PCIe Lanes დამწყებთათვის

რა არის PCIe?

PCIe არის მონაცემთა გადაცემის მაღალსიჩქარიანი სტანდარტი, რომელიც განკუთვნილია დედაპლატაზე გაფართოების ბარათების (expansion cards) შესაერთებლად. ასეთებია მაგალითად  ვიდეობარათები, WiFi ბარათები, აუდიო ბარათები და ა.შ. PCIe იშიფრება როგორც Peripheral Component Interconnect Express. PCIe განეკუთვნება სერიულ (serial) შეერთებათა ტიპს.

რა არის PCIe lanes?

PCIe ხაზები ან ზოლები (lanes) თამაშობენ საინფორმაციო გზატკეცილის როლს,  რომლის მეშვეობითაც მონაცემები  PCIe მოწყობილობიდან CPU-ზე გადადიან შემდგომი დამუშავებისთვის.

კომპიუტერის კონფიგურაციის შერჩევისას სხვა მონაცემთა შორის მნიშვნელოვანია იმის ცოდნაც თუ რა არის PCIe ზოლები, რომელი თაობის და რამდენი PCIe ზოლი აქვს ამა თუ იმ დედაპლატას

PCie თაობები და სიჩქარეები

PCIe -ს გააჩნია თაობა, როგორციაა PCIe 2.0, PCIe 3.0 და ა.შ. ასევე PCIe სლოტები  განსხვავდებიან ერთმანეთისგან ზოლების რაოდენობით მაგალითად x1, x4, x16 და ა.შ.

თუ გავატარებთ ანალოგიას რეალურ ცხოვრებასთან საქმე გვექნება მრავაზოლიან გზასთან, რომელზეც თავ-თავიანთ ზოლებში მანქანები მოძრაობენ . გზაზე, როგორც წესი, დადგენილია სიჩქარის ლიმიტები. ასეთი ლიმიტის როლს PCIe-ში თამაშობს მისი თაობა. როგორც წესი ყოველი მომდევნო თაობა წინაზე ორჯერ უფრო სწრაფია: PCIe 2.0 ში ზოლის სიჩქარე დაახლოებით 500 MB/s, ხოლო PCIe 3.0-ში სადღაც 1 GB/s. შესაბამისად, NVMe SSD 4.0 სთვის ორჯერ უფრო სწრაფია ვიდრე   NVMe SSD 3.0. ასე მაგალითად Samsung 970 PRO (PCIe 3.0) აქვს წაკითხვის სიჩქარე 3500 MB/s ოდენობით, როცა 980 PRO (PCIe 4.0) უკვე 7000 MB/s

ისევე როგორც ნამდვილი მრავალზოლიანი გზა,  PCIe 2.0 x4 შედგება 4 ზოლისგან და მისი ჯამური სიჩქარე იქნება უკვე ოთხჯერ 500 MB/s, რაც მოგვცემს 2 GB/s. PCIe x8 შესაბამისად 8 ზოლიანია და PCIe x16 კი 16 ზოლიანია.

ლიმიტები

PCIe ზოლების რაოდენობა ყოველ კონკრეტულ კომპიუტერში არაა ულიმიტო. საშუალო სტატისტიკურ კომპიუტერს როგორც წესი ასეთი 20 ზოლი აქვს. თუ რამდენი ზოლი ექნება კონკრეტულ კომპიუტერს პროცესორით და დედაპლატის ჩიფსეტით განისაზღვრება.

თუ თქვენ დედაპლატას აქვს 20 PCIe ზოლი და ამავე დროს დედაპლატაზე ორი ცალი x16 PCIe სლოტია –  თქვენ ვერ გამოიყენებთ სრულად ორი ვიდეოკარტის გამტარუნარიანობას, ვინაიდან ეს მოითხოვს 32 ზოლს (2 x 16)

СPU ზოლები

პროცესორთან დამაკავშირებელ ზოლებს განსაზღვრავს პროცესორის მონაცემები. ასე მაგალითად I3 12100-ს აქვს ასეთი 20 ზოლი

ხოლო i7-10700k-ს სულ 16

10 თაობის ჩათვლით პროცესორებს, როგორც წესი, ჰქონდათ მაქსიმუმ 16 ზოლი. საშუალოდ ეს ნიშნავდა ერთ ცალ x16 სლოტთან კავშირს ან ორ ცალ x8 რეჟიმზე მომუშავე სლოტთან კავშირს.

ზოლების რაოდენობის ზრდა დაიწყო 11 თაობიდან და დღეს საშუალოდ 20 ზოლს შეადგენს, საიდანც 16 უკავშირდება x16 სლოტს (როგორც წესი ვიდეოკარტა) და დარჩენილი 4 დატოვებულია  M.2 სლოტისთვის.

რა თქმა უნდა არსებობენ პროცესორები მეტი ზოლითაც. ასე მაგალითად AMD Ryzen Threadripper Pro 3995WX აქვს 128 PCIe ზოლი.

დედაპლატის PCIe ზოლები

დედაპლატის PCIe ზოლების რაოდენება განისაზღვრება დედაპლატის ჩიფსეტით და როგორც წესი უკვე კონკურენტულად განაწილებულია არსებულ პორტებს და სლოტებს შორის. ზუსტად ამით არის გამოწვეული ის ფაქტი, რომ M.2 სლოტების გამოყენების შემთხვევაში შეიძლება გაითიშოს გარკვეული SATA პორტები.

კონკრეტულ დედაპლატას შეიძლება ქონდეს ერთდროულად რამდენიმე თაობის PCIe. ასე მაგალითად B550 strix -ს აქვს PCIe 4.0 x16 სლოტისთვის (ვიდეოკარტა) და სხვა დანარჩენი მიზნებისთვის იყენებს PCIe 3.0-ს. აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ საშუალო სტატისტიკური თამაშების თვალსაზრისით PCIe 4.0-ში ჩასმული ვიდეოკარტა  უმნიშნველო უპირატესობას იძლევა PCIe 3.0-ში ჩასმულ იგივე მოდელის ვიდეოკარტასთან შედარებით. თუმცა ეს სიტუაცია სავარაუდოდ შეიცვლება ახალი უფრო მომთხოვნი თამაშების გამოსვლისას და PCIe 4.0 უპირატესობა მეტად შესამჩნევი გახდება. სამაგიეროდ  PCIe 4.0-ს  უკვე დღეს დიდი უპირატესობა აქვს NVMe SSD-ების სიჩქარეებში.

x1, x4, x16 სლოტები

x1 PCIe

x1 სლოტი გამოიყენება ისეთი მცირე მოთხოვნების მქონე მოწყობილობებისთვის, როგორიცაა  ქსელის ან აუდიო კარტა

x4 da x16 სლოტები

თუ დედაპლატზე  ორი ცალი  PCIe x16 სლოტია, ზედა ასრულებს   x16 როლს, ხოლო ქვედა  x4-ს როლს (უფრო ზუსტ ინფორმაციას ნახავთ დედაპლატის დოკუმენტაციაში). შესაბამისად ქვედა სლოტი გამოსადეგია მხოლოდ 10G ქსელის კარტებისთვის, 4k video capture დივაისისთვის და ა.შ. თუ თქვენ გაქვთ ორი x16 PCIe სლოტი და ერთადერთი ვიდეოკარტა, ის ყოველთვის შეაერთეთ ზედა სლოტში თუ დედაპლატის ინსტრუქციაში სხვა რამე არ წერია. 

x8 სლოტები

x8 სლოტები ხშირად გამოიყენება დედაპლატებზე, რომელზეც უნდა დაერთდეს ორი ვიდეოკარტა NVIDIA SLI და AMD Crossfire ტექნოლოგიების გამოყენებით

Crossfire & SLI

SLI Nvidia-ს, ხოლო Crossfire ტექნოლოგია AMD-ს შემთხვევაში გვაძლევს საშუალებას შეზღუდული რაოდენობის PCIe ზოლების პირობებში გამოვიყენოთ რამოდენიმე ვიდეოკარტა.

Nvidia როგორც წესი ითხოვს მინიმუმ x8 ზოლს, ხოლო AMD Crossfire შეიძლება დაკმაყოფილდეს 4 ზოლითაც კი.

სლოტების “გამოყენების” შესაძლო კონფიგურაციები

განვიხილოთ დედაპლატა რომელსაც აქვს სამი სლოტი. ჩვენ შეიძლება გვქონდეს შემდეგი კონფიგურაციები (ზემო სლოტიდან ქვემო სლოტამდე):

ორი ვიდეოკარტის შემთხვევაში:

x16

0

x4 (სხვა მოწყობილობისთვის)

სამი ვიდეოკარტის შემთხვევაში

x8

x8

x4

როგორც უკვე ვთქვით,  თუ საქმე ეხება Nvidia-ს ვიდეოკარტას მხოლოდ ზედა ორი სლოტის გამოყენება შეგვეძლება. ხოლო თუ AMD ვიდეოკარტები გვექნება შესაძლებელია სამივე სლოტის გამოყენება. (ვითვალისწინებთ, რომ თითო ვიდეოკარტისთვის PCIe ზოლი გამტარუნარიანობა  შეზღუდული იქნება)

რა ხდება თუ ვიდეოკარტა მუშაობს x8 რეჟიმში?

მოკლე პასუხი: ყველაფერი დამოკიდებლია ვიდეოკარტასა და კონკრეტულ პროგრამაზე (თამაშზე). მაგალითად ერთი ვიდეოკარტის x8 რეჟიმში გამოყენების შემთხვევაში  Metro Last Light-ზე განსხვავება დაახლოებით 1%-ს შეადგენდა.

ურთიერთავსებადობა

ზოგადად PCIe თაობები თავსებადია ერთმანეთთან. თავსებადობა ახასიათებს ასევე სხვადასხვა ზომის ბარათებს და სლოტებს. მაგრამ სხვადასხვა ზოლის მქონე ანდა თაობის მქონე სლოტის და მოწყობილობის დაერთებისას იმუშავებს bottleneck პრინციპი. სლოტი-ბარათის წყვილში არსებული სიჩქარის და ზოლების რაოდენობიდან გამოყენებული იქნება უმცირესი მნიშნვნელობა. ასე მაგალითად თუ თქვენ PCIe 3.0 x8 სლოტში შეართებთ რამე PCIe 4.0 x4 ბარათს, გამოყენებული იქნება მხოლოდ 4 ზოლი  PCIe 3.0 სიჩქარით.

ამიტომ ყოველთვის უმჯობესია შესაბამისი თაობის ბარათი მიასადაგოთ შესაბამისი თაობის სლოტს, რათა ტყუილად არ გაიხარჯოს მრავალზოლიანი სლოტი ან არ დალიმიტდეს ბარათი.