تفاوت میان اسلات های PCIe

PCI Express یک نسخه به روز شده از یک استاندارد قدیمی، اسلات Peripheral Component Interconnect (PCI) است. مانند PCI ، PCI Express روشی است برای افزودن افزودنیها و به روزرسانیها – از لحاظ صنعت دستگاههای جانبی – به رایانه شما. تفاوت بین PCI و PCIe این است که PCIe اتصال بسیار سریعتری را فراهم میکند. اسلاتهای PCI قدیمی برای مواردی مانند کارتهای شبکه و تابلوهای صوتی مناسب بودند، اما برای دستگاههای با تقاضای بیشتر مانند کارتهای گرافیک بسیار کند بودند. یک مادربرد PCI مجبور بود اسلاتهای انبساط جداگانهای را برای کسانی که از استانداردهای مختلفی مانند پورت گرافیکی تسریع شده یا AGP استفاده میکنند فراهم کند. داشتن دو نوع مختلف اسلات توسعه معنایی عملی نداشت و صنعت PCIe ایجاد کرد بنابراین هر دو نوع کارت میتوانند از یک اسلات یکسان استفاده کنند.

تفاوت بین PCIe هایX1 ،X4 ، X8، X16

هرچه خط اتصال داده بیشتر باشد، پهنای باند بیشتری بین کارت و میزبان وجود دارد. با این حال، با افزایش تعداد خطوط، معمولاً یک افزایش هزینه ایجاد میشود.

اسلات ‘PCIe x1 دارای یک خط داده است.

اسلات PCIe x4 دارای چهار خط داده است.

اسلات PCIe x8 دارای هشت خط داده است.

اسلات PCIe x16 شانزده خط داده دارند.

PCIe نسخه به روز شده پروتکل PCI است. مشابه رابطهای PCI/PCI-X ، PCIe برای اتصال جز محیطی ساخته شده است. PCIe از جهات مختلفی با PCI/PCI-X متفاوت است، یک تفاوت اساسی به ما امکان میدهد تفاوت بین تغییرات پروتکل PCIe (x1 ، x4 ، x8 ، x16 و x32) را بهتر درک کنیم. این تفاوت کلیدی انتقال داده موازی در مقابل سریال است.

در معماری PCI و PCI-X، همه کارتها خطوط داده موازی را از میزبان به اشتراک میگذارند. تفاوت بین سرعت کارت و نوع شکاف به طور منظم باعث سرعت دادههای مضر میشود.

در معماری PCIe، هر کارت ارتباطات داده سریال (خطوط) اختصاصی مخصوص میزبان را دارد. این اجازه میدهد تا هر اتصال کارت به یک پهنای باند مستقل از کارتهای دیگری که ممکن است در سیستم فعال باشند، برسد. تعداد خطوط با پسوند پروتکل PCIe نشان داده میشود (1× ، 4× ، 8× ، 16 × ، 32 ×). بسته به نسخه پروتکل PCIe (v1.x ، v2.x ، v3.0 ، v4.0) ، هر خط دارای سرعت 250-1969 مگابایت بر ثانیه است.

به عبارت دیگر تفاوت بین این اسلاتها این است که مسیری گسترده را که برای رفتن و خروج داده از صفحه فراهم میکنند. این مسیرها به عنوان خطوط توصیف میشوند، و معنای عدد بعد از X است. این یک قیاس کاملاً خوب است زیرا اگر از نظر جاده به تابلوها فکر کنید، درک تفاوت آن آسان است. مانند یک جاده کوچک شهری ، کارت PCIe X1 برای تردد در یک مسیر – در این حالت دادههای کامپیوتری – یک خط دارد. کارت X4 دارای چهار خط است، بنابراین می تواند چهار برابر دادههای موجود در هر تیک ساعت سیستم را حرکت دهد. کارت X32 دارای 32 لاین است، بنابراین میتواند حجم عظیم اطلاعات را همزمان انتقال دهد. تولیدکنندگان برای کارتی که در حال ساخت هستند تعداد خطوط مناسبی را انتخاب میکنند.

کارت های PCIe همیشه میتوانند در شکافهای PCIe با خطوط یکسان یا بیشتر از کارت کار کنند. به عنوان مثال، یک کارت x8 میتواند در یک شکاف با x8 ، x16 یا x32 کار کند. به طور مشابه، یک کارت x1 می تواند در هر شکاف PCIe کار کند.

کارت X4 عملکرد بالاتری نسبت به X1 دارد ، X16 از X8 بهتر عمل میکند و غیره. همه چیز همیشه برابر نیستند، هر نسخه استاندارد PCIe میزان دادهای را که کارت میتواند به صورت تئوری در یک تیک مشخص از ساعت سیستم منتقل کند، افزایش میدهد. نسخه 1 مشخصات از انتقال تا 250 مگابایت در ثانیه در یک اسلات X1 یا حداکثر 4000 مگابایت در ثانیه در یک اسلات X16 پشتیبانی میکند. PCI Express 3.0 این اعداد را برای کارت X1 به 985 مگابایت بر ثانیه و برای کارت X16 به 15760 مگابایت بر ثانیه رسانده و PCIe 4.0 تقریباً این اعداد را دو برابر میکند. کارت X8 در رایانه ای که از PCIe 3.0 پشتیبانی میکند میتواند عملکردی تقریباً مشابه کارت X16 با استفاده از مشخصات PCIe 2 ارائه دهد.

عارضه دیگری نیز وجود دارد. برای پایین آوردن هزینهها، تولیدکنندگان ممکن است یک مادربرد با شکافهایی با اندازه و مسیر داده X16 کامل تولید کنند، اما آنها را فقط با سرعت X8 کار میکنند. مشاهده خواهید کرد که در برگه های مشخصات یا بازبینی آنلاین با عنوانX16@X8 یا ترکیبی مشابه از اعداد ذکر شده است، در حالی که شماره اول خطوط داده کارت را نشان میدهد و شماره دوم سرعت واقعی کار را نشان میدهد. اگر به دنبال حداکثر عملکرد هستید، میخواهید این اعداد مطابقت داشته باشند.

تفاوت PCIeهای 1.0، 2.0، 3.0، 4.0

شکافهای PCIe مانند اکثر رابطها سازگار با سیستم عامل با نسلهای قبلی خود سازگار هستند، به این معنی که شما میتوانید از هر کارت نسل در هر شکاف نسل استفاده کنید. اما کاملاً ممکن است کارت نسل جدید با شکاف نسل قدیمی دچار محدودیت شود. سرعت پهنای باند نسبت به هر نسل دو برابر میشود. خط نسل جدید دو برابر سریعتر از خط قبلی است.

یک چیز دیگر وجود دارد، شما میتوانید از هر کارت PCIe Express در هر شکاف PCI Express استفاده کنید. این بدان معناست که اگر مادربرد رایانه شما دارای یک اسلات x1 باز باشد، همانطور که در تصویر نشان داده شده است، می توانید هر کارت گرافیک x4 ، x8 یا حتی x16 را در اسلات PCIe x1 نصب کنید. کارت به درستی کار خواهد کرد، اما سرعت برقراری ارتباط به یک خط محدود است.

اگر شکاف اندازه کوچکتر مانند اکثر مادربردها در انتها بسته شود، میتوانید با استفاده از اره دستی یا تیغه به راحتی فضای خالی ایجاد کنید.

همچنین نسخه کوچکی از شکاف PCIe x1 در مادربرد دسک تاپ یا لپ تاپ با نام Mini-PCIe Slot موجود است. به دلیل سازگاری با نصب کارت 180 درجه، بیشتر میتوانید این اسلات را در لپتاپها پیدا کنید. از آنجا که نسخه کوتاهتر x1 است، Mini-PCIe فقط شامل یک گذرگاه تک خطی است، اما سرعت پهنای باند می تواند با توجه به نسل PCIe مادربرد شما متفاوت باشد.

در مراحل اولیه توسعه، PCI Express در ابتدا به عنوان اتصال سریع سریع (HSI) شناخته میشد. از تغییرات مختلف در نام آن مانند 3GIO (ورودی/خروجی نسل سوم) و PCI-SIG سرانجام به نام PCI Express بسنده کرد.

PCI Express نوعی فناوری است که همیشه تحت نوعی اصلاحات فنی است. در اینجا برخی از نسخه های اصلی PCI Express وجود دارد که برای عملکرد بالا و پارامترهای کارایی در سیستمهای کامپیوتری استفاده شده است:

PCI Express 1: در سال 2005 بود که PCI-SIG نسخه PCI Express 1 را معرفی کرد. این یک نسخه به روز شده از PCI Express 1.0a قبلی بود (که در سال 2003 راه اندازی شد) که با چندین بهبود و توضیحات همراه بود.

PCI Express 2: PCI-SIG در دسترس بودن نسخه PCI Express 2.0 در سال 2007 اعلام کرده است که در مقایسه با نسخه PCI Express 1 با انتقال مضاعف همراه است. خروجی در هر مسیر از 250 مگابایت بر ثانیه به 500 مگابیت در ثانیه افزایش یافت. مادربرد PCI Express 2.0 با وجود PCI Express v1.x کاملاً عقب مانده است. PCI-SIG همچنین ادعا کرده است که چندین مورد در لیست ویژگی های PCI Express 2.0 از پروتکل انتقال داده از نقطه به نقطه همراه با معماری نرم افزار بهبود یافته است.

PCI Express 3: در سال 2007 بود که PCI-SIG اعلام کرد که نسخه PCI Express 3.0 نرخ انتقال 8 گیگابایت در ثانیه را ارائه میدهد. علاوه بر این، همچنین قرار بود که با پیاده سازیهای فعلی PCI Express PCI Express 3.0 سازگار باشد و دارای یک برنامه کدگذاری به روز شده در حدود 128b/130b از طرح رمزگذاری قبلی 8b/10b باشد.

PCI Express 4: PCI-SIG به طور رسمی PCI Express 4.0 را در 8 ژوئن 2017 اعلام کرد. هیچ تغییری در رمزگذاری از 3.0 به 4.0 وجود ندارد. اما وقتی نوبت به عملکرد میرسد، توان PCIe 4.0 در هر مسیر 1969 مگابایت بر ثانیه است.

بر خلاف Ram Slot، شما در واقع نمیتوانید تفاوت بین نسل PCIe Slot را فقط با نگاه کردن به آن تشخیص دهید. در برخی از مادربردها، روی PCB نوشته شده است اما به طور کلی، تا زمانی که مشخصات مادربرد خود را به صورت آنلاین یا جعبه بررسی نکنید، آن را پیدا نخواهید کرد.

علاوه بر این، هر نسخه از PCI Express با مشخصات بهبودیافته اضافی و عملکرد عملکردی ارائه میشود. به عنوان مثال، نسخه PCI Express 2.0 با دو برابر انتقال نسبت به نسخه قبلی PCI Express 1.0 همراه است. همچنین با توان بهبود یافته در هر لاین از 250 مگابیت در ثانیه به 500 مگابیت در ثانیه ارائه میشود.

به طور مشابه، PCI Express 3.0 دارای یک کد کدگذاری پیشرفته 128b/130b از طرح رمزگذاری قبلی 8b/10b است. بنابراین، پهنای باند سربار را از حدود 20 درصد نسخه قبلی PCI Express 2.0 به تنها 1.38 درصد در PCI Express 3.0 کاهش میدهد. این پیشرفت عمده با یک فرآیند فنی به نام Scrambling حاصل شده است.

روند Scrambling از یک چند جملهای باینری شناخته شده برای یک جریان داده خاص در توپولوژی بازخورد استفاده میکند. از آنجا که چند جملهای Scrambling شناخته شده است، بنابراین دادهها میتوانند با اجرای همان مورد از طریق یک توپولوژی بازخورد خاص که از چند جمله ای معکوس استفاده میکند، بازیابی شوند.

علاوه بر این، نرخ بیت 8 گیگابایت بر ثانیه نسخه PCI Express 3.0 همچنین 985 مگابایت بر ثانیه را در هر لاین به طور موثر ارائه میدهد. این در مقایسه با نسخههای قدیمی PCI Express 2.0 و PCI Express 1.0 عملاً پهنای باند کلی خط را دو برابر میکند.

تمام نسخه های PCI Express هم رو به جلو و هم سازگار با عقب هستند. این بدان معناست که صرف نظر از نسخه خاص PCI Express سیستم رایانه یا مادربرد شما قادر به پشتیبانی است، آنها باید حداقل در حداقل سطح ممکن با هم کار کنند.

همانطور که مشاهده میشود که به روزرسانیهای عمده نسخههای مختلف PCI Express هر بار پهنای باند کلی را به شدت افزایش داده است. بنابراین، این ویژگی پتانسیل کاری را که سخت افزار متصل خاص قادر به انجام آن است، بسیار افزایش میدهد.

در نتیجه، عملکرد کلی سیستم کامپیوتری در هماهنگی با مولفههای مختلف سخت افزاری افزایش مییابد.

علاوه بر پیشرفتهای کلی عملکرد، به روزرسانی نسخههای مختلف PCI Express همچنین باعث رفع اشکال موثر، ویژگیهای فنی اضافی و بهبود مدیریت انرژی میشود.

علاوه بر همه اینها، بهبود پهنای باند مهمترین تغییری است که با هر بروزرسانی نسخه PCI Express ایجاد میشود.

به حداکثر رساندن سازگاری PCI Express

اگر میخواهید بالاترین پهنای باند را برای انتقال سریعتر دادهها و عملکرد کلی بهبود یافته بدست آورید، باید بالاترین نسخه PCI Express را که توسط مادربرد پشتیبانی میشود به همراه بزرگترین اندازه PCI Express متناسب با آن انتخاب کنید.

جدیدترین نسخه PCIe، نسخه 5.0 است:

برخی از ویژگیهای این نسخه: