Что такое pci express. нужен ли в компьютере pci-e 4.0 в 2020 году

Изменения по сравнению с PCIe 3.0

Какие изменения в PCIe 4.0 по сравнению с 3.0? Основное, и наиболее важное для нас, конечных пользователей — это возросшие скорости передачи данных на каждую линию. Если 3.0 обеспечивала 8ГТ/с, то 4.0 — 16 ГТ/с

Соответственно, 32 ГТ/с, которые доступны, например, SSD M.2 накопителям при использовании 4 линий PCIe, превращаются в 64 ГТ/с.

Аналогично и для слота x16, обычно используемого для видеокарт. Несмотря на наличие 16 линий PCIe, скорость в версии 3.0 составляет 32 ГТ/с. В новом поколении она также удваивается и будет составлять 64 ГТ/с. Ждем более быстрых видеопроцессоров, новой видеопамяти, которые справятся с таким потоком данных.

Что еще нового и интересного? Планируется уменьшение задержек, что частенько является объектом критики и поводом участникам консорциума PCI-SIG (в частности Intel, IBM, NVidia) заниматься разработкой своих собственных стандартов интерфейсов, например, Omni Path или NVLink.

Обещается лучшая масштабируемость, улучшенная поддержка виртуализации и интеграция, бОльшая энергоэффективность и ряд других улучшений. При этом обязательной функцией новой версии интерфейса станет lane margining. Об этом чуть подробнее.

Обращение к оконечной точке. Передача данных между оконечной точкой и системной памятью

  1. драйвер оконечной точки выделяет в системной памяти буферы для записи данных;
  2. драйвер формирует в системной памяти набор адресов и размеров буферов — дескрипторов буферов для записи данных;
  3. драйвер оконечной точки записывает адрес набора дескрипторов в регистры устройства, привязанные к областям BAR;
  4. драйвер оконечной точки программирует регистры контроля передачи данных, привязанные к областям BAR;
  5. оконечная точка посылает запрос на чтение системной памяти, чтобы получить набор дескрипторов для записи в системную память;
  6. оконечная точка посылает запросы на запись в системную память и наполняет буферы хранения данных;
  7. оконечная точка информирует центральный процессор и/или драйвер о том, что передача данных закончена, с помощью прерывания или записи в область памяти, определенную драйвером;
  8. на протяжении всего времени работы оконечная точка отвечает на входящие запросы на чтение и реагирует на сообщения от корня PCIe.

История PCI-Express

Не буду углубляться в этапы развития этого интерфейса, но кратко все же надо пробежаться по версиям PCI-Express, дабы иметь представление, о чем речь и каковы перспективы.

Первая базовая спецификация PCI-Express была представлена в июле 2002 года. Устройства, работающие с этим интерфейсом, используют двунаправленную последовательную связь типа «точка-точка». Применяется низковольтная дифференциальная передача сигнала (LVDS) по двум проводникам. Собственно, это и есть та самая линия. Это полнодуплексная связь, т. е. передача сигнала и в одну, и противоположную сторону может выполняться одновременно на полной скорости.

«Скорость», т. е. пропускная способность первой версии интерфейса составляла 2.5 ГТ/с (гигатранзакции в секунду). Для того, чтобы перевести это значение в более привычные Гига/Мега байты или биты, надо учитывать кодировку 8b/10b. Каждый байт (8 бит) исходных данных дополняется двумя битами, превращая 8-битные слова в 10-битные.  Это необходимо для контроля целостности информации и некоторых служебных нужд. В итоге, пропускная способность PCI Express 1.0 составляет 250 МБ/с.

Вторая версия PCI-Express появилась в 2007 году. Скорость передачи удвоилась, достигнув 5 ГТ/с или 500 МБ/с при той же системе кодирования данных.

Больше изменений произошло с выходом 3-й версии этого интерфейса в конце 2010 года. Скорость передачи составила 8 ГТ/с, но реальный прирост все равно практически удвоился. Это было достигнуто за счет перехода на кодирование 128b/130b. Фактически, в предыдущих генерациях интерфейса 1/5 часть пропускной способности тратилась на служебную информацию. За счет перехода на новую систему кодирования «ширина» канала для передачи данных увеличилась.

В 2019 году свет увидела 4-я версия PCIe, где опять удвоилась скорость передачи до 16 ГТ/с, что стало составлять 1 969 ГБ/с на одну линию. Этот интерфейс уже появился на материнских платах последних поколений и используется современными видеокартами и высокопроизводительными твердотельными накопителями.

На горизонте PCIe 5.0 с очередным удвоением пропускной способности до 32 ГТ/с, или 3 938 ГБ/с. Ведутся работы и над PCIe 6.0.

Понимание шины PCI Express

Как обновление исходной системы PCI (Peripheral Component Interconnect), PCI Express имел одно огромное преимущество, когда он был первоначально разработан в начале 2000-х годов: он использовал шину доступа точка-точка вместо последовательной шины. Это означало, что каждый отдельный порт PCI и установленные на нем карты могли в полной мере использовать свою максимальную скорость, без забивания нескольких карт или расширений на одной шине.

PCI Express заменил старый стандарт слотов PCI. Эта материнская плата поддерживает оба: PCIE x16 синего цвета, PCIE x1 чёрного цвета и PCI бежевого цвета.

Проще говоря, представьте свой настольный компьютер в виде ресторана. Старый стандарт PCI был похож на гастроном, когда все стояли в очереди, чтобы их обслужили, а скорость обслуживания ограничивалась одним человеком у стойки. PCI-E больше похож на бар, где каждый посетитель сидит на своём месте, а несколько барменов принимают заказ каждого одновременно. (Хорошо, на самом деле никогда не удастся найти бармена для каждого посетителя одновременно, но давайте представим, что это действительно отличный бар.) Благодаря выделенным каналам данных для каждой карты расширения или периферийного устройства весь компьютер может получить доступ к компонентам и аксессуарам быстрее.

Теперь, чтобы расширить нашу метафору гастронома/бара, представьте, что на некоторых из этих мест зарезервировано несколько барменов только для них. Вот здесь и появляется идея нескольких полос движения.

PCIe 4 против PCIe 3: загружаются ли игры быстрее?

Мы протестировали видеокарту ASRock AMD Radeon RX 5700 XT Taichi X 8G OC + с тестом 3DMark PCI Express. Этот тест измеряет пропускную способность, доступную для графической карты через интерфейс PCI Express. Его результат говорит нам о средней достигнутой пропускной способности и, таким образом, дает приблизительное представление о том, как быстро игры могут передавать данные во время загрузки. Когда мы настроили нашу материнскую плату на использование PCI Express 4, видеокарта имела доступ к средней пропускной способности 23,25 ГБ / с. Ограничение интерфейса PCI Express до Gen 3 означало, что доступная пропускная способность упала до 14,31 ГБ / с. Другими словами, использование PCIe 4 означает, что графическая карта может получить на 39% большую пропускную способность по сравнению с PCIe 3.

Наличие графической карты, поддерживающей PCI Express 4, означает, что вы можете быстрее загружать игры, в которые играете.

Что такое PCI Express и что он обозначает?

PCI Express означает Peripheral Component Interconnect Express и представляет собой стандартный интерфейс для подключения периферийного оборудования к материнской плате на компьютере. Другими словами, PCI Express или сокращенно PCIe — это интерфейс, который подключает к материнской плате внутренние карты расширения, такие как видеокарты, звуковые карты, адаптеры Ethernet и Wi-Fi . Кроме того, PCI Express также используется для подключения некоторых типов твердотельных накопителей, которые обычно очень быстрые.

Какие типы слотов и размеров PCI Express существуют, и что означают линии PCIe? Для подключения плат расширения к материнской плате PCI Express использует физические слоты. Обычными слотами PCI Express, которые мы видим на материнских платах, являются PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 и PCIe x16. Число, которое следует за буквой «х», говорит нам о физических размерах слота PCI Express, который, в свою очередь, определяется количеством контактов на нем. Чем больше число, тем длиннее слот PCIe и тем больше контактов, которые соединяют плату расширения с гнездом.

Кроме того, число «х» также указывает, сколько полос доступно в этом слоте расширения. Вот как сравниваются часто используемые слоты PCIe:

  • PCIe x1: имеет 1 полосу , 18 контактов и длину 25 мм
  • PCIe x4: имеет 4 линии , 32 контакта и длину 39 мм
  • PCIe x8: имеет 8 линий , 49 контактов и длину 56 мм
  • PCIe x16: имеет 16 линий , 82 контакта и длину 89 мм

Линии PCI Express — это пути между набором микросхем материнской платы и слотами PCIe или другими устройствами, являющимися частью материнской платы, такими как разъем процессора, слоты M.2 SSD, сетевые адаптеры, контроллеры SATA или контроллеры USB.

В PCI Express каждая полоса индивидуальна, что означает, что она не может быть разделена между различными устройствами. Например, если ваша видеокарта подключена к слоту PCIe x16, это означает, что она имеет 16 независимых линий, выделенных только для нее. Никакой другой компонент не может использовать эти полосы, кроме графической карты.

Вот идея, которая может упростить вам понимание того, что такое линии PCI Express: просто представьте, что PCI Express — это магистраль, а автомобили, которые едут по ней, — это данные, которые передаются. Чем больше полос движения доступно на шоссе, тем больше автомобилей можно проехать по нему; чем больше у вас PCIe-линий, тем больше данных можно передать.

Карта PCI Express может устанавливаться и работать в любом слоте PCIe, доступном на материнской плате, если этот слот не меньше платы расширения. Например, вы можете установить карту PCIe x1 в слот PCIe x16. Тем не менее, вы не можете сделать обратное. Например, вы можете установить звуковую карту PCIe x1 в слот PCIe x16, но вы не можете установить графическую карту PCIe x16 в слот PCIe x1.

Какие версии PCI Express существуют, и какую скорость передачи данных (пропускную способность) они поддерживают?

Сегодня используются четыре версии PCI Express: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0 и PCI Express 4.0. Каждая версия PCIe поддерживает примерно удвоенную пропускную способность предыдущего PCIe . Вот что предлагает каждый из них:

  • PCI Express 1.0: имеет пропускную способность 250 МБ / с на линию
  • PCI Express 2.0: имеет пропускную способность 500 МБ / с на линию
  • PCI Express 3.0: имеет пропускную способность 984,6 МБ / с на линию
  • PCI Express 4.0: имеет пропускную способность 1969 МБ / с на линию

Помните, что слоты PCIe могут предложить не одну, а несколько дорожек? Значения полосы пропускания, которые мы разделили, умножаются на количество линий, доступных в слоте PCIe. Если вы хотите рассчитать, сколько пропускной способности доступно для определенной платы расширения, вам нужно умножить пропускную способность PCIe на линию на количество доступных для нее линий.

Например, графическая карта, которая поддерживает PCI Express 4.0 и подключена к слоту PCIe x16, имеет доступ к общей пропускной способности около 31,51 ГБ / с. Это результат умножения 1969 МБ / с на 16 (пропускная способность PCIe на линию * 16 линий). Впечатляет, правда?

Вот как масштабируются версии PCI Express, если принять во внимание линии PCI Express:

В будущем появятся новые версии PCI Express, такие как PCI Express 5.0 и PCI Express 6.0. Спецификация PCIe 5.0 была доработана летом 2019 года, предлагая пропускную способность до 3938 МБ / с на линию и до 63 ГБ / с в конфигурации x16. Однако, скорее всего, мы не увидим его в ближайшее время на компьютерном оборудовании потребительского уровня.

Стоит ли обновлять оборудование до PCIe 4.0?

Трудность здесь заключается в том, чтобы знать, куда движется компьютерное оборудование. Прием PCIe 4.0 обескураживает, если не сказать больше. Это, вероятно, связано с тем фактом, что большинство аппаратных средств не в полной мере используют существующий стандарт PCIe 3.0, а также тот факт, что в течение следующих двух-пяти лет PCIe 5.0 начнет выходить на рынок.

При этом задержка с PCIe 4.0 создает сложную ситуацию. Если вы уже собирались обновиться и хотите потратить деньги, стоит подумать о PCIe 4.0. Если вы находитесь в середине цикла или просто рассматриваете спекулятивное обновление, лучше, подождите, пока не станет известно больше о сроках PCIe 5.0.

Содержимое пакетов уровня транзакций

Рисунок 3 — Пример запроса на запись в память длиной в 1 DWРисунок 4 — Пример запроса на чтение из памяти длиной в 1 DWРисунок 5 — Пример успешного ответа на чтениеРисунок 6— Пример ответа о неподдерживаемом запросеРисунок 7 — Пример заголовка запроса на запись 128 байтТаблица 4 — Перечень сокращений для полей заголовков

№ п. Обозначение поля Название поля Назначение
1 TC Категория трафика ‒ Traffic Class Определяет принадлежность к виртуальному каналу
2 Атр. Атрибуты Устанавливают порядок очередности пакетов: строгий, нестрогий, очередность только по ID, нестрогая очередность вместе с адресацией по ID.
3 TH Наличие подсказки обработки пакетов ‒ TLP Processing Hint Показывает, есть ли подсказка по обработке пакета в битах двойного слова с младшими байтами адреса.
4 TD Наличие на уровне транзакций контрольной суммы пакета ‒ TLP Digest Показывает, является последнее двойное слово в пакете контрольной суммой или нет.
5 EP Наличие ошибки целостности данных пакета Показывает, нарушена целостность данных пакета или нет.
6 AT Трансляция адреса ‒ Address Translation Определяет, должен ли адрес быть транслирован: адрес не транслирован, запрос трансляции, адрес транслирован
7 BE Активные байты в первом и последнем двойных словах ‒ Byte Enable Определяет положение активных байт внутри первого и последнего двойных слов
8 PH Подсказка по обработке пакета ‒ Processing Hint Подсказывает получателю пакета, как должен использоваться пакет, а также ‒ структуру данных
9 BCM Наличие изменения числа байт Показывает, было ли изменено количество байт в пакете. Флаг может устанавливать только отправитель в лице PCI-X устройства
  • унаследованные прерывания (Legacy Interrupts или INT);
  • прерывания в виде сообщений (Message Signaled Interrupts или MSI);
  • расширенные прерывания в виде сообщения (Message Signaled Interrupts Extended или MSI-X).

Рисунок 8 — Таблица векторов прерываний MSI-XРисунок 9 — Таблица флагов ожидающих прерываний

Что такое PCI Express

PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express , сокращенно —PCIe илиPCI-e ) — это компьютерная шина, использующая высокопроизводительный протокол последовательной передачи данных. Большинству непосвященных это определение наверняка покажется туманным. Чтобы стало понятней, разберем его более подробно. Компьютерная шина — соединение, служащее для передачи данных между функциональными блоками компьютера. Протокол – в данном случае значит «схема», «алгоритм», «порядок». Последовательная передача данных – понятие более сложное, ему придется уделить больше внимания. Все данные внутри компьютера циркулируют, обрабатываются и хранятся в виде двоичного кода, мельчайшими частичками которого являются биты. Подробнее об этом можно узнать здесь. Передача данных между функциональными блоками компьютера может осуществляться либопараллельным , либопоследовательным способом.

Параллельная передача данных

Параллельный способ подразумевает использование физического соединения из значительного количества проводников. Передача данных осуществляется «порциями», в которых количество битов соответствует количеству проводников в соединении. Каждая такая порция перед передачей как бы «развертывается в пространстве», разделяясь на биты, каждый из которых проходит к принимающему устройству по отдельному проводнику. Таким образом, каждую единицу времени каждый бит двоичного кода передается по отдельному проводу этого соединения, одновременно (параллельно) с другими битами, передающимися по остальным его проводам. Поэтому схема и называется параллельной. Например, компьютерная шина PATA (IDE), которая в домашних компьютерах не так давно была основным способом подключения жестких дисков, состоит из 40 проводников (на изображении ниже). Из них только 16 используются непосредственно для параллельной передачи данных. За каждую передачу (такт) по такой шине проходит 16 битов информации. Частота шины — 33 МГц, то есть каждую секунду происходит 33 млн. передач. Таким образом, максимальная пропускная способность такого соединения равна 528 млн. битов в секунду (16 х 33 млн.), или, если перевести в мегабайты — 66 Мегабайт / с.


Несмотря на простоту, параллельная передача данных изжила себя и уже почти не используется в компьютерной технике. Главные ее недостатки: • высокие затраты на создание каналов (нужно много проводников); • высокая помеховосприимчивость из-за взаимного влияния передаваемых сигналов друг на друга (особенно, на длинные расстояния); • необходимость обеспечения синхронного прохождения данных одновременно по всех проводниках соединения, из-за чего достижение высокой частоты отправки сигналов (частоты шины) является слишком сложной задачей.

Последовательная передача данных

Влиянию указаных выше негативных факторов в значительно меньшей степени подвержены схемы последовательной передачи данных. Сегодня они являются очень распространенными. Все USB-устройства, современные жесткие диски, SSD, видеокарты, сетевые карты и т.д. взаимодействуют с другим оборудованием с использованием последовательной передачи данных. Способ ее реализации в каждом из этих видов устройств, конечно же, отличается, но принцип везде одинаков. Для последовательной схемы не нужно много проводников. Передача данных осуществляется через один коммуникационный канал по одному биту за каждую передачу, последовательно, один за одним (что-то на подобие азбуки Морзе). На первый взгляд, такая схема кажется менее эффективной, чем в случае с параллельной передачей. Но это далеко не так. Высокая скорость здесь достигается за счет огромной частоты передачи данных (несколько миллиардов в секунду). А для устройств, требующих особо высоких скоростей обмена данными, одновременно используется несколько таких каналов (линий). Например, современные игровые видеокарты подключаются к компьютеру через 16 линий PCIe (PCIe x16).

Что такое PCI Express 3.0 и 4.0

PCI Express (PCIe, PCI-e) – основный интерфейс для подключения к компьютеру дополнительных комплектующих. Его используют для подключения видеокарт, твердотельных накопителей (SSD), звуковых и сетевых карт, а также других устройств.

Интерфейс PCI Express появился в 2003-м году и с тех пор широко распространился, вытеснив шину PCI, которая ему предшествовала. За первые несколько лет появилось 3 версии данного интерфейса, которые получили названия PCI Express 1.0 (2003-й год), PCI Express 2.0 (2007-й год) и PCI Express 3.0 (2010-й год).

На версии 3.0 развитие интерфейса несколько затормозилось. С 2010-го по 2017-й новых версий не появлялось, и версия 3.0 являлась последней и самой актуальной. Впрочем, скорости передачи данных, которую обеспечивала третья версия было вполне достаточно. При использовании всех 16 линий скорость достигала 15,8 ГБайт/с.

PCI Express версии 4.0 появился в 2017 году и с тех пор выход новых версий ускорился. PCI Express 5.0 был выпущен в 2019-м, а версия 6.0 ожидается в 2021-м.

Реальные устройства с использованием PCI-e 4.0 начали появляться в продаже в 2019-м году. Первыми стали видеокарты AMD Radeon RX 5500 XT, Radeon RX 5700 и Radeon RX 5700 XT, а также материнские платы для процессоров AMD на базе чипсетов TRX40, X570 и B550. С распространением 4-й версии интерфейса возник вопрос, какие преимущества он предоставляет и стоит ли за него переплачивать при сборке компьютера. Поскольку комплектующие с его поддержкой стоят пока заметно дороже.

Упаковка и комплектация

Накопитель поставляется в картонной коробке с цветной полиграфией. Упаковка запечатана в целлофан. На лицевой стороне расположено изображение накопителя, наименование и основные характеристики (общие для всей линейки).

Объем конкретной модели указан на наклейке с обратной стороны, здесь же идет серийный номер и дата выпуска – 20.08.2020.

В коробке в поролоновой форме зафиксирован сам накопитель и фирменный металлический радиатор. Также имеется иллюстрированная инструкция пользователя по установке.

Под формой ненавязчивое приглашение в команду GOODRAM: «We want you in our team».

PCIe 4.0 быстрее?

Да, PCIe 4 быстрее, чем предыдущее поколение, PCIe 3. Он почти в два раза быстрее, удваивая скорость передачи данных до 16 гигатрансферов в секунду (G / Ts). Однако G / Ts — не очень полезная метрика передачи данных для подавляющего большинства людей, включая меня.

В более полезных терминах слот x16 PCIe 4.0 (самый большой слот) имеет одностороннюю передачу данных до 32 ГБ / с. Это означает, что вы можете иметь скорость до 64 ГБ / с в обоих направлениях. Однако использование большего количества 64 ГБ / с немного неискренне, потому что вы не достигнете этой скорости в одном направлении.

Тем не менее, 32 ГБ / с — это значительное улучшение в PCIe 3.0, которое достигает 16 ГБ / с.

Какое оборудование поддерживает PCIe 4.0?

Некоторые аппаратные средства быстрее получат PCIe 4.0, чем другие. Обновления PCIe влияют на карты расширения вашей системы, такие как Wi-Fi, Ethernet и видеокарта. Однако обновление не всегда дает немедленный прирост. Почему? Ну, часть вашего системного оборудования уже работает на полную мощность.

Возьмите свои видеокарты. Идея расширения её возможностей великолепна, верно? Что ж, если вы не играете в разрешении 3840 × 2160 с частотой обновления 144 Гц, вы даже не превышаете текущий стандарт PCIe 3.0. Исследования Intel в области игрового влияния PCIe 4.0 показывают, что текущее оборудование все еще испытывает разрыв в производительности, прежде чем превзойти существующий стандарт. Посмотрите на следующую таблицу, в которой подробно описана пропускная способность данных различных разрешений:

Наибольший непосредственный прирост производительности для PCIe 4.0 приходит в системное хранилище. SSD-накопитель Corsair Force Series MP600 M.2 поддерживает PCIe 4.0, а скорость передачи данных достигает 5 ГБ / с — это очень быстро! В Corsair MP600 вы можете заметить огромный радиатор. Вы должны предположить, что значительное повышение температуры сопровождает повышение скорости PCIe 4.0, так что об этом нужно помнить.

Жизнь на быстрых полосах

PCI-E с момента своего создания претерпел множество изменений; в настоящее время новые материнские платы обычно используют версию 3 стандарта, более быстрая версия 4 становится все более и более распространённой, и уже выпущена спецификация версии 5. Но все разные версии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут быть четырёх основных размеров : x1, x4, x8 и x16. (Порты x32 существуют, но встречаются крайне редко и обычно не встречаются на потребительском оборудовании.)

Карты разного размера поддерживают разное максимальное количество линий PCI-Express.

Различные физические размеры позволяют использовать разное количество одновременных подключений контактов данных к материнской плате: чем больше порт, тем больше максимальное количество подключений к карте и порту. Эти соединения в просторечии известны как «дорожки», при этом каждая дорожка PCI-E состоит из двух сигнальных пар, одна для отправки данных, а другая для приёма данных. Различные версии стандарта PCI-E допускают разную скорость на каждой полосе. Но, вообще говоря, чем больше полос на одном порте PCI-E и подключённой к нему карте, тем быстрее могут передаваться данные между периферийным устройством и остальной частью компьютерной системы.

Возвращаясь к нашей метафоре бара: если вы представите каждого посетителя, сидящего за стойкой, как устройство PCI-E, то дорожка x1 будет одним барменом, обслуживающим одного клиента. Но у посетителя, сидящего на отведённом месте «x4», будет четыре бармена, которые будут приносить ему напитки и еду, а на месте «x8» будет восемь барменов только для её напитков, а на сиденье «x16» будет целых шестнадцать барменов только для него. А теперь мы перестанем говорить о барах и барменах, потому что нашим бедным образным пьющим грозит отравление алкоголем.

Описание протокола[]

Файл:Gigabyte GV-NX62TC256D8 Rev 1.0.jpg

Видеокарта для PCI Express x16

Для подключения устройства PCI Express используется двунаправленное последовательное соединение типа точка-точка, называемое линией (Шаблон:Lang-en — полоса, ряд); это резко отличается от PCI, в которой все устройства подключаются к общей 32-разрядной параллельной двунаправленной шине.

Соединение (Шаблон:Lang-en — связь, соединение) между двумя устройствами PCI Express состоит из одной (x1) или нескольких (x2, x4, x8, x12, x16 и x32) двунаправленных последовательных линий. Каждое устройство должно поддерживать соединение, по крайней мере, с одной линией (x1).

На электрическом уровне каждое соединение использует низковольтную дифференциальную передачу сигнала (LVDS), приём и передача информации производится каждым устройством PCI Express по отдельным двум проводникам, таким образом, в простейшем случае устройство подключается к коммутатору PCI Express всего лишь четырьмя проводниками.

Использование подобного подхода имеет следующие преимущества:

  • карта PCI Express помещается и корректно работает в любом слоте той же или большей пропускной способности (например, карта x1 будет работать в слотах x4 и x16);
  • слот большего физического размера может использовать не все линии (например, к слоту x16 можно подвести проводники передачи информации, соответствующие x1 или x8, и всё это будет нормально функционировать; однако при этом необходимо подключить все проводники питания и заземления, необходимые для слота x16).

В обоих случаях на шине PCI Express будет использоваться максимальное количество линий, доступных как для карты, так и для слота. Однако это не позволяет устройству работать в слоте, предназначенном для карт с меньшей пропускной способностью шины PCI Express. Например, карта x4 физически не поместится в стандартный слот x1, несмотря на то, что она могла бы работать в слоте x1 с использованием только одной линии. На некоторых материнских платах можно встретить нестандартные слоты x1 и x4, у которых отсутствует крайняя перегородка, таким образом, в них можно устанавливать карты большей длины, чем разъем. При этом не обеспечивается питание и заземление выступающей части карты, что может привести к различным проблемам.

PCI Express пересылает всю управляющую информацию, включая прерывания, через те же линии, что используются для передачи данных. Последовательный протокол никогда не может быть заблокирован, таким образом задержки шины PCI Express вполне сравнимы с таковыми для шины PCI (заметим, что шина PCI для передачи сигнала о запросе на прерывание использует отдельные физические линии IRQ#A, IRQ#B, IRQ#C, IRQ#D).

Во всех высокоскоростных последовательных протоколах (например, гигабитный Ethernet), информация о Шаблон:D- должна быть встроена в передаваемый сигнал. На физическом уровне PCI Express использует метод канального кодирования 8b/10b (8 бит в десяти, избыточность — 20 %) для устранения постоянной составляющей в передаваемом сигнале и для встраивания информации о синхронизации в поток данных. В PCI Express 3.0 используется более экономное кодирование 128b/130b с избыточностью 1,5 %.

Некоторые протоколы (например, SONET/SDH) используют метод, который называется скремблинг (англ. scrambling) для встраивания информации о синхронизации в поток данных и для «размывания» спектра передаваемого сигнала. Спецификация PCI Express также предусматривает функцию скремблинга, но скремблинг PCI Express отличается от такового для SONET.

Заключение. Линии PCIe – что это

Разбираясь с количеством и номенклатурой всех этих линий, надо не забывать и про физическое размещение разъемов на плате. Конкретный пример — Gigabyte B560M AORUS PRO AX. После установки видеокарты расположенный рядом разъем PCIe x1 гарантированно будет перекрыт радиатором графического адаптера. Значит – минус один разъем и одна интерфейсная линия.

Да, в данном случае имеем компактный форм-фактор и такое расположение разъемов – мера вынужденная

И все же обращать внимание на это следует

Как и на то, как распределяются интерфейсные линии. Так, некоторые разъемы M.2 могут использовать те же ресурсы, что и некоторые SATA порты, т. е. можно использовать либо одно, либо другое.

Также следует помнить, что, например, видеокарту можно установить в разъем с 8-ю линиями, и она будет прекрасно работать. Можно ее поставить и в PCIe x16 с четырьмя линиями, но в данном случае пропускной способности шины может уже и не хватить.

И наоборот, адаптер, которому нужно, скажем, 2 линии, можно установить в разъем с 4 или 8 линиями. Будут использоваться только необходимые ресурсы. А вот то, что какой-либо адаптер, которому надо 4 линии, заработает в разъеме с двумя линиями, при условии, что физически он в него устанавливается, далеко не факт.

Если видеокарта – не единственное устройство, которое будет устанавливаться в компьютер, то перед покупкой материнской платы следует уточнить количество и тип разъемов на ней, их возможности, дабы все работало как надо. И далеко не всегда нужно тратиться на топовый продукт, т. к. даже материнки попроще вполне могут обеспечить нужный функционал без необходимости переплаты за неиспользуемые возможности.

Обязательно внимательно ознакомьтесь с характеристиками выбранной платы. Все возможные варианты работы и ограничения там будут указаны.

Правильного выбора!