Pcie что это: Что такое PCI Express

Что такое PCIe 5.0

С выпуском процессоров Intel Alder Lake и приближающимся выпуском процессоров AMD 7000 Ryzen оборудование PCIe 5.0 наконец-то стало реальностью. Но что такое PCIe 5.0 и стоит ли спешить с покупкой материнской платы PCIe 5.0?

Что такое PCIe

PCIe — это сокращение от Peripheral Component Interconnect Express. PCIe — это стандарт, который позволяет периферийным устройствам подключаться к материнской плате и взаимодействовать с вашим центральным процессором (ЦП). Стандарт PCIe публикуется Специальной группой по интересам PCI (PCI-SIG) с 2003 года, когда был объявлен первый стандарт PCIe.

Стандарт PCIe изначально был разработан для замены ряда старых стандартов, таких как PCI, PCI-X и APG. Он должен был иметь отличную производительность, быть универсальным и компактным. PCI-SIG также решила сделать стандарт PCIe максимально совместимым с предыдущими версиями.

Это означает, что вы можете ожидать, что устройство PCIe 2.0 2008 года будет работать с материнской платой, имеющей слоты PCIe 5. 0. Это отличная новость, если у вас есть старые периферийные устройства, которые не имеют современных аналогов или по-прежнему отвечают вашим потребностям. Другое дело, будут ли драйверы, написанные для Windows XP или Vista, работать в Windows 10 или 11.

Для чего используется PCIe

Интерфейс PCIe обычно используется для подключения к компьютеру высокопроизводительных периферийных устройств. Наиболее распространенным примером является графический процессор (GPU), поскольку современные игры, научные, инженерные приложения и приложения для машинного обучения требуют обработки огромных объемов данных.

Графические процессоры — не единственное, что вы можете подключить к разъему PCIe: сетевые адаптеры, звуковые карты, адаптеры M.2 PCIe, карты расширения USB, карты расширения SATA и бесчисленное множество других устройств могут использовать интерфейс PCIe. Если что-то подключается внутрь вашего компьютера, и это не оперативная память или жесткий диск, оно почти наверняка использует PCIe.

Очевидно, что не все эти устройства имеют одинаковый размер и требования к пропускной способности. Для этого существует несколько вариантов физического разъема PCIe.

Что такое линии PCIe и что означают x1, x4, x8 и x16

Вы услышите, что физические интерфейсы PCIe на материнской плате называются слотами, разъемами или портами PCIe.

Эти порты обычно сортируются по количеству доступных линий, а количество линий определяет общую пропускную способность, поддерживаемую портом. Стандарт PCIe 5.0 требует скорости передачи 8 гигабайт в секунду (ГБ/с) на линию.

Примечание: Общая пропускная способность дорожки делится между отправкой и получением данных. Таким образом, одна полоса с пропускной способностью 8 ГБ/с может передавать 4 ГБ/с и получать 4 ГБ/с одновременно.

Когда вы видите что-то вроде «PCIe 5.0 x1», написанное на продукте, это говорит о том, что продукт использует PCIe 5.0 и имеет одну доступную линию PCIe. Когда вы видите «PCIe 5. 0 x16», это говорит о том, что доступно 16 из общего числа линий PCIe 5.0, что соответствует общей пропускной способности 128 ГБ/с.

Как правило, порты PCIe x1, x4, x8 и x16 имеют разные размеры, при этом PCIe x16 является самым большим, а PCIe x1 — самым маленьким.

Аппаратные средства, подключаемые к этим портам, имеют соответствующие размеры. Наиболее требовательные периферийные устройства, такие как графические процессоры, предназначены для использования полного порта x16, тогда как такие устройства, как звуковые карты, обычно используют порты x1 или x4.

Довольно часто можно увидеть порты PCIe x1, x4 и x16 на обычных потребительских материнских платах. Обычно материнская плата с портом x8 будет использовать порт, имеющий тот же физический размер, что и соединение x16, но пропускная способность будет ограничена скоростью порта x8. Важно отметить, что меньшие разъемы PCIe всегда можно подключить к большим портам — если у вас есть сетевая карта, использующая порт PCIe x4, вы можете подключить ее к любому порту PCIe x8 или PCIe x16.

Помимо обычных портов PCIe, есть одно примечательное отличие: слот M.2. Порт M.2 является стандартом для высокоскоростных твердотельных накопителей (SSD) NVMe. M.2 физически не совместим со стандартными портами PCIe, но использует соединение PCIe x4.

Чем отличается PCIe 5.0

Самая важная особенность PCIe 5.0 — и та, о которой все будут говорить — это скорость. PCIe 5.0 в два раза быстрее PCIe 4.0.

	x1 Max пропускная способность в одном направлении	x16 Max пропускная способность в одном направлении	Максимальная двунаправленная пропускная способность
PCIe 1.0	250 MB/s	4GB/s	8 GB/s
PCIe 2.0	500 MB/s	8 GB/s	16 GB/s
PCIe 3.0	1 GB/s	16 GB/s	32 GB/s
PCIe 4.0	2 GB/s	32 GB/s	64 GB/s
PCIe 5.0	4 GB/s	64 GB/s	128 GB/s

Высокоскоростные накопители M.

2 NVMe используют соединение PCIe x4. Это означает, что диски NVMe, поддерживающие скорости PCIe 5.0, имеют скорость чтения и записи около 16ГБ/с. Для контекста, обычные твердотельные накопители SATA имеют максимальную скорость около 550 мегабайт в секунду (МБ/с). Диски PCIe 5.0 NVMe — когда они появятся — обещают быть примерно в 30 раз быстрее.

Почти каждый получает что-то от последней версии стандарта PCIe, но люди и организации, имеющие дело с «большими данными», вероятно, получат больше всего удовольствия. Центры обработки данных, в которых работают такие сервисы, как Google и другие крупные сервисы, обрабатывают невообразимые объемы данных, и они смогут выжать из интерфейсов PCIe 5.0 все возможности производительности. Научные и инженерные приложения, безусловно, выиграют от увеличения пропускной способности.

Что означает PCIe 5.0 для потребителей

В настоящее время доступно очень мало устройств PCIe 5.0, и ни одно из них не предназначено для обычных потребителей или даже энтузиастов. Ожидается, что NVIDIA будет придерживаться PCIe 4.0 для своих долгожданных графических процессоров серии RTX 4000, и неясно, будут ли графические процессоры AMD Radeon серии RX 7000 также реализовывать интерфейс PCIe 5.0. Нет потребительских твердотельных накопителей, разработанных с учетом стандарта PCIe 5.0. Есть только несколько корпоративных вариантов, таких как Samsung PM1743.

В будущем это определенно изменится — даже если графические процессоры AMD Radeon серии RX 7000 и NVIDIA серии RTX 4000 не используют PCIe 5.0, то, что придет им на смену, обязательно будет. Были замечены бытовые твердотельные накопители, поддерживающие PCIe 5.0, так что, вероятно, они не за горами.

Означает ли предстоящая доступность устройств PCIe 5.0, что вам следует поторопиться и купить новый процессор Alder Lake, Raptor Lake или Zen 4 и соответствующую материнскую плату только для совместимости с PCIe 5.0? Это зависит от того, — если вы готовы заплатить больше, чтобы стать одним из первых пользователей оборудования PCIe 5. 0, и вы действительно можете его использовать, то PCIe 5.0 станет долгожданным скачком в производительности. Если вам все равно нужно обновление, то, безусловно, нет ничего плохого в том, чтобы получить что-то с включенным PCIe 5.0.

Однако устройства PCIe 5.0, вероятно, не станут нормой еще несколько лет, и к тому времени и Intel, и AMD, скорее всего, выпустят новое, более быстрое поколение процессоров. Если вы не гонитесь за самыми последними и лучшими — или не нуждаетесь в обновлении по другим причинам — вам лучше отложить деньги и подождать, пока на рынке не появится больше устройств PCIe 5.0.

Тем временем стандарт PCIe 6.0 уже определен. В мире аппаратного обеспечения ПК всегда есть что-то новое и лучшее на горизонте.

1x PCIe чтобы управлять всем / Хабр

Введение

Высокоскоростные интерфейсы PCIe стали неотъемлемой частью современных процессоров. Производители чипов конкурируют в количестве интегрированных линий PCIe, что влияет на возможности ввода/вывода вычислительных платформ, требования к которым постоянно растут.

Несмотря на развитие технологий, производители серверных решений не спешат использовать интерфейс PCIe для выполнения функций управления платформой. Вероятно это связано с вызовами и издержками, которые неизбежно возникают при переходе на новые архитектурные решения.

Между тем, использование PCIe в качестве интерфейса управления платформой потенциально несет ряд преимуществ, например положительно влияет на общую готовность и надежность системы, снижает издержки дизайна при масштабировании платформы, повышает скорость и снижает задержки при обмене информации внутри системы управления платформой.

В этой статье будут рассмотрены вызовы, издержки, преимущества, а также возможные варианты применения, связанные с использованием PCIe в качестве интерфейса управления платформой, а также сделан вывод, что преимущества использования PCIe в качестве интерфейса управления платформой способны преодолеть стоимость издержек и предоставить конкурентные преимущества конечным решениям.

Преимущества

Мультплексирование

В традиционной модели интерфейс управления платформой предназначен для:

• Мониторинга состояния платформы: температура, напряжение, скорость вращения вентиляторов, состояние источников питания, наличие ошибок шины, физическая безопасность системы, и др.

• Адаптивного управления охлаждением и питанием платформы.

• Журналирования различных событий, в том числе событий сбоев и выхода контролируемых параметров за пределы допустимых значений.

• Нотификации удаленных получателей об изменениях в состоянии платформы и происшествиях.

• Предоставления удаленного доступа к управлению платформой, ее состоянию и инвентарной информации о ней.

• Предоставления удаленного интерфейса для отладки и диагностики серверного ПО.

Типичной реализацией интерфейса управления платформой является отдельная микропроцессорная система — система управления платформой, расположенная на серверной плате. Система управления платформой функционирует безотносительно состояния самой платформы. Центральным звеном системы управления платформой является BMC (Board Management Controller). В зависимости от решения, в систему управления платформой могут включаться различные устройства, а также другие контроллеры. BMC соединяется с серверной платформой различными интерфейсами.

Долгое время для интерфейса управления платформой использовался стандарт IPMI[1], изначально появившийся в 1998м году, и прошедший ряд итераций и расширений. В настоящее время этот стандарт морально устарел и рынок серверных решений постепенно переходит на стандарты PMCI[2] и Redfish[3] от DMTF.

Количество различных соединений между серверной платформой и BMC может исчисляться десятками линий. Так, программное обеспечение для управления системой на сервере имеет доступ к системе управления платформой через системный интерфейс (LPC, eSPI или I2C). Кроме того, практически повсеместно используются следующие интерфейсы:

• последовательный интерфейс (UART) для перенаправления системной консоли до удаленного клиента.

• высокоскоростной интерфейс (PCIe) для перенаправления видео и звука до удаленного клиента.

• высокоскоростной интерфейс (USB или PCIe) для организации виртуальных устройств хранения (virtual media).

• высокоскоростной сетевой интерфейс (RMII или PCIe) для стороннего обмена через сетевой контроллер серверной платформы.

• Jtag интерфейс для организации удаленной отладки серверного ПО.

• низкоскоростные интерфейсы для обмена информацией между устройствами системы управления платформой.

• набор сигнальных линий для передачи различных состояний и статусов от серверной платформы, и в обратную сторону.

На рисунке ниже представлена типовая схема соединений между серверным процессором (Host CPU) и BMC.

Каждый из интерфейсов требует физических соединений. Большое количество соединений, размещенное на плате и не связанное с полезной нагрузкой серверной платформы, ограничивает число соединений для самой серверной платформы. Поэтому минимизация числа интерфейсов между платформой и системой управления платформой имеет значение. Более того, снижение числа соединений также либо снижает необходимую площадь чипов (как серверного, так и BMC), либо позволяет использовать имеющуюся площадь более оптимально.

Внедрение интерфейса PCIe в качестве интерфейса управления платформой позволяет значительно сократить число необходимых соединений путем мультиплексирования потоков информации в рамках одного физического соединения. Этому способствуют архитектурные особенности стандарта PCIe, которые позволяют одному окончанию на шине реализовывать множество функций, а также высокая скорость передачи информации, при которой совмещение нескольких потоков информации не приведет к увеличению задержек.

Таким образом, множество физических соединений разного назначения возможно заменить несколькими функциями оконечного устройства на единственной шине PCIe.

На рисунке ниже представлена схема соединений серверного (Host CPU) процессора с BMC, когда большинство ранее представленных соединений заменено на функции единственного окончания на шине PCIe.

Соединения для GPU/Video и Virtual Media остаются неизменными по причине разницы в направленности соединений.

Скорость

В первом стандарте PCIe, вышедшим в 2002м году, скорость передачи достигает 2,5 GT, что обеспечивает пропускную способность одной линии шины в 250МБ/с в каждом направлении. Второй стандарт позволяет передавать по одной линии уже 500МБ/с, третий до 1ГБ/с, а четвертый до 2ГБ/с. [4]

Для сравнения, широко использующаяся до сих пор шина LPC, формирующая базовые соединения между серверным процессором и BMC, имеет частоту 33МГц с пропускной способностью до 16,5МБ/с, а пришедшая ей на замену шина eSPI — 66МГц и до 33МБ/с соответственно. [5][6]

Подобное преимущество в пропускной способности одной линии PCIe позволяет мультиплексировать несколько функций в одном окончании, не опасаясь превысить пропускную способность канала. Более того, это позволяет выделить большую пропускную способность на те каналы связи, которые традиционно были медленными, но требования к скорости которым выросли. Например, так выросли требования к системному интерфейсу с переходом от стандарта IPMI к DMTF Redfish (в DMTF стандарте он называется Host Interface), т. к. количество данных передаваемых по этому интерфейсу значительно возросло.

Одним из примечательных следствий наличия высокой скорости обмена между BMC и серверным процессором является возможность загрузки встроенного ПО сервера быстрее, чем загрузка по таким интерфейсам как: NAND, SPI, SD или EMMC, которые часто используются в существующих решениях. Этот факт открывает возможность активного использования шины PCIe в качестве альтернативного способа загрузки или обновления встроенного ПО на сервере. В свою очередь возможность обновления встроенного ПО сервера или восстановления работоспособности сервера (в случае повреждения хранимых образов) без необходимости прямого доступа к хранилищу встроенного ПО сервера привносит дополнительный элемент защиты системы от нежелательного проникновения со стороны BMC.

Масштабируемость

Большое количество соединений между BMC и серверной платформой ограничивает возможность масштабировать их в случае многосокетных решений. Количество требуемого пространства на плате для репликации соединений на все узлы превысило бы разумные пределы. По этой причине производители ограничиваются одним узлом, которому отводится роль связи с системой управления платформой.

На рисунке ниже показаны варианты решений на основе процессоров Inte, использующие PCH, а также процессоры других производителей, у которых соединение к BMC происходит напрямую с одним из серверных узлов.

Когда количество физических соединений между BMC и серверным процессом сравнительно невелико, то процесс репликации этих соединений для нескольких сокетов становится достаточно прямолинейным, а площадь платы, требуемая на разводку этих соединений, остается в пределах разумного.

На рисунке ниже показаны варианты соединения BMC, имеющим единственную линию PCIe, и с несколькими линиями.

Важным следствием возможности масштабирования является то, что соединения всех узлов в системе имеют идентичную функциональность, а это ведет к еще одном преимуществу — повышению общей готовности системы, т.  к. любой сокет либо осуществляет общение напрямую с BMC, либо потенциально способен осуществлять функции общения с BMC в случае выхода из строя узла, который осуществлял общение до этого.

Для сравнения, в решениях со специализированным сокетом общая надежность и готовность платформы не превышает надежности этого сокета. Выходя из строя, такой сокет выводит из строя всю систему. Но при идентичной функциональности соединений BMC с узлами, при выходе любого серверного сокета из строя, система может быть переконфигурирована для работы с оставшимися исправными сокетами, и пусть и с меньшей мощностью, но доступна для использования.

Примеры использования

В этой части будут представлены варианты использования того, какие функции могли бы выполняться на каждом узле (окончании PCIe) для выполнения задач системы управления платформой.

Cтатус загрузки

Одним из требований к интерфейсу, по которому рапортуется статус загрузки, является доступность на ранних стадиях, чтобы код, исполняющийся в это время, мог рапортовать прогресс загрузки. Для этого драйвер интерфейса должен быть как можно более прост, чтобы его можно было легко отладить и поместить даже в ROM.

Известные мне дизайны серверных платформ используют два варианта физических интерфейсов для сообщения прогресса загрузки системы: набор GPIO сигналов, или ведомый I2C.

В случае использования GPIO одним из недостатков было выделение 8 сигнальных линий исключительно для передачи статуса загрузки, тогда как в остальное время эти линии не использовались. Вторым недостатком был тот факт, что смена статуса предполагала изменения нескольких сигналов сразу, которые менялись хоть и сразу один за другим, но все-таки последовательно. Такая смена приводила к наличию транзиентных состояний сигналов и возможности считывания неверных значений статусов.

В случае с интерфейсом I2C возникали задержки с чтением статуса в следствие низкой скорости обмена.

В обоих вариантах быстрая смена статуса загрузки могла приводить к пропуску регистрации промежуточных статусов. Ну и таким же ограничивающим фактором было то, что отслеживался только некий общий статус загрузки.

В случае использования шины PCIe, оконечное устройство реализует функцию, при которой ПО на серверном процессоре записывает определенное значение статуса по определенному адресу, а BMC его считывает из адресного пространства устройства, отображенного в адресное пространство самого BMC. При этом на стороне устройства инициализация и согласование соединения происходит по несложным установкам регистров, а запись нового статуса простой записью значений в определенный адрес.

При необходимости реализация функции может включать FIFO, что решает проблему с потерей быстро сменяющихся статусов.

Репликация соединения в многосокетных решениях дополнительно позволяет следить за загрузкой каждого узла по отдельности.

Виртуальные GPIO

Передача статусной информации от серверной платформы к BMC и обратно может требовать достаточно существенного количества сигнальных соединений, что требует как пространства на плате, так и места на чипе для контактных площадок. При этом размер передаваемой информации исчисляется десятками бит.

Оконечное устройство PCIe может реализовать функцию набора виртуальных GPIO в том количестве, которое необходимо для передачи любой статусной информации в обе стороны. Это могут быть сигналы для конфигурации загрузки (bootstrap) системы, сигналы различных ошибок или состояния оборудования.

Системный (хост) интерфейс

Оконечное устройство PCIe на серверном процессоре может реализовать как традиционные системные интерфейсы IPMI (KCS, BT, SMIC), так и Redfish хост интерфейс. В последнем случае, окончание будет эмулировать Ethernet интерфейс.

PLDM. Замена IPMB

Современные серверные процессоры содержат в себе сопроцессоры, отслеживающие и управляющие состоянием связанных с процессором параметров — температура, входящее напряжение, ток, потребляемая мощность. Традиционно сопроцессоры были соединены с BMC через выделенные каналы связи (IPMB) и входят в общую систему управления платформой как дополнительные управляющие контроллеры.

Оконечное PCIe устройство на серверном процессоре может реализовать окончание протокола MCTP с поддержкой PLDM сообщений и стать частью системы управления платформой, выставляя набор сенсоров и элементов управления, реализуя необходимый набор команд из соответствующих спецификаций DMTF PLDM.

NC-SI

Наиболее распространенным решением в дизайнах серверных платформ является наличие двух способов сетевого доступа к системе управления платформой — выделенный сетевой порт для сети управления, и сторонний доступ через сетевой порт серверной платформы (sideband interface, NC-SI).

Обычно серверный сетевой порт, через который осуществляется сторонний доступ к BMC разведен как отдельный LAN чип (LOM — LAN on motherboard), но также встречались решения, когда сетевой порт был частью серверного процессора. И в том и другом случае сторонний канал (NC-SI) был отдельным физическим интерфейсом RMII, выведенный либо с LOM, либо с серверного сокета, и соединенный напрямую с BMC.

В случае когда один или несколько сетевых портов встроены в серверный чип, реализация окончанием PCIe на процессоре поддержки NC-SI через MCTP позволяет организовать сторонний сетевой доступ к BMC из любого узла в многосокетном дизайне без усложнения системной платы.

Недостатки и вызовы

Разобрав преимущества и возможные случаи применения PCIe как интерфейса управления платформой, следует также обратить внимание, какие вызовы и недостатки такое решение несет.

Сложность

Простота работы с PCIe устройством на программном уровне является безусловным преимуществом. Однако эту простоту обеспечивает изрядная сложность аппаратного обеспечения. Передатчики, машина состояний, логика реализованных оконечных аппаратных функций и устройств несоразмерно (на несколько порядков) выше, чем при работе с интерфейсами I2C, SPI или GPIO.

С одной стороны реализация набора логики для всех функций PCIe окончания влечет несоразмерно больший транзисторный бюджет по сравнению даже с несколькими I2C, SPI и GPIO интерфейсами вместе взятыми. С другой стороны экономия на контактных площадках должна компенсировать эти потери.

Потребление питания

Интерфейсы I2C и SPI известны экономностью потребления, тогда как затраты на питание PCIe интерфейса значительно выше. С другой стороны, шина PCIe запитывается только во время работы серверной платформы, и даже в активном использовании шины затраты на нее на несколько порядков ниже затрат питания на основную функцию процессора — вычисления и ввод/вывод. Кроме того, опыт использования PCIe в мобильных, энергоемких устройствах привел к вводу новых, энергоэффективных состояний передатчиков PCIe, при которых затраты на потребления уменьшаются в десятки и сотни раз.

Разработка и дизайн

Безусловно, разработка целого ряда аппаратных устройств потребует значительных инвестиций в их разработку, дизайн и отладку. Хорошим подспорьем в данном случае было бы вынесение части данной работы, касающейся разработки интерфейсов или протоколов, на откуп объединенных рабочих групп производителей. В этом случае решение бы априори устраивало и было бы востребовано частью рынка, а значит подключило бы и другие заинтересованные стороны к разработке необходимого аппаратного обеспечения на основе разработанных спецификаций, упростив ввод новой архитектуры в эксплуатацию.

Заключение

В этой статье были рассмотрены преимущества, недостатки и вызовы интерфейса управления платформой на основе шины PCIe. Дизайны серверных платформ, реализующие такое решение, имеют очевидные преимущества и большой потенциал для дальнейших улучшений. В то же время обнаруженные недостатки не столь значительны, чтобы поставить целесообразность перехода под вопрос. Вынесение вопросов по разработке стандартов в рабочие группы заинтересованных производителей способно снизить издержки на разработку и дизайн, необходимых для выведения новых решений на рынок. Не вызывает сомнений, что растущие требования к системам управления платформой сделают разработанные решения на основе PCIe интерфейса управления платформой востребованными на рынке.

Ссылки на источники

[1] https://ru.wikipedia.org/wiki/Intelligent_Platform_Management_Interface

[2] https://www.dmtf.org/standards/pmci

[3] https://www.dmtf.org/standards/redfish

[4] https://ru.wikipedia.org/wiki/PCI_Express

[5] https://en. wikipedia.org/wiki/Low_Pin_Count

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Serial_Peripheral_Interface#Intel_Enhanced_Serial_Peripheral_Interface_Bus

PCI-Express: что такое PCIe? — Технический обозреватель

Узнайте, что такое PCI-Express, насколько быстры последние версии и рекомендуемое нами оборудование PCI-Express.

Что такое PCI-Express?

PCI-Express (PCIe) — электрическая шина, используемая почти во всех современных потребительских и серверных ПК. Слоты PCIe на настольных ПК позволяют подключать различные платы расширения, в том числе видеокарты, звуковые карты, карты видеозахвата, сетевые карты/карты Wi-Fi, устройства хранения и многое другое. PCI-Express является преемником PCI.

PCI-Express в настоящее время является доминирующей шиной для подключения карт расширения и устройств (наряду с USB, который используется для внешних устройств).

Хотя вы можете узнать PCI-Express как имя, используемое для портов расширения материнской платы, эта же шина также используется для интерфейсов хранения данных компьютера. Когда PCI-Express используется для хранения, обычно используется протокол хранения NVM Express (

NVMe ). Помимо слотов PCIe, материнские платы обеспечивают высокоскоростное подключение PCIe к устройствам через такие разъемы, как M.2 и U.2.

Узнайте больше о типах хранилищ в разделе Сравнение типов хранилищ: M.2, U.2, NVMe, SATA, твердотельные накопители, жесткие диски

Слоты PCIe на материнской плате Эрик Килби

Что такое полосы PCI-Express?

линии PCIe — это соединения между картой расширения или устройством PCI-Express и ЦП. Линии PCIe часто взаимодействуют с ЦП через наборы микросхем на материнской плате. Каждая линия PCIe состоит из 4 проводов (двух дифференциальных пар).

При наименовании, аналогичном названию дороги, количество полос определяется как размер полосы или ширина полосы движения, используемая соединением или портом. Одна полоса обозначается как x1 или «ширина одной полосы».

Максимальная пропускная способность (скорость) умножается на количество дорожек .

Порт x8 PCIe имеет вдвое большую пропускную способность, чем порт x4.

Некоторые процессоры и материнские платы предоставляют линии PCI-Express в нескольких версиях PCIe . В этих случаях вы можете выбрать, каким устройствам требуется наибольшая пропускная способность, чтобы решить, какие из них должны быть подключены к линиям PCIe самой высокой версии. При размещении вашей системы имейте в виду, что скорости PCIe будут основаны на самой низкой версии PCIe между слотом/портом и устройством.

Вы можете вставить карту расширения PCIe (AIC) в слот , поддерживающий большее количество линий . В этом случае он будет использовать количество линий PCIe, которое есть у карты. Например, вы можете вставить сетевую карту x4 PCIe в слот x16 PCIe AIC, и она будет работать на полной скорости x4.

В различных сценариях устройство PCIe

может не использовать максимальное количество дорожек , для которого это устройство было разработано. Например, некоторые материнские платы имеют порты x8 PCIe, электрически подключенные только к линиям x4. В другом случае система может иметь ограниченные полосы, предоставляемые ЦП, распределенные в зависимости от доступности или конфигурации.

Устройства будут согласовывать количество полос для использования в зависимости от доступности системы и в большинстве случаев должны нормально работать при уменьшенной общей пропускной способности. Обратитесь к документации вашей материнской платы и спецификациям ЦП, чтобы определить количество и распределение линий PCIe.

Насколько быстр PCI-Express?

Каждое поколение PCI-Express примерно удваивает скорость. Пропускная способность для каждой линии PCIe 5.0 составляет 4 ГБ/с. 4 ГБ/с на линию означает, что если вы используете устройство PCI-Express 5.0 x16, ему будет доступна пропускная способность до 63 ГБ/с по сравнению с 32 ГБ/с для PCIe 4.0.

Скорости PCI-Express (округленные)

	x1 пропускная способность	x2 пропускная способность	x4 пропускная способность	x8 пропускная способность	x16 пропускная способность
PCIe 1. 0	250 МБ/с	500 МБ/с	750 МБ/с	2 ГБ/с	4 ГБ/с
PCIe 2.0	500 МБ/с	1000 МБ/с	2 ГБ/с	4 ГБ/с	8 ГБ/с
PCIe 3.0	1 ГБ/с	2 ГБ/с	4 ГБ/с	8 ГБ/с	16 ГБ/с
PCIe 4.0	2 ГБ/с	4 ГБ/с	8 ГБ/с	16 ГБ/с	32 ГБ/с
PCIe 5.0	4 ГБ/с	8 ГБ/с	16 ГБ/с	32 ГБ/с	63 ГБ/с
PCIe 6.0	8 ГБ/с	16 ГБ/с	32 ГБ/с	63 ГБ/с	126 ГБ/с

Какая последняя версия PCI-Express?

Последняя доступная версия PCI-Express — PCIe 5.0. Процессоры PCIe 5.0 доступны от Intel и AMD.

ЦП Intel Core 12-го и 13-го поколения в настоящее время обеспечивают поддержку PCIe 5.0 для линий ЦП (т. е. один слот x16 или два слота x8 PCIe) и скорости PCIe 4.0/3.0 для остальных линий.

Процессоры AMD Ryzen 7000 для настольных ПК на базе Zen 4 являются первыми процессорами, поддерживающими PCIe 5.0.

Версии PCIe, такие как 3.0, 4.0 и 5.0, иногда неофициально называют PCIe Gen 3, PCIe Gen 4 и PCIe Gen 5. Это название основано на том, что они являются третьим, четвертым и пятым поколениями PCI-Express. .

Графические карты и устройства хранения данных PCIe 5.0 в настоящее время не представлены на рынке.

Лучший высокопроизводительный процессор и материнская плата Intel 13-го поколения

• Наш рекомендовал высокопроизводительный процессор Intel 13-го поколения для энтузиастов : Intel Core i9-13900K Проверить цену на Amazon Партнерская ссылка Амазон
  • До 5,8 ГГц максимальная скорость Turbo Stock: идеально подходит для игр , редактирования видео и высокоинтенсивных задач.
  • 24 ядра (производительность 8 + эффективность 16): эта комбинация делает ее отличной универсальной системой, способной справиться с любой поставленной перед ней задачей.
  • Благодаря функциям виртуализации он отлично подходит для запуска виртуальных машин.
  • Проверьте последнюю цену Intel Core i9-13900K на Amazon (партнерская ссылка).
  • Для процессора Intel Core i9-13900K вам потребуется материнская плата с поддержкой разгона для разгона процессора. Материнские платы с чипсетом Z790 обычно поддерживают разгон процессора. В противном случае вы можете использовать материнскую плату с другими наборами микросхем Intel серии 600 для настольных ПК (например, Z690, H670, B660, H610).
• Наша рекомендовала материнскую плату для сопряжения с i9-13900K: ASUS ROG Maximus Z790 Герой Проверить цену на Amazon Партнерская ссылка Амазон
  • PCIe 5. 0 поддержка
  • Он поддерживает до 128 ГБ памяти DDR5 (DDR5 обеспечивает самую высокую скорость памяти)!
  • Порт Ethernet со скоростью 2,5 Гбит/с быстрее, чем любая доступная скорость домашнего Интернета, с большим количеством свободного места для передачи файлов.
  • Wi-Fi 6E позволяет легко достичь самых высоких скоростей и обеспечить безопасность вашей системы Wi-Fi в будущем.
  • Bluetooth 5.3 отлично подходит для потоковой передачи музыки на наушники Bluetooth.
  • Пять слотов x4 NVMe M.2 , просто фантастика! Один из них поддерживает скорости PCIe 5.0, а остальные работают на скоростях PCIe 4.0.
  • USB 3.2 Gen 2×2 обеспечивает скорость USB 20 Гбит/с!
  • Проверьте последнюю цену ASUS ROG Maximus Z790 Hero на Amazon (партнерская ссылка).

Лучший процессор и материнская плата Intel 13-го поколения, занявшие второе место

• Наш рекомендовал высокопроизводительный процессор Intel 13-го поколения для энтузиастов : Intel Core i7-13700K Проверить цену на Amazon Партнерская ссылка Амазон
  • До 5,4 ГГц максимальная скорость в турборежиме: идеально подходит для игр , редактирования видео и высокоинтенсивных задач.
  • 16 ядер (8 производительности + 8 эффективности): эта комбинация делает ее отличной универсальной системой, способной справиться практически с любой задачей.
  • Благодаря функциям виртуализации он отлично подходит для запуска виртуальных машин.
  • Проверьте последнюю цену Intel Core i7-13700K на Amazon (партнерская ссылка).
  • Для процессора Intel Core i7-13700K вам потребуется материнская плата с поддержкой разгона для разгона процессора. Материнские платы с чипсетом Z790 обычно поддерживают разгон процессора. В противном случае вы можете использовать материнскую плату с другими наборами микросхем Intel серии 600 для настольных ПК (например, Z690, H670, B660, H610).
• Наша рекомендовала материнскую плату для сопряжения с i7-13700K: ASUS Prime Z790-P Wi-Fi Проверить цену на Amazon Партнерская ссылка Амазон
  • PCIe 5. 0 поддержка
  • Он поддерживает до 128 ГБ памяти DDR5 (DDR5 обеспечивает самую высокую скорость памяти)!
  • Порт Ethernet со скоростью 2,5 Гбит/с быстрее, чем любая доступная скорость домашнего Интернета, с большим количеством свободного места для передачи файлов.
  • Wi-Fi 6 позволяет легко достичь самых высоких скоростей и обеспечить безопасность вашей системы Wi-Fi в будущем.
  • Bluetooth 5.2 отлично подходит для потоковой передачи музыки на наушники Bluetooth.
  • Три слота x4 NVMe M.2 , просто фантастика! Все эти слоты поддерживают скорости PCIe 4.0.
  • USB 3.2 Gen 2×2 обеспечивает скорость USB 20 Гбит/с!
  • Проверьте последнюю цену ASUS Prime Z790-P WiFi на Amazon (партнерская ссылка).

Лучший высокопроизводительный процессор и материнская плата Intel 12-го поколения

• Наша рекомендуемый высокопроизводительный процессор Intel 12-го поколения для энтузиастов : Процессор Intel Core i9-12900K 16 ядер (8P+8E) до 5,2 ГГц Проверить цену на Amazon Партнерская ссылка Амазон
  • До 5,2 ГГц : идеально подходит для игр , редактирования видео и задач высокой интенсивности .
  • 16 ядер (8 Производительность + 8 Эффективность): Довольно много ядер, учитывая частоту! Такое сочетание делает его отличной универсальной системой, способной справиться практически с любой задачей.
  • Благодаря функциям виртуализации он отлично подходит для запуска виртуальных машин.
  • Проверьте последнюю цену Intel Core i9-12900K на Amazon (партнерская ссылка).
  • Для процессора Intel Core i9-12900K вам потребуется материнская плата с поддержкой разгона для разгона процессора. Материнские платы с чипсетом Z690 обычно поддерживают разгон процессора. В противном случае вы можете использовать материнскую плату с другими наборами микросхем Intel 600-й серии для настольных ПК (например, H670, B660, H610).
• Наша рекомендовала материнскую плату для сопряжения с i9-12900K: GIGABYTE Z690 AORUS Мастер Проверить цену на Amazon Партнерская ссылка Амазон
  • PCIe 5. 0 поддержка
  • Он поддерживает до 128 ГБ памяти DDR5 (DDR5 обеспечивает самую высокую скорость памяти)!
  • Порт Ethernet со скоростью 10 Гбит/с быстрее, чем любая доступная скорость домашнего Интернета, с большим количеством свободного места для передачи файлов.
  • Wi-Fi 6E позволяет легко достичь самых высоких скоростей и обеспечить безопасность вашей системы Wi-Fi в будущем.
  • Bluetooth 5.2 отлично подходит для потоковой передачи музыки на наушники Bluetooth.
  • Четыре слота x4 NVMe M.2 , просто фантастика! Три из них работают на скоростях PCIe 4.0, а один — на скоростях PCIe 3.0.
  • USB 3.2 Gen 2×2 обеспечивает скорость USB 20 Гбит/с!
  • Проверьте последнюю цену на GIGABYTE Z690 AORUS Master на Amazon (партнерская ссылка).

Лучший недорогой процессор и материнская плата Intel 12-го поколения

• Наш рекомендуемый ЦП Intel 12-го поколения : Intel Core i5-12600K Проверить цену на Amazon Партнерская ссылка Амазон
  • Меньше, чем , в два раза дешевле i9-12900K, но при этом отличная производительность до 4,9 ГГц .
  • 10 ядер (6 производительности + 4 эффективности): такое количество ядер делает его подходящим для повседневных многопоточных задач, таких как открытие множества окон браузера.
  • Благодаря функциям виртуализации он отлично подходит для запуска виртуальных машин.
  • Проверьте последнюю цену Intel Core i5-12600K на Amazon (партнерская ссылка).
  • Для процессора Intel Core i5-12600K вам потребуется материнская плата с поддержкой разгона для разгона процессора. Материнские платы с чипсетом Z690 обычно поддерживают разгон процессора. В противном случае вы можете использовать материнскую плату с другими наборами микросхем Intel 600-й серии для настольных ПК (например, H670, B660, H610).
• Наша рекомендовала материнскую плату для сопряжения с i5-12600K: GIGABYTE Z690 AORUS PRO Проверить цену на Amazon Партнерская ссылка Амазон
  • PCIe 5. 0 поддержка
  • Он поддерживает до 128 ГБ памяти DDR5 !
  • Три слота NVMe M.2 , что превосходно! Все они работают на скоростях PCIe 4.0.
  • Порт Ethernet 2,5 Гбит/с быстрее, чем у большинства домашних интернет-скоростей, при этом остается место для передачи файлов.
  • USB 3.2 Gen 2×2 обеспечивает скорость USB 20 Гбит/с!
  • Проверьте последнюю цену GIGABYTE Z690 AORUS PRO на Amazon (партнерская ссылка).

Другие соображения при сборке ПК

Хотите освежить в памяти другие новые технологии, которые следует учитывать при сборке компьютера? Ознакомьтесь со следующими статьями:

• Корпуса:
  • Как выбрать лучший корпус для ПК
• Процессоры:
  • Какие процессоры Intel и AMD поддерживают PCIe 5.0?
  • Какие процессоры Intel и AMD поддерживают PCIe 4. 0?
  • Список процессоров LGA 1700
  • Список процессоров LGA 1200
  • Найдите соответствующие рекомендации по процессорам Intel или AMD в TechReviewer:
• ?
• Как выбрать процессорный кулер для ПК
• Лучший процессорный кулер LGA 1700 для процессоров Intel Core 12-го поколения
• Лучший процессорный кулер AM4 для процессоров AMD

Память:

• Может ли SSD улучшить игровую производительность ПК? и увеличивает ли SSD FPS для компьютерных игр?
• Сравнение типов хранилищ: M.2, U.2, NVMe, SATA, SSD, HDD

Память:

• Как выбрать лучшую оперативную память для вашего ПК
• Сколько оперативной памяти вам нужно для игр ? и стоит ли 32 ГБ ОЗУ для игр?
• DDR4 или DDR5? Что вы должны купить
• Стоит ли использовать DDR5? Преимущества DDR5 и что такое DDR5?
• Какие процессоры Intel и AMD поддерживают память DDR5?

PCI-Express:

• Стоит ли переходить на PCIe 5. 0?

Материнские платы:

• Какие материнские платы поддерживают PCIe 5.0?
• Какие материнские платы поддерживают PCIe 4.0?
• Какую материнскую плату следует купить для процессоров Intel 13-го поколения?
• Какую материнскую плату следует купить для процессоров Intel 12-го поколения?

Видеокарты:

• Какие видеокарты поддерживают PCIe 4.0?

Power Supplies:

• Как выбрать наилучший источник питания для игрового ПК
• Как выбрать питание для ПК

. Мониторы:

• Как выбрать игровой монитор

Узнайте больше о PCI-Express

Хотите узнать о последних продуктах, версиях и функциях PCIe? Ознакомьтесь со статьями из этой серии PCI-Express:

• Что такое PCIe? Что такое PCIe 5.0? Что такое PCIe 4.0?
• Стоит ли переходить на PCIe 5. 0? и стоит ли переходить на PCIe 4.0?
• Какие процессоры Intel и AMD поддерживают PCIe 5.0?
• Какие процессоры Intel и AMD поддерживают PCIe 4.0?
• Какие материнские платы поддерживают PCIe 5.0?
• Какие видеокарты поддерживают PCIe 4.0?
• Насколько быстр PCIe 5.0? и насколько быстр PCIe 4.0?
• Является ли PCIe обратной совместимостью?
• Можно ли установить карту PCIe x4 или x8 в слот x16?
• Можно ли использовать твердотельный накопитель PCIe 4.0 NVMe в слоте материнской платы PCIe 3.0?
• Можно ли использовать твердотельный накопитель PCIe 3.0 NVMe в слоте материнской платы PCIe 4.0?
• Можно ли использовать графическую карту PCIe 4.0 в слоте PCIe 3.0?
• Можно ли использовать графическую карту PCIe 3.0 в слоте PCIe 4.0?
• Какая последняя версия PCIe?
• PCI, AGP или PCIe? Время обновить!

Есть предложение или исправление для этой статьи? Отправьте нам письмо по адресу: corrections@techreviewer. com

Вы также можете связаться с автором по адресу: кевин@techreviewer.com

Что такое PCIe 5.0? | Digital Trends

С появлением процессоров Intel Alder Lake 12-го поколения в октябре 2021 года производитель чипов официально представил поддержку PCIexpress (PCIe) 5.0. С другой стороны, AMD также намерена принять последний стандарт со своими процессорами серии Ryzen 7000, когда они будут запущены в сентябре 2022 года. Но что такое PCIe 5.0 и стоит ли обновляться?

Содержание

• Что такое PCIe?
• Что такое PCIe 5.0?
• Можно ли перейти на PCIe 5.0?
• Стоит ли покупать PCIe 5.0?

Что такое PCIe?

Прежде чем говорить о PCIe 5.0, давайте сначала разберемся, что такое PCIexpress, обычно сокращенно PCIe. PCIe, сокращенно от Peripheral Component Interconnect Express, является важным стандартом интерфейса, который позволяет подключать различные устройства к материнской плате для связи с ЦП. К ним относятся видеокарты, твердотельные накопители (SSD), звуковые карты, карты захвата, концентраторы USB и различные другие компоненты. Это удлиненные слоты на вашей материнской плате, которые идут параллельно друг другу.

Материнские платы высокого класса, такие как эта плата Z690, имеют несколько слотов PCIe.

Первый стандарт PCIe был анонсирован в 2003 году и выпущен в качестве замены более старым стандартам, таким как PCI, PCI-X и APG. За прошедшие годы стандарт претерпел обновления и значительно увеличил скорость и пропускную способность. Вот список всех поколений PCIe, анонсированных на данный момент:

Поколения PCIe	Полоса пропускания	Гигаперевод	Частота
PCIe 1.0	8 Гбит/с	2,5 ГТпс	2,5 ГГц
PCIe 2.0	16 Гбит/с	5 ГТ/с	5 ГГц
PCIe 3.0	32 Гбит/с	8ГТпс	8 ГГц
PCIe 4.0	64 Гбит/с	16ГТпс	16 ГГц
PCIe 5. 0	128 Гбит/с	32 ГТ/с	32 ГГц

Для различных устройств разъем или слот PCIe на материнской плате имеет разные размеры и определяется количеством линий. Эти полосы обозначаются x1, x2, x4, x8, x16 и x32 и определяют общую пропускную способность, которую может предложить конкретный слот.

Например, слот PCIe 4.0 x16 обеспечивает пропускную способность около 64 Гбит/с, что является наиболее доступным на момент написания статьи и дает широкие возможности для максимально эффективного использования самых быстрых графических карт. Более скромные конфигурации, такие как слоты x4, обычно используются твердотельными накопителями M.2 и PCIe, а слоты x1 PCIe используются для концентраторов USB, портов Ethernet и аналогичных устройств с более низкой пропускной способностью.

Вы можете получить слоты PCIe с числом линий x32, но они не используются в потребительской электронике и очень дороги. Также важно отметить, что пропускная способность дорожки делится на отправку и получение данных. Таким образом, в приведенном выше примере слот может одновременно отправлять 16 Гбит/с и принимать 16 Гбит/с данных.

Что такое PCIe 5.0?

В настоящее время PCIe 4.0 является наиболее распространенным и широко используемым стандартом. Как и все предыдущие версии, он обратно совместим и предлагает скорость до 16GTps (гигатрансферов в секунду) и пропускную способность 64GBps. PCIe 5.0 — это обновление стандарта PCIe 4.0, где пропускная способность, гигапередача и частота удваиваются. По сути, PCIe 5.0 будет предлагать скорость передачи 32 ГТ/с, пропускную способность 128 Гбит/с в конфигурации x16 и частоту 32 ГГц.

Можно ли перейти на PCIe 5.0?

Как упоминалось ранее, процессоры Intel Alder Lake 12-го поколения и грядущие процессоры AMD Ryzen 7000 поддерживают PCIe 5.0. Хотя существует несколько совместимых материнских плат, такие компоненты, как графические процессоры, устройства хранения и другие дополнительные карты, поддерживающие PCIe 5.0, еще не появились на рынке. Ожидается, что первая волна устройств, способных в полной мере использовать преимущества PCIe 5.0, появится в конце этого года. Новый стандарт будет намного полезнее для машинного обучения и искусственного интеллекта, центров обработки данных и других высокопроизводительных вычислительных сред благодаря увеличению скорости и пропускной способности.

По сути, обычные потребительские и игровые ПК не нуждаются в таких высоких скоростях и должны отлично работать с PCIe 4.0 или даже с более старым стандартом PCIe 3.0. Если вам интересно, ознакомьтесь с нашим сравнением PCIe 4.0 с PCIe 3.0, где мы обнаружили, что видеокарта, такая как Nvidia GeForce RTX 2080 Ti, еще не полностью использует пропускную способность, доступную в слоте PCIe Gen 3 x16. Это означает, что PCIe 5.0 определенно будет излишним для большинства геймеров.

Стоит ли переходить на PCIe 5.0?

Стандарт PCIe 5.0 является достойным обновлением по сравнению с Gen 4 с точки зрения скорости передачи и пропускной способности. Это не только позволяет устройствам быстрее взаимодействовать с ЦП, но также позволяет передавать большие блоки данных с меньшей задержкой. Преимущества определенно в пользу PCIe 5.0, но важно понимать, что эти преимущества в основном на бумаге, и за исключением больших передач многих файлов, между PCIe 4 и 5 нет значительного улучшения производительности в реальном мире или даже между PCIe 3 и 4.

Переход на PCIe 5.0 не приведет к значительному улучшению графической производительности, по крайней мере, до тех пор, пока у нас не появятся графические процессоры, полностью использующие этот стандарт. Текущее поколение видеокарт от Nvidia и AMD обычно не использует всю пропускную способность PCIe 4.0.

Если вы беспокоитесь о том, чтобы ваш ПК соответствовал новейшему стандарту в будущем, мы рекомендуем вам придержать свои деньги, тем более что устройства и периферийные устройства на базе PCIe 5.0, такие как твердотельные накопители и графические процессоры, еще не получили широкого распространения.