PCI Express — отличия между x1, x4, x8, x16

Разбираем какие бывают стандарты PCI Express. Какие слоты на материнской карте имеют x1, x4, x8 и x16 линий и какие из них дают максимальную пропускную способность.

Что такое шина PCI Express?

В далеких 2000-х, когда состоялся переход с устаревающего стандарта PCI (расш. — взаимосвязь периферийных компонентов) на PCI Express, у последнего было одно огромное преимущество: вместо последовательной шины, которой и была PCI, использовалась двухточечная шина доступа. Это означало, что каждый отдельный порт PCI и установленные в него карты, могли в полной мере использовать максимальную пропускную способность не мешая друг другу, как это происходило при подключении к PCI. В те времена количество периферийных устройств, вставляемых в карты расширения, было предостаточно. Сетевые карты, аудио карты, ТВ-тюнеры и так далее — все требовали достаточное количество ресурсов ПК. Но в отличие от стандарта PCI, использовавшего для передачи данных общую шину с подключением параллельно нескольких устройств, PCI Express, если рассматривать в общем, является пакетной сетью с топологией типа звезда.

PCIE x16, PCIE x1 и PCIPCI Express x16, PCI Express x1 и PCI на одной плате

С точки зрения непрофессионала, представьте свой настольный ПК в качестве небольшого магазина с одним, двумя продавцами. Старый стандарт PCI был как гастроном: все ожидали в одной очереди, чтобы их обслужили, испытывая проблемы со скоростью обслуживания с ограничением в лице одного продавца за прилавком. PCI-E больше похож на гипермаркет: каждый покупатель движется за продуктами по своему индивидуальному маршруту, а на кассе сразу несколько кассиров принимают заказ.

Очевидно, что гипермаркет по скорости обслуживания выигрывает в несколько раз у обычного магазина, благодаря тому, что магазин не может себе позволить пропускную способность больше чем один продавец с одной кассой.

Также и с выделенными полосами передачи данных для каждой карты расширения или встроенными компонентами материнской платы.

Разбираемся в различиях PCI-E разъема.

Как правило, данный высокоскоростной порт относится к фактическим слотам расширения на материнской плате, которые принимают платы расширения на основе традиционного PCIe и типы карт расширения.

Видеокарта с интерфейсом agpСтарая видеокарта с интерфейсом AGP

PCI Express практически заменил AGP и PCI, оба из которых заменили старейший широко используемый тип соединения, называемый ISA.Хотя пк могут содержать различные слоты расширения, PCI Express считается стандартным внутренним интерфейсом самого быстрого разъема. Сегодня многие материнские платы для персональных компьютеров производятся только с разъемами PCI Express.

Распиновка разъема PCI

Распиновка PCI Express 1x, 4x, 8x, 16x разъёмов

Pin Имя Описание Pin Имя Описание
A1 TRST Test Logic Reset [JTAG Bus] B1 -12V -12 VDC
A2 +12V +12 VDC B2 TCK Test Clock [JTAG Bus]
A3 TMS Test Mode Select [JTAG Bus] B3 GND Ground
A4 TDI Test Data Input [JTAG Bus] B4 TDO Test Data Output [JTAG Bus]
A5 +5V +5 VDC B5 +5V +5 VDC
A6 INTA Interrupt A B6 +5V +5 VDC
A7 INTC Interrupt C B7 INTB Interrupt B
A8 +5V +5 VDC B8 INTD Interrupt D
A9 Reserved B9 PRSNT1 Present
A10 +5V Power (+5 V or +3.3 V) B10 Reserved
A11 Reserved B11 PRSNT2 Present
A12 GND03 Ground or Keyway for 3.3/Universal PWB B12 GND Ground or Keyway for 3.3/Universal PWB
A13 GND05 Ground or Key-way for 3.3/Universal PWB B13 GND Ground or Open (Key) for 3.3/Universal PWB
A14 3.3Vaux B14 RES Reserved
A15 RESET Reset B15 GND Ground
A16 +5V Power (+5 V or +3.3 V) B16 CLK Clock
A17 GNT Grant PCI use B17 GND Ground
A18 GND08 Ground B18 REQ Request
A19 PME# Power Management Event B19 +5V Power (+5 V or +3.3 V)
A20 AD30 Address/Data 30 B20 AD31 Address/Data 31
A21 +3.3V01 +3.3 VDC B21 AD29 Address/Data 29
A22 AD28 Address/Data 28 B22 GND Ground
A23 AD26 Address/Data 26 B23 AD27 Address/Data 27
A24 GND10 Ground B24 AD25 Address/Data 25
A25 AD24 Address/Data 24 B25 +3.3V +3.3VDC
A26 IDSEL Initialization Device Select B26 C/BE3 Command, Byte Enable 3
A27 +3.3V03 +3.3 VDC B27 AD23 Address/Data 23
A28 AD22 Address/Data 22 B28 GND Ground
A29 AD20 Address/Data 20 B29 AD21 Address/Data 21
A30 GND12 Ground B30 AD19 Address/Data 19
A31 AD18 Address/Data 18 B31 +3.3V +3.3 VDC
A32 AD16 Address/Data 16 B32 AD17 Address/Data 17
A33 +3.3V05 +3.3 VDC B33 C/BE2 Command, Byte Enable 2
A34 FRAME Address or Data phase B34 GND13 Ground
A35 GND14 Ground B35 IRDY# Initiator Ready
A36 TRDY# Target Ready B36 +3.3V06 +3.3 VDC
A37 GND15 Ground B37 DEVSEL Device Select
A38 STOP Stop Transfer Cycle B38 GND16 Ground
A39 +3.3V07 +3.3 VDC B39 LOCK# Lock bus
A40 SMBCLK SMB CLK [SMbus Description] B40 PERR# Parity Error
A41 SMBDAT SMB DATA [SMbus Description] B41 +3.3V08 +3.3 VDC
A42 GND17 Ground B42 SERR# System Error
A43 PAR Parity B43 +3.3V09 +3.3 VDC
A44 AD15 Address/Data 15 B44 C/BE1 Command, Byte Enable 1
A45 +3.3V10 +3.3 VDC B45 AD14 Address/Data 14
A46 AD13 Address/Data 13 B46 GND18 Ground
A47 AD11 Address/Data 11 B47 AD12 Address/Data 12
A48 GND19 Ground B48 AD10 Address/Data 10
A49 AD9 Address/Data 9 B49 GND20 Ground
A50 Keyway Open or Ground for 3.3V PWB B50 Keyway Open or Ground for 3.3V PWB
A51 Keyway Open or Ground for 3.3V PWB B51 Keyway Open or Ground for 3.3V PWB
A52 C/BE0 Command, Byte Enable 0 B52 AD8 Address/Data 8
A53 +3.3V11 +3.3 VDC B53 AD7 Address/Data 7
A54 AD6 Address/Data 6 B54 +3.3V12 +3.3 VDC
A55 AD4 Address/Data 4 B55 AD5 Address/Data 5
A56 GND21 Ground B56 AD3 Address/Data 3
A57 AD2 Address/Data 2 B57 GND22 Ground
A58 AD0 Address/Data 0 B58 AD1 Address/Data 1
A59 +5V Power (+5 V or +3.3 V) B59 VCC08 Power (+5 V or +3.3 V)
A60 REQ64 Request 64 bit B60 ACK64 Acknowledge 64 bit
A61 VCC11 +5 VDC B61 VCC10 +5 VDC
A62 VCC13 +5 VDC B62 VCC12 +5 VDC
64 bit spacer KEYWAY
64 bit spacer KEYWAY
A63 GND Ground B63 RES Reserved
A64 C/BE[7]# Command, Byte Enable 7 B64 GND Ground
A65 C/BE[5]# Command, Byte Enable 5 B65 C/BE[6]# Command, Byte Enable 6
A66 +5V Power (+5 V or +3.3 V) B66 C/BE[4]# Command, Byte Enable 4
A67 PAR64 Parity 64 B67 GND Ground
A68 AD62 Address/Data 62 B68 AD63 Address/Data 63
A69 GND Ground B69 AD61 Address/Data 61
A70 AD60 Address/Data 60 B70 +5V Power (+5 V or +3.3 V)
A71 AD58 Address/Data 58 B71 AD59 Address/Data 59
A72 GND Ground B72 AD57 Address/Data 57
A73 AD56 Address/Data 56 B73 GND Ground
A74 AD54 Address/Data 54 B74 AD55 Address/Data 55
A75 +5V Power (+5 V or +3.3 V) B75 AD53 Address/Data 53
A76 AD52 Address/Data 52 B76 GND Ground
A77 AD50 Address/Data 50 B77 AD51 Address/Data 51
A78 GND Ground B78 AD49 Address/Data 49
A79 AD48 Address/Data 48 B79 +5V Power (+5 V or +3.3 V)
A80 AD46 Address/Data 46 B80 AD47 Address/Data 47
A81 GND Ground B81 AD45 Address/Data 45
A82 AD44 Address/Data 44 B82 GND Ground
A83 AD42 Address/Data 42 B83 AD43 Address/Data 43
A84 +5V Power (+5 V or +3.3 V) B84 AD41 Address/Data 41
A85 AD40 Address/Data 40 B85 GND Ground
A86 AD38 Address/Data 38 B86 AD39 Address/Data 39
A87 GND Ground B87 AD37 Address/Data 37
A88 AD36 Address/Data 36 B88 +5V Power (+5 V or +3.3 V)
A89 AD34 Address/Data 34 B89 AD35 Address/Data 35
A90 GND Ground B90 AD33 Address/Data 33
A91 AD32 Address/Data 32 B91 GND Ground
A92 RES Reserved B92 RES Reserved
A93 GND Ground B93 RES Reserved
A94 RES Reserved B94 GND Ground

Будущее данного стандарта

Слот PCI-E x16 в обозримом будущем уж точно не будет изменяться. Это позволит более производительные видеокарты использовать в составе устаревших ПК и за счет этого осуществлять поэтапный апгрейд компьютерной системы. Сейчас же прорабатываются спецификации уже 4-й версии этого способа передачи данных. Для графических адаптеров в этом случае будет предусмотрена максимальная пропускная способность 128 Гб/с. Это позволит выводить изображение на экран монитора в качестве «4К» и более.

разъем pci e x16

Распиновка PCI-Express 1x

Распиновка PCI Express 1x, 4x, 8x, 16x разъёмов

Pin Side B Connector Side A Connector
# Name Description Name Description
1 +12v +12 volt power PRSNT#1 Hot plug presence detect
2 +12v +12 volt power +12v +12 volt power
3 +12v +12 volt power +12v +12 volt power
4 GND Ground GND Ground
5 SMCLK SMBus clock JTAG2 TCK
6 SMDAT SMBus data JTAG3 TDI
7 GND Ground JTAG4 TDO
8 +3.3v +3.3 volt power JTAG5 TMS
9 JTAG1 +TRST# +3.3v +3.3 volt power
10 3.3Vaux 3.3v volt power +3.3v +3.3 volt power
11 WAKE# Link Reactivation PERST# PCI-Express Reset signal
Mechanical Key
12 RSVD Reserved GND Ground
13 GND Ground REFCLK+ Reference Clock
Differential pair
14 HSOp(0) Transmitter Lane 0,
Differential pair
REFCLK-
15 HSOn(0) GND Ground
16 GND Ground HSIp(0) Receiver Lane 0,
Differential pair
17 PRSNT#2 Hotplug detect HSIn(0)
18 GND Ground GND Ground

Какие типы карт PCI Express существуют?

Благодаря требованию более быстрых, реалистичных видеоигр и инструментов редактирования видео, видеокарты были первыми типами компьютерной периферии, чтобы воспользоваться преимуществами, предлагаемыми непосредственно PCIe.

В то время как видеокарты по-прежнему остаются наиболее распространенным типом PCIe-карты, вы обнаружите, что другие девайсы, которые значительно быстрее подключаются к системной плате, процессору и ОЗУ. Также все чаще производятся PCIe-соединения вместо обычного PCI.Например, многие высококачественные звуковые карты теперь используют высокоскоростной порт, а также повышают количество проводных и беспроводных сетевых интерфейсных карт.

Карты контроллера жесткого диска могут быть наиболее полезными для PCI-E после видеокарты. Подключение высокоскоростного PCIe SSD-накопителя к этому высокоскоростному интерфейсу позволяет значительно быстрее считывать, потом записывать диск. Некоторые контроллеры жестких дисков PCIe даже включают встроенный SSD, сильно изменяя, как устройства хранения традиционно подключены внутри пк.

Конечно, замена PCIe на PCI и AGP полностью на более новые системные платы, почти каждый тип внутренней карты расширения, основанной на старых интерфейсах, перестраивается для возможности использования шины PCI Express. Это включает в себя такие вещи, как карты расширения USB, карты Bluetooth и т.д.

Совместимость версий PCI Express

Как показала практика, устройства с версией интерфейса PCI Express 3.0 без проблем запускаются на материнских платах с поддержкой PCI Express 2.0 и PCI Express 1.0. Но, нужно помнить, что скорость работы будет зависеть от версии интерфейса PCI Express материнской платы. В данном случае, пропускная способность устройства с версией PCI-Express 3.0 будет соответствовать пропускной способности интерфейса PCI Express 2.0 или PCI Express 1.0.

Та же ситуация наблюдается и при использовании устройства с версией интерфейса PCI Express 2.0 в слоте PCI Express 3.0. Пропускная способность останется на уровне версии PCI Express 2.0.

Пропускная способность PCI Express в обе стороны, ГБайт/с.

Версия интерфейса Соединения (связи)
x1 x2 x4 x8 x16
PCI Express 1.0 0.25 0.5 1.0 2.0 4.0
PCI Express 2.0 0.5 1.0 2.0 4.0 8.0
PCI Express 3.0 0.98 1.97 3.94 7.88 15.8
PCI Express 4.0 1.96 3.94 7.88 15.75 31.5
PCI Express 5.0* 3.93 7.88 15.75 31.51 63.0

*Выход в свет PCI Express 5.0 запланировано на начало 2019 года.

Поделитесь статьей в соцсетях

Товар не найден!
Сбросьте фильтр или уточните запрос.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: