Распиновка видеокарты Pci e x16
Обновлено: 21.11.2024
PCIe — это стандартный тип подключения устройств к компьютеру
Тим Фишер имеет более чем 30-летний опыт работы в сфере технологий. Он пишет о технологиях более двух десятилетий и является вице-президентом и генеральным директором Lifewire.
В этой статье
Перейти к разделу
PCI Express, технически Peripheral Component Interconnect Express, но часто обозначаемый как PCIe или PCI-E, является стандартным соединением для внутренних устройств. на компьютере.
Как правило, под PCI Express понимаются фактические слоты расширения на материнской плате, которые принимают карты расширения на основе PCIe, а также сами типы карт расширения.
PCI Express практически заменил AGP и PCI, оба из которых заменили самый старый широко используемый тип подключения, называемый ISA.
Хотя компьютеры могут иметь различные типы слотов расширения, PCI Express считается стандартным внутренним интерфейсом. Сегодня многие компьютерные материнские платы производятся только со слотами PCIe.
Как работает PCI Express?
Как и старые стандарты, такие как PCI и AGP, устройство на основе PCI Express (например, показанное на фотографии на этой странице) физически вставляется в разъем PCI Express на материнской плате.
Интерфейс PCI Express обеспечивает высокоскоростную связь между устройством, материнской платой и другим оборудованием.
Хотя это и не очень распространено, существует внешняя версия PCI Express, которая неудивительно называется External PCI Express, но часто сокращается до ePCIe.
Устройствам ePCIe, являющимся внешними, требуется специальный кабель для подключения внешнего устройства ePCIe к компьютеру через порт ePCIe, обычно расположенный на задней панели компьютера и поставляемый либо материнской платой, либо специальной внутренней картой PCIe.
Какие типы карт PCI Express существуют?
Благодаря спросу на более быстрые и реалистичные видеоигры и инструменты для редактирования видео видеокарты стали первыми типами компьютерных периферийных устройств, которые воспользовались преимуществами улучшений, предлагаемых PCIe.
В то время как видеокарты по-прежнему являются наиболее распространенным типом карт PCIe, которые вы найдете, другие устройства, которые выигрывают от значительно более быстрого подключения к материнской плате, ЦП и ОЗУ, также все чаще производятся с разъемами PCIe вместо PCI.< /p>
Например, многие высокопроизводительные звуковые карты теперь используют PCI Express, равно как и все большее число проводных и беспроводных сетевых интерфейсных карт.
Карты контроллера жестких дисков, возможно, больше всего выиграют от PCIe после видеокарт. Подключение высокоскоростного устройства хранения данных PCIe, например SSD, к этому интерфейсу с высокой пропускной способностью обеспечивает гораздо более быстрое чтение и запись на диск. Некоторые контроллеры жестких дисков PCIe даже имеют встроенный твердотельный накопитель, что коренным образом меняет способ подключения устройств хранения данных внутри компьютера.
Конечно, поскольку PCIe полностью заменяет PCI и AGP в новых материнских платах, почти все типы внутренних карт расширения, использующие эти старые интерфейсы, перерабатываются для поддержки PCI Express. Обновление включает в себя такие вещи, как карты расширения USB, карты Bluetooth и т. д.
Каковы различные форматы PCI Express?
PCI Express x1. PCI Express 3.0. PCI Express x16. Что означает «х»? Как узнать, поддерживает ли ваш компьютер какие? Если у вас есть карта PCI Express x1, но у вас есть только порт PCI Express x16, это работает? Если нет, то какие у вас есть варианты?
Запутались? Не волнуйтесь; ты не один!
Когда вы покупаете плату расширения для своего компьютера, например новую видеокарту, часто бывает совершенно непонятно, какая из различных технологий PCIe работает с вашим компьютером, а какая лучше другой.
Однако, как бы сложно все это ни выглядело, все довольно просто, если вы понимаете две основные части информации о PCIe: часть, описывающую физический размер, и часть, описывающую версию технологии, которые описаны ниже.
Размеры PCIe: x16, x8, x4, x1
Как следует из заголовка, число после x указывает на физический размер карты или слота PCIe, где x16 — самый большой, а x1 — самый маленький.
Вот как формируются различные размеры:
| Таблица сравнения размеров PCI Express | ||
|---|---|---|
| Ширина< /td> | Количество контактов | Длина |
| PCI Express x1 | 18 | 25 мм |
| PCI Express x4 | 32 | 39 мм |
| PCI Express x8 | 49 | 56 мм |
| PCI Express x16 | 82 | 89 мм |
Независимо от размера слота или карты PCIe, выемка под ключ — это небольшое пространство в карте или слоте — всегда находится на контакте 11. Другими словами, длина 11-го контакта постоянно увеличивается по мере перехода от PCIe x1 к PCIe x16. Это позволяет использовать карты одного размера со слотами другого.
Карты PCIe подходят для любого разъема PCIe на материнской плате, размер которой не меньше ее. Например, карта PCIe x1 подходит для любого слота PCIe x4, PCIe x8 или PCIe x16. Карта PCIe x8 подходит для любого слота PCIe x8 или PCIe x16.
Карты PCIe большего размера, чем слот PCIe, могут поместиться в меньший слот, но только в том случае, если он открыт (т. е. у него нет заглушки на конце).
Как правило, более крупная карта или слот PCI Express обеспечивает более высокую производительность при условии, что две сравниваемые карты или слоты поддерживают одну и ту же версию PCIe.
Версии PCIe: 4.0, 3.0, 2.0, 1.0
Любой номер после PCIe, который вы найдете на продукте или материнской плате, указывает на номер последней поддерживаемой версии спецификации PCI Express.
| Таблица сравнения производительности PCI Express Link | ||
|---|---|---|
| Версия | Пропускная способность (на дорожку) | Пропускная способность (на дорожку в слоте x16) |
| PCI Express 1.0 | < td>2 Гбит/с (250 МБ/с)32 Гбит/с (4000 МБ/с) | |
| PCI Express 2.0 | 4 Гбит/с (500 МБ/с) | 64 Гбит/с (8000 МБ/с) |
| PCI Express 3.0 | 7,877 Гбит/с (984,625 МБ/с) | 126,032 Гбит/с (15754 МБ/с) |
| PCI Express 4.0 | 15,752 Гбит/с (1969 МБ/с) | 252,032 Гбит/с (31504 МБ/с) |
Все версии PCI Express совместимы как с предыдущими, так и с прямыми версиями, а это означает, что независимо от того, какую версию поддерживает карта PCIe или ваша материнская плата, они должны работать вместе, по крайней мере, на минимальном уровне.
Как видите, основные обновления стандарта PCIe каждый раз резко увеличивали доступную полосу пропускания, значительно увеличивая возможности подключенного оборудования.
Улучшения версии также исправили ошибки, добавили функции и улучшили управление питанием, но увеличение пропускной способности является наиболее значительным изменением, которое следует отметить от версии к версии.
Максимальная совместимость PCIe
Как вы читали в разделах размеры и версии выше, PCI Express поддерживает практически любую конфигурацию, которую вы только можете себе представить. Если он подходит физически, он, вероятно, работает, и это отлично.
Однако важно знать, что для увеличения пропускной способности (что обычно соответствует наибольшей производительности) вам нужно выбрать самую высокую версию PCIe, которую поддерживает ваша материнская плата, и выбрать самый большой размер PCIe, который подходит .
Например, видеокарта PCIe 3.0 x16 обеспечит максимальную производительность, но только в том случае, если ваша материнская плата также поддерживает PCIe 3.0 и имеет свободный слот PCIe x16. Если ваша материнская плата поддерживает только PCIe 2.0, карта будет работать только на этой поддерживаемой скорости (например, 64 Гбит/с в слоте x16).
Большинство материнских плат и компьютеров, выпущенных в 2013 году или позже, вероятно, поддерживают PCI Express v3.0. Если вы не уверены, обратитесь к руководству по материнской плате или компьютеру.
Если вы не можете найти точную информацию о версии PCI, поддерживаемой вашей материнской платой, мы рекомендуем купить самую большую и последнюю версию карты PCIe, конечно, если она подходит.
Что заменит PCIe?
Разработчики видеоигр всегда стремятся создавать еще более реалистичные игры. Они могут сделать это только в том случае, если смогут передать больше данных из своих игровых программ на вашу виртуальную гарнитуру или экран компьютера; для этого требуются более быстрые интерфейсы.
Из-за этого PCI Express больше не будет господствовать, почивая на лаврах. PCI Express 3.0 невероятно быстр, но мир хочет быстрее.
PCI Express 5.0, ратифицированный и выпущенный в 2019 году, поддерживает пропускную способность 31,504 ГБ/с на канал (3 938 МБ/с), что вдвое больше, чем у PCIe 4.0.
В технологической отрасли существует множество других стандартов интерфейсов, отличных от PCIe, но, поскольку они потребуют значительных изменений оборудования, PCIe, похоже, еще какое-то время останется лидером.
Этот автор прошел проверку и обладает необходимыми знаниями или образованием, чтобы писать на эту тему. Узнайте больше на нашей странице о нас.
Часто упускаемый из виду, но важный фактор при сборке ПК – энергопотребление. Топовая видеокарта может стать слишком большой нагрузкой для многих блоков питания, а этого геймерам следует избегать. Чтобы помочь вам лучше понять разъемы питания графического процессора, мы подготовили это руководство.
Это может быть особенно запутанным при использовании конфигурации с несколькими графическими процессорами, как в случае с SLI. В этом случае потребляемая мощность равна сумме двух (или более) подключенных видеокарт.
Показать содержание
Разъем PCI Express x16
Материнские платы поставляются с вышеупомянутым слотом PCI Express x16, обеспечивающим максимальную мощность 75 Вт. Некоторые из них имеют несколько слотов PCI Express x16 для подключения большего количества графических процессоров, но, как упоминалось ранее, это увеличивает требования к питанию.
Вот несколько примеров графических процессоров, которым не требуется внешнее питание: GT 1030, вариант GTX 1050 2 ГБ, RX 550, RX 460 и многие другие. Поскольку ни один из этих графических процессоров не обладает большой вычислительной мощностью, им не требуется более 75 Вт мощности.
6-контактный разъем
Этот разъем может снабжать GPU дополнительными 75 Вт энергии. Это означает, что видеокарта будет использовать слот PCI Express x16, а также получать питание непосредственно от блока питания.
Несмотря на то, что для большинства видеокарт достаточно 150 Вт, для высокопроизводительных карт, таких как NVIDIA RTX 3080, требуется более 320 Вт, а системная мощность – 750 Вт. Поскольку для большинства карт среднего класса достаточно мощности 150 Вт, они обычно оснащены 6-контактным разъемом питания.
Термины «кабели PCI Express» или «кабели PEG» (для PCI Express Graphics) также могут использоваться для описания 6-контактных разъемов.
В любом случае можно с уверенностью сказать, что ваша машина будет правильно питаться от хорошего блока питания мощностью 650 Вт. Однако, если вы собираете игровую установку с RTX 3080/3090 или хотите, чтобы она была рассчитана на будущее (что практически невозможно), вам следует выбрать более мощный блок питания. Будьте осторожны, потому что при большой мощности возрастает риск перегрева.
Есть также эмпирическое правило, согласно которому блок питания работает лучше всего, когда его мощность составляет 50 %, но это другой вопрос, который следует рассматривать в каждом конкретном случае.
12-контактные разъемы
С выпуском серии NVIDIA RTX 3000 мы познакомились с 12-контактными разъемами питания. Этот шаг был сделан по необходимости, так как NVIDIA отчаянно нуждалась в дополнительной мощности для своих самых мощных карт и придумала довольно элегантное решение.
Адаптеры или преобразователи для коннекторов
При сборке ПК часто возникают проблемы совместимости, и разъемы питания не являются исключением. К счастью, компьютеры создаются инженерами, которым нравится модифицировать оборудование, которое по умолчанию не соответствует их потребностям.
Первыми штыревыми соединителями стала компания Molex еще в конце 50-х и начале 60-х годов, и с тех пор она стала синонимом этого термина. Не удивляйтесь, если услышите, что их называют адаптерами Molex или преобразователями Molex.
Кабель-переходник с 4-контактного разъема Molex на 6-контактный PCI-E
Этот кабель следует использовать, если для вашей видеокарты требуется 6-контактный разъем питания, но в блоке питания его нет. Обычно это признак очень старого блока питания, поэтому, возможно, пришло время для обновления. Если вы полны решимости сохранить существующий блок питания, знайте, что для адаптера такого типа иногда требуется один 4-контактный разъем, но чаще всего их два, что является рекомендуемым вариантом.
Кабель-переходник с SATA на 6-контактный разъем PCI-E
Этот кабель преобразует ваши разъемы SATA в 6-контактный разъем, но это обычно не рекомендуется. Есть вероятность, что SATA не сможет справиться с мощностью, которая требуется вашей видеокарте, и это не то, с чем вы хотели бы столкнуться, особенно если кабель помечен как «только SATA».
Важное примечание об адаптерах
В большинстве случаев рекомендуется обновить блок питания, если у вас нет разъемов, поскольку старые блоки питания не были созданы с учетом текущих требований к питанию. Если возможно, лучше использовать Molex для нужд вашего GPU, так как они имеют более толстые провода и могут передавать больший ток. Адаптер SATA-Molex может быть подвержен уязвимости и привести к перегоранию, если графический процессор потребляет больше энергии при более высокой нагрузке или при разгоне.
Вам это тоже может понравиться
Алекс изучает компьютерные науки и в прошлом работал дизайнером игр. Это позволило ему развить навыки критического мышления и беспристрастного анализа. Будучи студентом факультета компьютерных наук, Александр обладает очень глубокими техническими знаниями о компьютерах, а также ему нравится быть в курсе новых технологий.
GPU Mag поддерживает чтение. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать небольшую комиссию.
В плате контроллера BF1600 используется разъем PCI Express x16 (со стороны компонентов и для печати) в соответствии со спецификациями PCI Express 3.0/4.0. Следующие две таблицы содержат описание контактов со стороны компонентов и описание контактов со стороны печати. Дополнительные сведения см. в разделе Интерфейс PCIe x16 Gen 3.0/4.0 Edge.
HSOP(x) и HSOn(x) обозначают высокоскоростной вывод, а HSIp(x) и HSIn(x) обозначают высокоскоростной ввод. Направление относительно материнской платы или системной платы.
Описание контактов разъема PCIe x16 Edge — сторона печати
Имя булавки
Закрепить направление a
Описание
Индикация обнаружения присутствия. Должен быть заземлен на несущей плате.
Для интерфейса PCIe через разъем PCIe Edge карты. Для режима системной сетевой карты в качестве входных данных будет выбрано направление.
Эталонный дифференциальный тактовый сигнал PCIe. Не подключено (по умолчанию)
Схема синхронизации PCIe по умолчанию
Вариант сборки для поддержки общей схемы синхронизации PCIe:
- Для карты контроллера BlueField будет выводиться REFCLK
- Для режима SmartNIC будет вводиться REFCLK
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
Дополнительное встроенное подключение CPLD NC
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIE TX к несущей плате PCIe RX
UART0_RXD — подключен к SoC BlueField UART0 RX
UART0_TXD — подключен к SoC BlueField UART0 TX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
От BlueField Card PCIe TX к несущей плате PCIe RX
а. С точки зрения платы контроллера BlueField BF1600.
Описание контактов разъема PCIe x16 Edge — сторона компонентов
Имя
Описание PCIe
Описание
SMBUS_SCL — подключен к BlueField SoC SMB2 Interface SCL
SMBUS_SDA — подключен к BlueField SoC SMB2 Interface SDA
Только в целях тестирования. Держите его плавающим.
Возможность сборки для подключения встроенного CPLD
Только в целях тестирования. Держите его плавающим.
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
Возможность сборки для подключения встроенного CPLD
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
Только в целях тестирования. Держите его плавающим.
Только в целях тестирования. Держите его плавающим.
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
Возможность сборки для подключения встроенного CPLD
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
От BlueField Card PCIE RX к несущей плате PCIE TX
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
От BlueField Card PCIE RX к несущей плате PCIE TX
От BlueField Card PCIe RX к несущей плате PCIe TX
Только в целях тестирования. Держите его плавающим.
PCIe Gen 3.0 через два разъема CABLINE-CA II PLUS
В плате контроллера BlueField BF1600 используются два разъема x8 CABLINE-CA II PLUS (со стороны компонентов и со стороны печати) в соответствии со спецификациями PCI Express 3.0. Две приведенные ниже таблицы содержат описание контактов со стороны компонента и описание контактов со стороны печати. Дополнительные сведения см. в разделе PCIe Gen 3.0 через два интерфейса CABLINE-CA II PLUS.
Разъем CABLINE-CA II PLUS — сторона компонентов
В таблице ниже представлено описание контактов разъема CABLINE-CA II PLUS, установленного на стороне компонентов контроллера.
Руководство Matrox по различным типам слотов расширения и карт расширения
Видеокарта Matrox C680 полной высоты PCIe x16 поддерживает до шести дисплеев или проекторов с максимальным разрешением 4096 x 2160.
Графическая карта Matrox C900 PCIe x16 обеспечивает работу девяти дисплеев с одной платы, что позволяет легко создавать видеостены 3x3.
Matrox P690 Plus LP PCI — надежное графическое решение со сверхнизким энергопотреблением и широкими возможностями корпоративной гибкости.
Matrox серии D: графические карты нового поколения
Matrox производит различные видеокарты, предназначенные для установки в компьютерные слоты расширения определенных типов. Наиболее распространенными типами слотов, используемых графическими картами, являются PCI™ и PCIe®, и для каждого из этих типов также существует несколько подтипов. Доступные типы слотов являются важным фактором при покупке видеокарты или компьютера. В этом руководстве описываются различия между этими типами слотов и их подтипами.
PCI (Peripheral Component Interconnect) — это тип компьютерной шины для подключения или вставки периферийных устройств в компьютер. Стандарт PCI был впервые предложен компанией Intel в 1990 году и широко применялся в компьютерах к 1995 году. Сегодня спецификации для PCI и его вариантов поддерживаются PCI-SIG® (PCI Special Interest Group), консорциумом из более чем 700 компаний.
PCI – это стандарт подключения общего назначения, предназначенный для поддержки нескольких устройств различных типов, включая графическое оборудование, звуковое оборудование, сетевое оборудование и т. д. В редакции стандарта PCI добавлены новые функции и улучшения производительности, в том числе различные скорости и ширины шины. Ниже приводится сводка различных потенциальных значений пропускной способности для наиболее популярных вариантов базового стандарта PCI.
| Бит/соединение | МГц | Потенциальная пропускная способность (МБ/с) |
|---|---|---|
| 32 | 33 | 133 |
| 32 | 66 | 266 |
| 64 | 66 | 532 |
Эти различные типы слотов и плат расширения, как правило, совместимы друг с другом. Однако, если карта и слот не предназначены для использования более широкой шины (т. е. 64 бита) или более высокой скорости шины (66 МГц), обычно по умолчанию используется более низкая настройка.
Например, 64-разрядная карта PCI, такая как Matrox P690 Plus LP PCI, имеет краевой разъем, который шире (длиннее), чем у 32-разрядной карты PCI, такой как Matrox G450x4 MMS. Несмотря на это, 64-битную карту PCI можно вставить в 32-битный слот PCI. В этом случае часть граничного соединителя просто выступает за слот, и используется только первая часть граничного соединителя (то есть происходит только 32-битная связь). Точно так же 32-битная карта PCI может быть вставлена в 64-битный слот. В этом случае крайний разъем карты будет занимать только часть слота, а соединение будет 32-битным.
Также существует расширение стандарта PCI, называемое PCI-X (не путать с PCI Express). Карты и слоты, разработанные для PCI-X, могут работать на частоте шины выше 66 МГц. Слоты PCI-X обычно доступны в серверах и рабочих станциях высокого класса. 64-разрядная карта PCI с частотой 66 МГц совместима со слотами PCI-X и может работать на частоте 66 МГц в таком слоте.
Карты и разъемы PCI поддерживают различные напряжения. Карты и слоты PCI могут работать от 5 или 3,3 вольт. Все поставляемые в настоящее время карты Matrox PCI совместимы с любым напряжением и имеют соответствующие ключи.
PCIe (PCI Express®) — это недавно представленный стандарт для подключения устройств к компьютерам. Он программно совместим с PCI, но обладает большей потенциальной пропускной способностью и большей гибкостью, чем PCI. Спецификация PCIe также поддерживается PCI-SIG.
PCI Express — это интерфейс последовательной передачи "точка-точка", использующий высокоскоростную дифференциальную передачу сигналов для обеспечения высокопроизводительной передачи данных внутри систем. Соединение между устройством PCIe и системой известно как «канал», и этот канал построен на основе выделенного двунаправленного последовательного (1-битного) соединения «точка-точка», известного как «линия». Первоначальная спецификация PCIe определяла скорость передачи данных 2,5 Гбит/с на линию, в то время как второе поколение PCIe увеличило скорость передачи данных до 5 Гбит/с. Третье поколение PCI Express дополнительно увеличило скорость передачи данных до 8 Гбит/с на канал данных. Канал может использовать более одного канала одновременно, но все каналы, соответствующие спецификации PCIe, должны минимально поддерживать одноканальные соединения, указанные на как ссылки "x1" (произносится как "by-one").
Для повышения потенциальной пропускной способности устройства и системы PCIe могут дополнительно поддерживать каналы с использованием нескольких одновременных линий — например, канал «x16» использует 16 линий. Для поддержки дополнительных линий карта PCIe и слот должны быть спроектированы с учетом дополнительных необходимых электрических линий (2 линии на линию). Типы карт и слотов существуют для каналов x1, x4, x8 и x16.
Matrox предлагает несколько видеокарт PCIe x16, в том числе D1450 PCIe x16 с четырьмя выходами и D1480 PCIe x16, M9148 LP PCIe x16 с четырьмя выходами и M9188 PCIe x16 с восемью выходами.
Семейство видеокарт Matrox D-Series PCIe x16
Карты PCIe физически помещаются в механические слоты, предназначенные для их конфигурации полосы или выше (подключение вверх), но не в слоты, предназначенные для конфигураций нижней полосы (подключение вниз). Так, например, механическая карта x1 поместится в механические слоты x1, x4, x8 и x16, а механическая карта x16 поместится только в механический слот x16. Электрическая карта x1 в любом совместимом слоте PCIe всегда будет работать в электрическом режиме x1. Компания Matrox представила первые в мире видеокарты PCIe x1: Millennium G550 PCIe и Millennium G550 LP PCIe.
Внутренняя архитектура PCIe очень похожа на локальную сеть в том смысле, что каждый канал идет к центральному концентратору на компьютере, который выполняет сетевое переключение. Это отличается от архитектуры PCI, где все устройства используют одну и ту же однонаправленную параллельную шину. Поскольку PCIe не основан на параллельных соединениях, которым могут помешать проблемы с синхронизацией, PCIe позволяет более легко и экономично передавать данные на большие расстояния.
Потенциальная пропускная способность PCI и PCIe
Более высокая потенциальная пропускная способность, которую обеспечивают определенные типы слотов, не обязательно приводит к пропорционально более высокой производительности. Пропускная способность, связанная с каждым типом слота, является максимально достижимой и подвержена ограничениям из-за накладных расходов программного обеспечения (например, активности операционной системы) и того, максимально ли использует приложение. Например, простое 2D-приложение, такое как электронная таблица или программа обработки текста, вряд ли выиграют от преимуществ этой более высокой пропускной способности. Интенсивные 3D-программы в реальном времени, скорее всего, будут использовать такую дополнительную пропускную способность.
Различия в этих значениях пропускной способности влияют только на скорость, с которой данные передаются между графическим оборудованием и остальной частью компьютера. Эти пропускные способности не влияют на скорость самого графического чипа и не влияют напрямую на скорость остальной части компьютера.
Спецификация PCI Express также определяет обратную совместимость между устройствами PCI Express. То есть устройство, предназначенное для Gen-3 PCI Express, работает на скоростях Gen-2 при подключении к устройству Gen-2, устройство Gen-2 работает на скоростях Gen-1 при подключении к устройству Gen-1 и т. д. .
Ширина канала позволяет оценить возможности передачи данных по каналу в одном направлении. Поскольку каждая линия PCI Express содержит как восходящий, так и нисходящий канал, эффективная пропускная способность удваивается. Цифры в этой таблице представляют максимальную пропускную способность, доступную в каждом направлении.
Хотя скорость последовательной передачи данных увеличилась только с 5 Гбит/с до 8 Гбит/с по сравнению с PCI Express второго поколения, изменилось кодирование последовательных данных, что обеспечило более эффективную передачу и фактически удвоило скорость передачи данных по сравнению с Gen- 2 PCI Express.
Вопросы пропускной способности PCI Express®, когда карты захвата и видеокарты находятся в одной системе
Несмотря на то, что необходимо учитывать входные разрешения и форматы, архитектура на уровне системной шины также играет важную роль в оптимизации системы для достижения максимально возможной производительности.
Любая архитектура захвата получает данные из внешних источников и передает их одному или нескольким графическим механизмам для отображения. Входы могут иметь различные формы: IP, DisplayPort, HDMI, DVI, аналоговый RGB, компонентный видеосигнал или даже стандартные телевизионные входы, использующие либо композитные сигналы, либо сигналы Y/C. Каждый из этих входов создает разную нагрузку на систему с точки зрения количества данных, которые необходимо передать.
В некоторых случаях можно захватить исходные тексты и передать их внутрь с использованием 16-битного формата YUV. Это уменьшит пропускную способность системы, необходимую для передачи входных данных, но также ухудшит качество захвата (поскольку для представления каждого пикселя используется меньше данных). Эту опцию следует использовать только в случае необходимости и с источниками, где можно пожертвовать качеством ввода. Полоса пропускания, необходимая для любого источника входного сигнала, может быть выражена следующим образом:
Где fps и kpixel_factor представляют количество кадров в секунду и количество байтов, занимаемых каждым пикселем, соответственно. В аналоговых режимах RGB, компонентном и DVI каждый пиксель обычно занимает 4 байта. В телевизионных режимах (или когда данные представлены в виде 16-битных данных YUV) для каждого пикселя требуется 2 байта.
Например, для записи источника высокой четкости с разрешением 1920 x 1080p60 требуется следующая полоса пропускания:
Независимо от разрешения и формата различных входных данных доступная полоса пропускания системы не должна превышаться. Это приведет к снижению производительности системы и/или нестабильности.
Обзор архитектуры PCI Express
Чтобы понять, как архитектура системы влияет на доступную пропускную способность, полезно иметь общее представление об архитектуре PCI Express. В этом разделе представлено краткое описание архитектуры PCI Express, чтобы обеспечить достаточную основу для понимания расчетов пропускной способности, приведенных ниже в этом обсуждении.
Чтобы максимизировать возможности передачи данных внутри системы, желательно иметь максимально возможную ширину полосы во всей системе.
На схеме выше предположим, что каждый канал PCI Express представляет собой соединение ×8, работающее на скоростях Gen-2. Таким образом, общая доступная пропускная способность каждого канала составляет 4 ГБ/с в каждом направлении. Любая комбинация входных потоков, передаваемых через данный коммутатор, в результате которой общая пропускная способность превышает 4 ГБ/с, приведет к снижению производительности системы (прерыванию воспроизведения и уменьшению частоты кадров).
При установке большого количества карт в такой системе важно максимально увеличить пропускную способность передачи. Это делается путем обеспечения того, чтобы платы захвата (насколько это возможно) не располагались на одних и тех же сегментах шины. Размещение нескольких карт захвата на одном сегменте шины может создать узкие места, которые могут снизить производительность и снизить общую скорость захвата. Способ, которым входы сопоставляются с платами вывода, также может иметь значение. Когда это возможно, входные данные следует захватывать как можно ближе к видеокарте, чтобы свести к минимуму системную задержку и максимально увеличить общую пропускную способность системы. Например, на приведенном выше рисунке, если 3 карты серии Mura IPX на коммутаторах 1 и 2 собирают данные для отображения на карте серии Mura MPX, подключенной к коммутатору 3, может потребоваться пропускная способность до 9 ГБ/с ( в зависимости от количества входов и их разрешений). Это превышает максимальную пропускную способность сегмента шины, соединяющего коммутаторы 5 и 7, и приведет к проблемам с производительностью (более низкая/прерывистая частота кадров при передаче) или потребует предварительного масштабирования данных перед их передачей на выход.
На этой странице невозможно охватить все возможные конфигурации входных и выходных плат — действительно, каждая ситуация будет отличаться. Однако знание архитектуры системы и разумное размещение карт захвата и отображения на основе желаемых сопоставлений ввода/вывода позволит удовлетворить практически любые требования к пропускной способности.
Общие рекомендации по пропускной способности
Знание архитектуры системы, количества и типов входных данных необходимо для оптимального размещения карт захвата в системе. Тщательно рассчитав требуемую пропускную способность и убедившись в отсутствии узких мест в системе, интегратор может гарантировать оптимальное функционирование своей системы.
Читайте также: