Co to jest linia PCI-Express?


37

Czytam artykuł na temat i7-5820K, który będzie miał tylko 28 linii PCI-Express w porównaniu do procesorów siostrzanych posiadających 40 linii.

Czy 28 pasów już nie jest za dużo? Ile pasów rzeczywiście potrzebuje normalny komputer domowy i do jakich celów?

Nie wiem, w jaki sposób następujące połączenia byłyby podłączone do PCIe, ale czy w ogóle mają numer 28?

2 dyski twarde, 1 dysk SSD, 1 płyta CD-DVD-BR, czytnik kart, drukarka, Wi-Fi lub LAN, ale rzadko oba, joystick, klawiatura, mysz, grafika.

Jakie jeszcze możliwości wymagałyby bezpośredniego dostępu do PCIe dla komputera domowego / biurowego? Lub nawet serwer.

Odpowiedzi:


62

Wiele urządzeń korzysta z więcej niż 1 linii.

Na przykład - karty graficzne do gier używają 16 linii. Niektóre wydajne komputery do gier mają dwie karty graficzne - to 32 linie PCIe (dwa porty x16).

Intel i7-5820K nie obsługuje dwóch kart graficznych x16. Dla niektórych entuzjastów gier lub inżynierów może to być poważny problem. Być może będą musieli wybrać inny procesor (może trochę Xeon), jeśli potrzebują więcej niż 4 rdzenie i dwóch kart graficznych x16.

Dyski SSD PCIe również używają wielu ścieżek PCIe (x4 lub x8).

Wiele gigabitowych kart sieciowych używa PCIe x4, są też 10-gigabitowe karty serwerowe i używają PCIe x8.

28 pasów to niewiele. Jeśli producent płyty głównej umieści jedno gniazdo x16, jedno gniazdo x8 i jedno gniazdo x4 (łącznie x28) - możesz użyć tylko 3 urządzeń i ... to wszystko.

Oto zdjęcie z artykułu Wikipedii PCIe . Dodałem informacje o liniach na tych gniazdach PCIe.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Możesz przeczytać więcej w innej odpowiedzi napisanej przez reirab .


1
Dwie karty graficzne prawdopodobnie mogłyby pomóc w szybkim renderowaniu, ale niewiele wiem o renderowaniu filmów animowanych. W przypadku Java / Eclipse - to będzie więcej niż wystarczające. Eclipse jest bardzo wolnym IDE (myślę, że NetBeans jest szybszy i lepszy dla Java), ale używam Eclipse z Java / Android SDK i na moim starym laptopie (Core 2 Duo T9300, SSD) nie działa tak źle.
Kamil

2
Animacja scenorysów i anime nie są intensywnie renderowane. Intensywnie oblicza / ekstrapoluje stawy i ruchy postaci, gdy postać porusza się. Netbeans oparty jest na Swing / AWT. Eclipse opiera się na SWT. IBM wynalazł SWT jako sposób, aby nieco umożliwić dostęp do natywnych operacji we / wy grafiki, które, jak twierdzą, są szybsze niż AWT.
Błogosławiony Geek

3
Gigabitowe karty sieciowe z jednym portem nie wymagają wielu linii. Nawet linia PCIe 1.0 oferuje przepustowość 250 MB / s = 2000 Gb / s; co wystarcza, aby pozwolić na 50% strat ogólnych, a jednocześnie jest w stanie utrzymać nasycony port gigabitowy. Wieloportowe karty gigabitowe mogą wymagać więcej niż jednego pasa; ale jeśli o to ci chodziło, powinieneś być bardziej szczegółowy, ponieważ na ogół nie jest to coś widocznego poza serwerownią.
Dan Neely,

6
Nieznaczny problem z koncepcją linii: pasy PCI-e są punkt-punkt. 28 z tych pasów może kończyć się w Core i7. Jednak niektóre drogie płyty główne mają przełącznik PCI-e, który pozwala 2 kartom graficznym komunikować się z pominięciem procesora. Oznacza to, że nie masz 2x16 pasów kończących się na CPU.
MSalters

2
Świetna odpowiedź, ale chcę tylko zauważyć, że LinusTechTips porównał wykonanie PCIe 3.0 SLI z 28-liniowym procesorem w porównaniu do 40-liniowego procesora, a 16x / 8x vs. 16x / 16x nie wydaje się zbytnio różnica: youtube.com/watch?v=rctaLgK5stA Więc może to naprawdę zależy od przypadku sprzętu / użytkowania, czy wszystko z uzyskaniem pełnej przepustowości sprawach Lane czy nie.
Abe Voelker,

26

„Ścieżka” PCIe składa się z 2 różnicowych par sygnałów. Jedna para różnicowa służy do wysyłania, a druga do odbierania, co umożliwia jednoczesną komunikację dwukierunkową. Każdy pas jest punkt-punkt. Oznacza to, że każda linia bezpośrednio łączy jednego hosta z jednym urządzeniem. Przełączników PCIe można jednak użyć, gdy linia hosta musi być współużytkowana przez wiele urządzeń. Według Wikipedii przepustowość pojedynczego pasa PCIe (w każdym kierunku) jest następująca:

  • PCIe 1.x: 250 MB / s
  • PCIe 2.x: 500 MB / s
  • PCIe 3.0: 985 MB / s
  • PCIe 4.0: 1969 MB / s
  • PCIe 5.0: 3,9 GB / s

Jak powiedział Kamil, większość urządzeń PCIe korzysta z wielu linii. Niektóre urządzenia, takie jak karty sieciowe, karty dźwiękowe i inne urządzenia o stosunkowo niskiej przepustowości, używają tylko 1 linii. Dyski SSD, kontrolery RAID i inne urządzenia o średniej przepustowości zwykle używają 4 lub 8 linii. Karty graficzne i inne urządzenia o dużej przepustowości (na przykład FPGA) zazwyczaj wykorzystują 16 linii. Podczas uruchamiania systemu host i urządzenie będą negocjować liczbę pasów, które zostaną wykorzystane dla określonego połączenia. Zazwyczaj mniejsza z liczby linii, dla których karta jest okablowana, i liczba linii, dla których podłączono gniazdo, w których jest zainstalowana (tj. Maksymalna możliwa fizycznie), będzie wynegocjowana, chociaż liczba może być mniejsza w przypadkach, w których zainstalowano tak wiele urządzeń PCIe, że host nie ma wystarczającej liczby linii, aby zapewnić każdemu z nich maksimum.

Ponadto niektóre chipsety wykorzystują niektóre linie PCIe do podłączenia mostka południowego. Tak działał chipset Intel x58 (chipset do układów Bloomfield, wysokiej klasy procesorów Core i7 pierwszej generacji). Do połączenia mostka południowego wykorzystał 4 linie, pozostawiając 36 linii na wszystko inne. Zazwyczaj podzielono to na 2 16-liniowe łącza dla kart graficznych i 4 linie dla dowolnych innych urządzeń. Karty, które obsługiwały 3 lub 4 karty graficzne, musiałyby zredukować niektóre lub wszystkie karty graficzne do 8 linii, gdy zainstalowano 3 lub 4 karty graficzne.

Posiadanie 2 kart graficznych jest bardzo powszechne w systemach do gier, a wiele systemów do gier faktycznie ma 3 lub 4 karty graficzne. Nawet w konfiguracji z dwiema kartami co najmniej jedna karta będzie musiała wrócić do trybu x8 w systemie z dostępnymi tylko 28 liniami. Ponadto w systemach wykorzystujących karty graficzne jako akceleratory obliczeniowe często są zainstalowane 2-4 karty graficzne. W takich sytuacjach problemem jest posiadanie tylko 28 pasów, ponieważ znacznie ogranicza to przepustowość hosta do urządzenia (i urządzenia do hosta) dostępną dla każdej karty. W szczególności CUDA zyskuje szeroką popularność w ciągu ostatnich kilku lat, szczególnie w środowisku komputerów o wysokiej wydajności. Magistrala PCIe może bardzo łatwo stać się wąskim gardłem w aplikacjach GPGPU (obliczenia ogólne w jednostkach przetwarzania grafiki),


1
To miły dodatek do mojej odpowiedzi.
Kamil

0

Ścieżka PCIe to para szybkich różnicowych połączeń szeregowych, po jednym w każdej lokalizacji. Łącze między urządzeniami może być i często składa się z wielu linii dla wyższych prędkości transmisji danych. Szybkości transmisji danych poszczególnych linii również różnią się w zależności od generacji, z grubsza mówiąc, jedna linia Gen x zapewnia mniej więcej taką samą szybkość transmisji danych, jak dwie linie Gen x-1.

W nowoczesnych systemach Intel niektóre ścieżki PCIe są dostarczane bezpośrednio przez CPU, podczas gdy inne są dostarczane przez PCH w chipsecie. Łącze procesora z mikroukładem jest podobne do PCIe, ale szczegóły są różne.

Dostawcy płyt głównych muszą zdecydować, w jaki sposób przydzielić ścieżki zapewniane przez CPU i PCH do urządzeń i gniazd na pokładzie. Mogą i często zawierają przełączniki sygnałów, aby dać użytkownikowi pewne opcje, ale istnieje ograniczenie co do tego, ile przełączania sygnałów można w przystępny sposób zrealizować.

Platformy „głównego nurtu pulpitu” firmy Intels mają obecnie 16 linii z procesora oraz do 24 (w zależności od wybranego chipsetu) z zestawu. Jednak linie od mikroukładu są ograniczone całkowitą przepustowością dostępną od procesora do mikroukładu (mniej więcej odpowiednik PCIe 3.0 x4 IIRC).

16 linii od procesora i 24 od chipsetu to więcej niż wystarcza na zwykły komputer stacjonarny lub mały serwer, możesz umieścić swoją kartę graficzną na 16 liniach od procesora, a następnie linie od chipsetu i zintegrowane kontrolery w chipsecie są ogólnie wystarczająca do przechowywania, pracy w sieci itp. Nawet przy dwóch GPU 8 linii na GPU wystarcza przez większość czasu.

Jednak przy budowaniu wysokiej klasy systemu z układami GPU 3 + (lub ewentualnie dwoma układami GPU z górnej linii) pożądane jest dużo szybkiego przechowywania i / lub bardzo szybkich interfejsów sieciowych, więcej linii. Jeśli chcesz dać każdemu urządzeniu maksymalną możliwą pojemność, której szukasz na 16 liniach na GPU,

Więc dla tych z wyższymi potrzebami Intel ma wysokiej klasy gniazdo komputerowe, obecnie LGA2066. To gniazdo obejmuje także systemy stacji roboczych / serwerów z jednym gniazdem, choć oficjalnie wydaje się, że przynajmniej nie można używać procesorów stacji roboczych / serwerów w większości płyt głównych.

Niestety, podczas gdy w poprzednich generacjach wysokiej klasy komputerów stacjonarnych liczba linii PCIe i kanałów pamięci RAM została naprawiona, w przypadku LGA2066 liczba ta zależy od wybranego procesora. Komputerowy procesor LGA2066 może mieć 16, 28 lub 44 tory PCIe.

Stawia to producentów płyt głównych w trudnej sytuacji, muszą zdecydować, w jaki sposób poradzą sobie, dając prawdziwym klientom wysokiej klasy pełną funkcjonalność swojego procesora, jednocześnie decydując, co wyłączyć lub dławić dla tych z niższymi procesorami. Producenci systemów z kolei muszą uważnie przeczytać instrukcje dotyczące płyt głównych, aby dowiedzieć się, jakie są ograniczenia przed zakupem.

Chwytając instrukcję dla jednej z tańszych kart X299 https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/TUF_X299_MARK2/E12906_TUF_X299_MARK2_UM_WEB.pdf pokazuje, że głównym ograniczeniem są gniazda x16, wszystkie na 44 liniach sloty są użyteczne z dwoma działającymi w trybie x16 i jednym działającym w trybie x8. Z drugiej strony na 28-liniowym procesorze dostajesz jeden x16 jeden x8 i jeden bezużyteczny, a na 16-liniowym procesorze dostajesz tylko jeden x16 lub dwa x8.

Chwytając instrukcję dla wysokiej klasy płyty X299 https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA/E15119_ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA_UM_V2_WEB.pdf Wydaje się, że nie wszystkie mają części. Ta płyta pozwala używać trzech procesorów graficznych na 28-liniowym procesorze, ale drugie gniazdo m.2 i złącze u.2 są dostępne tylko z procesorami 44-liniowymi

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.