Что такое PCI Express? (Определение PCIe / PCI-E)

PCI Express, технически периферийный компонент Interconnect Express, но его часто называют аббревиатурой PCIe или PCI-E, является стандартным типом соединения для внутренних устройств в компьютере.

Как правило, PCI Express относится к фактическим слотам расширения на материнской плате, которые принимают карты расширения на основе PCIe, и к типам плат расширения сами.

PCI Express почти заменил AGP и PCI, оба из которых заменили самый старый широко используемый тип соединения, называемый ISA.

Хотя компьютеры могут содержать различные типы слотов расширения, PCI Express считается стандартным внутренним интерфейсом. Многие компьютерные материнские платы сегодня производятся только со слотами PCIe.

Как работает PCI Express?

Подобно старым стандартам, таким как PCI и AGP, устройство на основе PCI Express (такое как показано на фото на этой странице) физически вставляется в слот PCI Express на материнской плате.

Интерфейс PCI Express обеспечивает широкополосную связь между устройством и материнской платой, а также другим оборудованием.

Хотя и не очень распространенная, существует также внешняя версия PCI Express, что неудивительно называется External PCI Express, но часто сокращается до ePCIe.

Для внешних устройств ePCIe требуется специальный кабель для подключения любого внешнего устройства ePCIe, которое используется к компьютеру через порт ePCIe, обычно расположенный на задней панели компьютера, от материнской платы или специальной внутренней карты PCIe.

Какие типы карт PCI Express существуют?

Благодаря спросу на более быстрые и реалистичные видеоигры и инструменты для редактирования видео, видеокарты стали первыми типами компьютерной периферии, которые воспользовались преимуществами, предлагаемыми PCIe.

Хотя видеокарты по-прежнему остаются наиболее распространенным типом PCIe-карт, которые вы найдете, другие устройства, которые выигрывают от значительно более быстрых соединений с материнской платой, процессором и ОЗУ, также все чаще производятся с соединениями PCIe вместо PCI.

Например, многие высокопроизводительные звуковые карты сейчас используют PCI Express, а также все большее число проводных и беспроводных сетевых интерфейсных карт.

Платы контроллера жесткого диска могут быть наиболее полезными с PCIe после видеокарт. Подключение высокоскоростного устройства хранения PCIe, такого как SSD, к этому высокоскоростному интерфейсу позволяет намного быстрее считывать данные с накопителя и записывать на него. Некоторые контроллеры жестких дисков PCIe даже включают встроенный твердотельный накопитель, что кардинально меняет традиционное подключение устройств хранения данных к компьютеру.

Что такое PCIe SSD?

Конечно, благодаря тому, что PCIe полностью заменил PCI и AGP в новых материнских платах, почти все типы внутренних плат расширения, которые использовали эти старые интерфейсы, были переработаны для поддержки PCI Express. Это включает в себя такие вещи, как карты расширения USB, карты Bluetooth и т. Д.

Какие существуют 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, каковы ваши варианты?

Смущенный? Не волнуйся, ты не одинок!

Часто не совсем понятно, когда вы покупаете карту расширения для вашего компьютера, например новую видеокарту, какая из различных технологий PCIe работает с вашим компьютером или какая лучше, чем другая.

Однако, как бы сложно это ни выглядело, на самом деле все довольно просто, если вы понимаете две важные части информации о PCIe: часть, которая описывает физический размер, и часть, которая описывает версию технологии, обе из которых объяснены ниже.

Размеры PCIe: x16 против x8 против x4 против x1

Как следует из заголовка, число после x указывает на физический размер карты или слота PCIe, где x16 является наибольшим, а x1 — наименьшим.

Вот как формируются различные размеры:

Сравнительная таблица размеров PCI Express

ширина	Количество пинов	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

Неважно, какого размера слот PCIe или карта, ключевой паз, то небольшое место в карте или слоте, всегда находится на выводе 11. Другими словами, длина вывода 11 увеличивается с увеличением расстояния от PCIe x1. на PCIe x16. Это дает некоторую гибкость в использовании карт одного размера со слотами другого.

Карты PCIe помещаются в любой слот PCIe на материнской плате, который по крайней мере такой же большой, как и он. Например, карта PCIe x1 поместится в любой слот PCIe x4, PCIe x8 или PCIe x16. Карта PCIe x8 поместится в любой слот PCIe x8 или PCIe x16.

Карты PCIe, которые больше, чем слот PCIe, могут помещаться в меньший слот, но только в том случае, если этот слот PCIe является открытым (то есть не имеет стопора в конце слота).

В целом, более крупная карта или слот PCI Express поддерживает более высокую производительность, при условии, что две сравниваемые карты или слоты поддерживают одну и ту же версию PCIe.

Вы можете увидеть полную схему распиновки на сайте pinouts.ru.

Версии PCIe: 4,0 против 3,0 против 2,0 против 1,0

Любое число после PCIe, которое вы найдете на продукте или материнской плате, указывает номер последней версии поддерживаемой спецификации PCI Express.

Вот как сравниваются различные версии PCI Express:

Сравнительная таблица производительности PCI Express Link

Версия	Пропускная способность (на полосу)	Пропускная способность (на линию в слоте x16)
PCI Express 1.0	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 имеют обратную и прямую совместимость, то есть независимо от того, какую версию поддерживает карта PCIe или материнская плата, они должны работать вместе, по крайней мере, на минимальном уровне.

Как вы можете видеть, крупные обновления стандарта PCIe резко увеличивали пропускную способность, доступную каждый раз, значительно увеличивая потенциал того, что может сделать подключенное оборудование.

Улучшения версии также исправляли ошибки, добавляли функции и улучшали управление питанием, но увеличение пропускной способности является наиболее важным изменением, которое следует отметить от версии к версии.

Максимальная совместимость с PCIe

PCI Express, как вы читали в разделах размеров и версий выше, поддерживает практически любую конфигурацию, которую вы можете себе представить. Если это подходит физически, это, вероятно, работает … и это здорово.

Однако важно знать, что для получения увеличенной полосы пропускания (которая обычно соответствует наибольшей производительности) вам нужно выбрать самую высокую версию PCIe, которую поддерживает ваша материнская плата, и выбрать самый большой размер PCIe, который будет соответствовать.

Например, видеокарта PCIe 3.0 x16 обеспечит вам наибольшую производительность, но только 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. Проверьте вашу материнскую плату или компьютерное руководство, если вы не уверены.

Если вы не можете найти какой-либо точной информации о версии PCI, которую поддерживает ваша материнская плата, мы рекомендуем приобрести самую большую и последнюю версию карты PCIe, если она, конечно, подойдет.

Что заменит PCIe?

Разработчики видеоигр всегда ищут дизайн игр, которые будут еще более реалистичными, но могут сделать это только в том случае, если они смогут передавать больше данных из своих игровых программ в вашу гарнитуру VR или экран компьютера; для этого требуются более быстрые интерфейсы.

Из-за этого PCI Express не будет продолжать царить на почве лавров. PCI Express 3.0 удивительно быстр, но мир хочет быстрее.

PCI Express 5.0, ратифицированный в 2019 году и выпущенный до 2020 года, поддерживает пропускную способность 31,504 ГБ / с на линию (3938 МБ / с), что вдвое больше, чем в PCIe 4.0.

Существует ряд других стандартов интерфейсов, не относящихся к PCIe, которые рассматриваются технологической индустрией, но, поскольку они потребуют серьезных аппаратных изменений, PCIe, похоже, останется лидером в течение некоторого времени.