlike и Patriot Viper DDR4 3600 Blackout Edition на 64 ГБ (2x 32 ГБ). Все компоненты охлаждаются чиллером и холодной водой с температурой 20 °C, чтобы, насколько это возможно, избежать различий в измерениях, связанных с температурой.

У меня есть пять пресетов с четырьмя разрешениями, т. е. 720p, 1080p, 1440p и 2160p с максимальными настройками качества без сглаживания (AA) и один раз 2160p с максимальным AA за 5-7 прогонов каждый. Для оценки на отдельных графиках я взял прогон, который был ближе всего к среднему значению всех прогонов gebenchmarkten. Всего было проведено 128 измерений, и, вероятно, уже можно говорить о достаточно репрезентативном результате.

Поскольку графические карты Nvidia в настоящее время обычно принудительно возвращаются к версии 3.0, слот PCIe 4.0 будет работать только на версии 3.0, то есть как PCIe 3.0 x16 @16 и @8, причем последнее вполне может привести к ограничениям и ограничению пропускной способности. Но насколько велика реальная потеря производительности? Quadro RTX 6000 24 ГБ с постоянным ускорением около 2 ГГц с водяным охлаждением является самой быстрой видеокартой Nvidia, доступной в настоящее время наряду с Titan RTX. Если и есть какие-то ограничения, то особенно с этой картой.

Проверка показывает переход на PCIe 3.0 и соответствующий интерфейс шины — в зависимости от спецификаций BIOS.

С графической картой AMD я также использую модель с водяным охлаждением, чтобы исключить возможные допуски, вызванные колебаниями температуры с самого начала. Тоже вот у меня в среднем около 2 ГГц постоянно после небольшой помощи с ОБЭ. В свою очередь, Sapphire RX 5700 XT Nitro Plus, как самая быстрая карта Navi в моем архиве, работает как всегда хорошо.

Вот еще раз проверка счетчика BIOS, чтобы ничего не пошло не так:

И вот оно собственно уже может начаться, ведь любопытство, как известно, умирает последним.

в основном это каналы для передачи данных. x4 — самый медленный, x16 — самый быстрый.

это основное, простое расширение.

также необходимо учитывать поколение PCIe. PCIe 3.0 примерно в два раза быстрее, чем 2-е поколение. [т.е. 16x PCIe 2-го поколения. эквивалентно 8x PCIe 3-го поколения]

Спасибо. Что делать с crossfire или sli? Тогда будет ли лучше 2 слота x16?

еще один момент, который я усвоил:

большинство плат Z77 будут поддерживать PCI 3.0 x16, но только для одного слота за раз. Поэтому, если вы поставите туда два графических процессора, они оба упадут до x8.

Если вы хотите использовать два графических процессора с полной пропускной способностью x16, вам нужно перейти на более дорогую платформу X79.

Насколько я понимаю, такая большая пропускная способность потребует много времени, поэтому две карты на x8 по-прежнему того стоят, поэтому я выбрал Z77.

Каждая версия PCIe в два раза быстрее на «линию», чем ее предшественница, что делает PCIe 3.0 в четыре раза быстрее, чем 1.0 на дорожку, и в два раза быстрее, чем 2.0 на дорожку. Из этого мы можем сделать вывод:

PCIe 3.0 x8 эквивалентен PCIe 2.0 x16.

PCIe 2.0 x8 эквивалентен PCIe 1.0 x16.

Теперь, проведя небольшое самостоятельное тестирование (около месяца назад), я смог установить, что даже с самыми мощными доступными видеокартами (ну, технически не САМОЙ ВЫСОКОЙ мощностью, но определенно лучшими ), то есть: HD 7970 GHZ (разогнанная память и тактовая частота) при выполнении тестов не было абсолютно никакой заметной разницы между PCIe 2.0 x16 и PCIe 2.0 x8. На самом деле частота кадров осталась прежней или в некоторых случаях увеличилась, вероятно, из-за допустимой погрешности.

Причина, по которой я проверил это, заключается в том, что я использую свой 7970 во втором слоте PCIe из-за некоторых ограничений воздушного потока, которые у меня есть. Я всегда слышал, как люди говорили, что между PCIe 1.0 x16 и PCIe 2.0 x16 производительность увеличивается на 5-10%, а также между PCIe 2.0 x16 и PCIe 3.0 x16, но это было просто не для меня. Возможно, пропускная способность PCIe 2.0 x8 или PCIe 1.0 x16 достигает своих пределов, но в настоящее время я не верю, что мы достигли их максимума, что странно, поскольку мы уже перешли на 3.0. ИМО, мы должны смотреть на SATA4, чтобы начать использовать увеличение производительности SSD.

Майкл Крайдер

Майкл Крайдер
Писатель

Майкл Крайдер – опытный журналист в области технологий с десятилетним стажем. Пять лет он писал для Android Police, и его работы публиковались в Digital Trends и Lifehacker. Он лично освещал такие отраслевые мероприятия, как Consumer Electronics Show (CES) и Mobile World Congress. Подробнее.

Стандарт PCI Express — один из основных элементов современных вычислений. Его слот присутствует практически на каждом настольном компьютере, выпущенном за последнее десятилетие. Но характер соединения несколько туманен: на новом ПК вы можете увидеть полдюжины портов трех или четырех разных размеров, все с маркировкой «PCIE» или PCI-E». Так почему же такая путаница и какие из них вы действительно можете использовать?

Знакомство с шиной PCI Express

В качестве модернизации исходной системы PCI (межсоединения периферийных компонентов) PCI Express имел одно огромное преимущество, когда он был первоначально разработан в начале 2000-х годов: он использовал шину доступа точка-точка вместо последовательной шины. Это означало, что каждый отдельный порт PCI и установленные на нем карты могли в полной мере использовать свою максимальную скорость, не забивая несколько карт или модулей расширения на одну шину.

PCI Express заменил старый стандарт разъемов PCI. Эта материнская плата поддерживает оба варианта: PCIE x16 синего цвета, PCIE x1 черного цвета и PCI бежевого цвета.

С точки зрения непрофессионала, представьте, что ваш настольный компьютер — это ресторан. Старый стандарт PCI был похож на гастроном: все стояли в одной очереди, чтобы их обслужили, а скорость обслуживания ограничивалась одним человеком за прилавком. PCI-E больше похож на бар, где каждый посетитель сидит на отведенном ему месте, а несколько барменов одновременно принимают заказ каждого. (Хорошо, так что никогда не бывает возможности направить бармена к каждому посетителю сразу, но давайте представим, что это действительно отличный бар.) Благодаря выделенным линиям передачи данных для каждой карты расширения или периферийного устройства весь компьютер может быстрее получать доступ к компонентам и аксессуарам.< /p>

Теперь, чтобы расширить нашу метафору гастронома/бара, представьте, что некоторые из этих мест имеют несколько барменов, зарезервированных специально для них. Вот тут-то и появляется идея нескольких дорожек.

Жизнь в быстром темпе

PCI-E претерпел несколько изменений с момента своего создания; в настоящее время новые материнские платы обычно используют версию 3 стандарта, причем более быстрая версия 4 становится все более распространенной, а версия 5, как ожидается, появится в 2019 году. Но все разные версии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут быть четырех основных размеров. : х1, х4, х8 и х16. (порты x32 существуют, но встречаются крайне редко и обычно не используются на потребительском оборудовании.)

Карты разного размера поддерживают разное максимальное количество линий PCI-Express.

Разные физические размеры позволяют использовать разное количество одновременных подключений к материнской плате: чем больше порт, тем больше максимальное количество подключений к плате и порту. Эти соединения в просторечии известны как «дорожки», при этом каждая дорожка PCI-E состоит из двух сигнальных пар, одна для отправки данных, а другая для приема данных. Различные версии стандарта PCI-E допускают разные скорости на каждой полосе. Но вообще говоря, чем больше линий на одном порту PCI-E и подключенной к нему плате, тем быстрее данные могут передаваться между периферийным устройством и остальной частью компьютерной системы.

Возвращаясь к нашей метафоре с баром: если представить каждого посетителя, сидящего в баре, как устройство PCI-E, то полоса x1 будет представлять собой одного бармена, обслуживающего одного посетителя. Но посетитель, сидящий на назначенном месте «x4», будет иметь четыре бармена, которые приносят ему напитки и еду, а на месте «x8» будет восемь барменов только для ее напитков, а один на месте «x16» ” Сиденье будет иметь колоссальные шестнадцать барменов только для него. А теперь мы перестанем говорить о барах и барменах, потому что нашим бедным метафорическим пьяницам грозит алкогольное отравление.

Какие периферийные устройства используют какие порты?

Для стандартной версии 3.0 PCI Express максимальная скорость передачи данных на линию составляет восемь гигабайтов. Этот термин означает «все данные и электронные служебные данные одновременно». В реальных условиях скорость PCI-E версии 3 составляет чуть меньше одного гигабайта в секунду на линию.

Таким образом, устройство, использующее порт PCI-E x1, например маломощная звуковая карта или антенна Wi-Fi, может передавать данные на остальную часть компьютера со скоростью примерно 1 Гбит/с. Карта, которая втыкается в физически больший слот x4 или x8, например карта расширения USB 3.0, может передавать данные в четыре или восемь раз быстрее — и это было бы необходимо, если бы более двух из этих портов USB использовались на максимуме. Скорость передачи. Порты PCI-E x16 с теоретическим максимумом около 15 Гбит/с в версии 3.0 используются почти во всех современных видеокартах, разработанных NVIDIA и AMD.

Большинство дискретных графических карт используют полный слот PCI-E x16.

Не существует установленных правил, определяющих, какие платы расширения будут использовать какое количество линий. Видеокарты, как правило, используют x16 только для максимальной передачи данных, но, очевидно, вам не нужна сетевая карта для использования порта x16 и шестнадцати полных линий, когда ее порт Ethernet способен передавать данные только со скоростью один гигабит в секунду ( около одной восьмой пропускной способности одной линии PCI-E — помните, восемь битов в байте). Существует небольшое количество твердотельных накопителей с подключением PCI-E, которые предпочитают порт x4, но, похоже, их быстро обогнал новый стандарт M.2, который также может использовать шину PCI-E. Высокопроизводительные сетевые карты и оборудование для энтузиастов, такое как адаптеры и RAID-контроллеры, используют сочетание форматов x4 и x8.

Помните: размер порта PCI-E и дорожки могут не совпадать

Вот одна из самых запутанных частей настройки PCI-E: порт может быть размером с карту x16, но иметь достаточно линий передачи данных только для чего-то гораздо менее быстрого, например x4. Это связано с тем, что, хотя PCI-E может поддерживать практически неограниченное количество отдельных подключений, все еще существует практическое ограничение пропускной способности набора микросхем. Более дешевые материнские платы с более бюджетными чипсетами могут устанавливаться только в один слот x8, даже если этот слот физически может вместить карту x16. Между тем материнские платы для «геймеров» будут включать до четырех полных слотов PCI-E размера x16 и x16-lane для максимальной совместимости с графическим процессором. (Мы обсуждали это более подробно здесь.)

Эта материнская плата для энтузиастов включает пять полноразмерных слотов PCI-E x16, но только два из них имеют полные 16 линий передачи данных, а остальные — x8 и x4.

Очевидно, что это может вызвать проблемы. Если на вашей материнской плате есть два слота размера x16, но один из них имеет только линии x4, то установка новой модной видеокарты в неправильный слот может снизить ее производительность на 75%. Конечно, это теоретический результат: архитектура материнских плат означает, что вы не увидите такого резкого спада. Дело в том, что нужная карта должна быть вставлена ​​в правильный слот.

К счастью, пропускная способность конкретных слотов PCI обычно указана в руководстве к компьютеру или материнской плате с иллюстрацией того, какой слот имеет какую емкость. Если у вас нет мануала, количество линий обычно написано на плате материнской платы рядом с портом, вот так:

Метки на этих портах показывают доступные дорожки: порт x1 вверху имеет одну дорожку, а порт x16 внизу имеет только четыре, несмотря на его физический размер. PCIEX1_2 означает, что это второй порт x1 на материнской плате.

Кроме того, более короткая карта x1 или x4 может физически поместиться в более длинный слот x8 или x16: исходная конфигурация контактов электрических контактов делает ее совместимой. Карта может быть немного ослаблена физически, но когда она ввинчивается в слоты расширения корпуса ПК, она более чем достаточно прочна. Естественно, если контакты карты физически больше слота, ее нельзя вставить.

Поэтому помните, что при покупке карт расширения или обновлений для слотов PCI Express необходимо учитывать как размер, так и рейтинг доступных портов.

  • › PCIe 4.0: что нового и почему это важно
  • › Как обновить и установить новую видеокарту на свой компьютер
  • › Как собрать собственный компьютер, часть вторая: сборка
  • › PCIe 6.0: что нового и когда вы сможете его получить?
  • › Как обновить или заменить беспроводную карту вашего ПК
  • › Как добавить порты USB-C на ПК с Windows
  • › Как обновить и установить новый процессор или материнскую плату (или и то, и другое)
  • › Почему прозрачные чехлы для телефонов желтеют?

Читайте также: