เหตุใดพอร์ต PCI Express บนเมนบอร์ดของฉันจึงมีขนาดต่างกัน x16, x8, x4 และ x1 อธิบาย

มาตรฐาน PCI Express เป็นหนึ่งในส่วนประกอบหลักของการคำนวณที่ทันสมัยโดยมีสล็อตบนคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปทุกเครื่องที่ทำในทศวรรษที่ผ่านมา แต่ลักษณะของการเชื่อมต่อนั้นค่อนข้างคลุมเครือ: บนพีซีเครื่องใหม่คุณอาจเห็นพอร์ตครึ่งโหลในสามหรือสี่ขนาดแตกต่างกันทั้งหมดมีคำว่า "PCIE" หรือ PCI-E "ดังนั้นความสับสนและสิ่งที่สามารถ คุณใช้จริง?

ทำความเข้าใจกับ PCI Express Bus

ในฐานะที่เป็นการอัพเกรดเป็นระบบ PCI (Peripheral Component Interconnect) ดั้งเดิม PCI Express มีข้อได้เปรียบอย่างมากเมื่อมันถูกพัฒนาขึ้นครั้งแรกในช่วงต้นยุค 2000: มันใช้บัสเข้าถึงแบบจุดต่อจุดแทนบัสอนุกรม นั่นหมายความว่าแต่ละพอร์ต PCI และการ์ดที่ติดตั้งนั้นสามารถใช้ประโยชน์จากความเร็วสูงสุดได้โดยไม่ต้องมีการ์ดหลายตัวหรือส่วนขยายถูกอุดตันในบัสเดียว.

PCI Express แทนที่มาตรฐานสล็อต PCI ที่เก่ากว่า มาเธอร์บอร์ดนี้รองรับทั้ง: PCIE x16 สีน้ำเงิน, PCIE x1 ในสีดำและ PCI ในสีเบจ.

ในแง่ของคนธรรมดาให้จินตนาการถึงพีซีตั้งโต๊ะของคุณเป็นร้านอาหาร มาตรฐาน PCI แบบเก่านั้นเหมือนเดลี่ทุกคนรออยู่ในแถวเดียวเพื่อรับบริการด้วยความเร็วในการให้บริการที่ จำกัด โดยคนเดียวที่เคาน์เตอร์ PCI-E นั้นเป็นเหมือนบาร์มากกว่าผู้อุปถัมภ์ทุกคนที่นั่งอยู่ในที่นั่งที่ได้รับมอบหมายโดยบาร์เทนเดอร์หลายคนจะสั่งทุกคนทันที (โอเคดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้บาร์เทนเดอร์ไปยังผู้มีพระคุณทุกคนในทันที แต่สมมติว่านี่เป็นบาร์ที่ยอดเยี่ยมจริงๆ) ด้วยช่องทางข้อมูลเฉพาะสำหรับการ์ดเอ็กซ์แพนชันหรืออุปกรณ์ต่อพ่วงแต่ละเครื่อง.

ตอนนี้เพื่อขยายคำเปรียบเทียบเดลี่ / บาร์ลองจินตนาการว่าที่นั่งเหล่านั้นบางแห่งมีบาร์เทนเดอร์หลายตัวที่สงวนไว้สำหรับพวกเขาเท่านั้น นั่นคือสิ่งที่ความคิดของหลายเลนเข้ามา.

ชีวิตในช่องทางที่รวดเร็ว

PCI-E ผ่านการแก้ไขหลายครั้งตั้งแต่เริ่มแรก มาเธอร์บอร์ดรุ่นใหม่โดยทั่วไปใช้เวอร์ชัน 3 ของมาตรฐานโดยเวอร์ชั่นที่เร็วกว่าจะกลายเป็นเรื่องธรรมดาและคาดว่าจะตี 5 ในปี 2019 แต่การแก้ไขที่แตกต่างกันทั้งหมดใช้การเชื่อมต่อทางกายภาพเดียวกันและการเชื่อมต่อเหล่านั้น : x1, x4, x8 และ x16 (มีพอร์ต x32 อยู่ แต่หาได้ยากมากและโดยทั่วไปจะไม่เห็นฮาร์ดแวร์ของผู้บริโภค)

การ์ดขนาดต่างกันรองรับเลน PCI-Express สูงสุดที่แตกต่างกัน.

ขนาดฟิสิคัลที่แตกต่างกันจะอนุญาตให้มีการเชื่อมต่อดาต้าพินข้อมูลจำนวนมากพร้อมกันไปยังเมนบอร์ด: พอร์ตที่ใหญ่กว่าการเชื่อมต่อสูงสุดบนการ์ดและพอร์ต การเชื่อมต่อเหล่านี้รู้จักกันในชื่อ“ เลน” กับ PCI-E แต่ละเลนประกอบด้วยสองสัญญาณคู่หนึ่งสำหรับการส่งข้อมูลและอื่น ๆ สำหรับการรับข้อมูล การแก้ไขมาตรฐาน PCI-E ที่แตกต่างกันทำให้ความเร็วแตกต่างกันในแต่ละเลน แต่โดยทั่วไปแล้วยิ่งช่องทางที่มีอยู่ในพอร์ต PCI-E เดียวและการ์ดที่เชื่อมต่อมากขึ้นข้อมูลที่เร็วขึ้นสามารถไหลระหว่างอุปกรณ์ต่อพ่วงและส่วนที่เหลือของระบบคอมพิวเตอร์.

กลับไปที่คำเปรียบเทียบบาร์ของเรา: ถ้าคุณนึกภาพผู้อุปถัมภ์แต่ละคนนั่งที่บาร์เป็นอุปกรณ์ PCI-E ดังนั้นเลน x1 จะเป็นบาร์เทนเดอร์เดียวที่ให้บริการลูกค้าคนเดียว แต่จะมีผู้อุปถัมภ์นั่งในที่นั่ง“ x4” ที่ได้รับมอบหมาย สี่ บาร์เทนเดอร์ดึงเครื่องดื่มและอาหารมาให้และที่นั่ง“ x8” จะมีบาร์เทนเดอร์แปดตัวสำหรับเครื่องดื่มของเธอและที่นั่งใน“ x16” จะมีบาร์เทนเดอร์สิบหกคนที่เหมาะสำหรับเขา และตอนนี้เรากำลังจะหยุดพูดคุยเกี่ยวกับบาร์และบาร์เทนเดอร์เพราะนักดื่มเชิงเปรียบเทียบผู้น่าสงสารของเรากำลังตกอยู่ในอันตรายจากพิษแอลกอฮอล์.

อุปกรณ์ต่อพ่วงใดใช้พอร์ตใด?

สำหรับเวอร์ชัน 3.0 ทั่วไปของ PCI Express อัตราการส่งข้อมูลสูงสุดต่อช่องทางคือ 8 กิกะบิตการถ่ายโอนคำที่หมายถึง“ ข้อมูลและค่าใช้จ่ายอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดในครั้งเดียว” ในโลกแห่งความจริงความเร็วสำหรับการแก้ไข PCI-E 3 คือ น้อยกว่าหนึ่งกิกะไบต์ต่อวินาทีต่อช่องทาง.

ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้พอร์ต PCI-E x1 เช่นการ์ดเสียงพลังงานต่ำหรือเสาอากาศ Wi-Fi สามารถถ่ายโอนข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ส่วนที่เหลือที่ประมาณ 1GBps การ์ดที่กระแทกกับช่อง x4 หรือ x8 ที่ใหญ่กว่าเช่นการ์ดขยาย USB 3.0 สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วขึ้นสี่หรือแปดเท่า - และจะต้องใช้ถ้ามีมากกว่าสองพอร์ต USB ที่ถูกใช้จนสุด อัตราการถ่ายโอน พอร์ต PCI-E x16 ที่มีค่าสูงสุดทางทฤษฎีประมาณ 15GBps สำหรับการแก้ไข 3.0 ใช้สำหรับการ์ดกราฟิกที่ทันสมัยเกือบทั้งหมดที่ออกแบบโดย NVIDIA และ AMD.

การ์ดกราฟิกแยกส่วนใหญ่ใช้สล็อต PCI-E x16 แบบเต็ม.

ไม่มีแนวทางการตั้งค่าใด ๆ สำหรับการ์ดเอ็กซ์แพนชันที่จะใช้เลนจำนวนเท่าใด กราฟิกการ์ดมักจะใช้ x16 เพียงเพื่อการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุด แต่แน่นอนว่าคุณไม่จำเป็นต้องใช้การ์ดเครือข่ายเพื่อใช้พอร์ต x16 และสิบหกเลนเต็มเมื่อพอร์ต Ethernet นั้นสามารถถ่ายโอนข้อมูลได้ที่หนึ่งกิกะบิตต่อวินาที ( ประมาณหนึ่งในแปดของปริมาณงานของ PCI-E เลนเดียวจำได้แปดบิตต่อไบต์) มีไดรฟ์โซลิดสเตตติดตั้ง PCI-E จำนวนน้อยที่ต้องการพอร์ต x4 แต่ดูเหมือนว่าจะถูกแซงหน้าอย่างรวดเร็วโดยมาตรฐาน M.2 ใหม่ซึ่งสามารถใช้บัส PCI-E ได้ การ์ดเครือข่ายระดับสูงและอุปกรณ์ผู้ที่ชื่นชอบเช่นอะแดปเตอร์และตัวควบคุม RAID ใช้รูปแบบ x4 และ x8 ผสมผสานกัน.

ข้อควรจำ: ขนาดพอร์ต PCI-E และช่องทางอาจไม่เหมือนกัน

นี่เป็นอีกส่วนที่สับสนของการตั้งค่า PCI-E: พอร์ตอาจมีขนาดของการ์ด x16 แต่มีช่องทางข้อมูลเพียงพอสำหรับบางสิ่งที่รวดเร็วเช่น x4 นี่เป็นเพราะในขณะที่ PCI-E สามารถรองรับการเชื่อมต่อส่วนบุคคลได้ไม่ จำกัด จำนวน แต่ก็ยังมีข้อ จำกัด ในทางปฏิบัติเกี่ยวกับปริมาณงานของชิปเซ็ต มาเธอร์บอร์ดที่ราคาถูกกว่าที่มีชิปเซ็ตที่เน้นการใช้งบประมาณมากกว่านั้นอาจจะขึ้นอยู่กับสล็อต x8 เพียงอันเดียวเท่านั้นแม้ว่าสล็อตนั้นจะสามารถรองรับการ์ด x16 ได้จริงก็ตาม ในขณะเดียวกันมาเธอร์บอร์ด“ gamer” จะรวมสล็อต PCI-E x16 แบบเต็มขนาดสูงสุดสี่และ x16 เลนสำหรับการทำงานร่วมกันของ GPU สูงสุด (เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในรายละเอียดเพิ่มเติมที่นี่)

มาเธอร์บอร์ดตัวนี้ประกอบด้วยสล็อต PCI-E x16 ห้าช่อง แต่มีเพียงสองช่องเท่านั้นที่มีช่องข้อมูล 16 ช่องเต็มช่องและช่องอื่น ๆ คือ x8 และ x4.

เห็นได้ชัดว่าอาจทำให้เกิดปัญหาได้ หากเมนบอร์ดของคุณมีสล็อตขนาด x16 สองช่อง แต่หนึ่งในนั้นมีเพียงเลน x4 เท่านั้นจากนั้นเสียบการ์ดกราฟิกใหม่ของคุณเข้ากับช่องเสียบที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลง 75% แน่นอนว่าเป็นผลลัพธ์ทางทฤษฎี: สถาปัตยกรรมของมาเธอร์บอร์ดหมายความว่าคุณจะไม่เห็นการลดลงอย่างมาก ประเด็นก็คือการ์ดที่ถูกต้องจะต้องเข้าไปในช่องที่ถูกต้อง.

โชคดีที่ความจุของช่องเสียบ PCI เฉพาะนั้นถูกสะกดออกมาโดยทั่วไปในคอมพิวเตอร์หรือคู่มือมาเธอร์บอร์ดโดยมีภาพประกอบของช่องเสียบที่มีความจุเท่าใด หากคุณไม่มีคู่มือจำนวนเลนโดยทั่วไปจะถูกเขียนลงบน PCB ของเมนบอร์ดถัดจากพอร์ตเช่น:

เลเบลบนพอร์ตเหล่านี้แสดงช่องทางที่ใช้ได้: พอร์ต x1 ด้านบนมีช่องทางเดียว แต่พอร์ต x16 ด้านล่างมีเพียงสี่ช่องแม้จะมีขนาดจริงก็ตาม PCIEX1_2 หมายความว่าเป็นพอร์ต x1 ที่สองบนเมนบอร์ด.

ยิ่งไปกว่านั้นการ์ด x1 หรือ x4 ที่สั้นกว่าสามารถใส่ลงในสล็อต x8 หรือ x16 ที่ยาวขึ้นได้: การกำหนดค่าพินเริ่มต้นของหน้าสัมผัสไฟฟ้าทำให้สามารถใช้งานร่วมกันได้ การ์ดอาจหลวมไปเล็กน้อย แต่เมื่อเข้าที่ในสล็อตสำหรับพีซีเคสมันมีความทนทานมากกว่าพอสมควร ตามธรรมชาติแล้วหากรายชื่อของการ์ดมีขนาดใหญ่กว่าช่องเสียบนั้นจะไม่สามารถแทรกได้.

โปรดจำไว้ว่าเมื่อซื้อการ์ดเอ็กซ์แพนชันหรืออัปเกรดสำหรับสล็อต PCI Express คุณจะต้องคำนึงถึงทั้งขนาดและคะแนนเลนของพอร์ตที่มี.

เครดิตภาพ: Newegg, Amazon