PCIe Lanes დამწყებთათვის

რა არის PCIe?

PCIe არის მაღალსიჩქარიანი სტანდარტი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ თქვენს კომპიუტერს შესძინოთ დამატებითი შესაძლებლობები  გაფართოების ბარათების (expansion cards) დახმარებით. ასეთია მაგალითად  WiFi ბარათები, აუდიო ბარათები და ა.შ. PCIe იშიფრება როგორც Peripheral Component Interconnect Express. PCIe განეკუთვნება სერიულ შეერთებათა კლასს.

რა არის PCIe lanes?

PCIe ხაზები ან ზოლები (lanes) კი თამაშობენ საინფორმაციო გზატკეცილის როლს,  რომლის მეშვეობითაც მონაცემები გადადიან დედაპლატაზე დაკავშირებული PCIe მოწყობილობიდან CPU-ზე შემდგომი დამუშავებისთვის. ამ სტატიაში მე შევეცდები უფრო ვრცლად ვისაუბრო PCIe ხაზებზე.

იმის ცოდნა, თუ რა არის PCIe ზოლები და რომელი თაობის და რამდენი ასეთი ზოლი გაქვთ, აუცილებელია ისეთი კომპიუტერის ასაწყობად და გასამართად, რომელიც დააკმაყოფილებს თქვენს მოთხოვნილებებს.

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 ტრასასთან, რომელზეც თავის ზოლებში მოძრაობენ მაქნანები. ტრასაზე როგორც წესი მანქანა შეიძლება მოძრაობდეს გარკვეული სიჩქარის ლიმიტით. ასეთი ლიმიტის როლს PCIe-ში თამაშობს მისი თაობა. ასე მაგალითად PCIe 2.0 ში ხაზის სიჩქარე დაახლოებით 500 MB/s, ხოლო PCIe 3.0-ში სადღაც 1 GB/s. ისევე როგორც ნამდვილი ტრასა შედგება რამდენიმე ზოლისგან. PCIe 2.0 x4 შედგება 4 ხაზისგან და მისი ჯამური სიჩქარე იქნება უკვე ოთხჯერ 500 MB/s, რაც მოგვცემს 2 GB/s. NVMe რომელიც შექმნილია PCIe 4.0 სთვის ორჯერ უფრო სწრაფია ვიდრე PCIe 3.0 NVMe SSD. 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

ლიმიტები

PCIe ზოლების რაოდენობა ყოველ კონკრეტულ კომპიუტერში არაა ულიმიტო. საშუალო სტატისტიკურ კომპიუტერს როგორც წესი ასეთი 20 ზოლი აქვს. თუ რამდენი ზოლი ექნება კონკრეტულ კომპიუტერს განსაზღვრავს პროცესორი და დედაპლატის ჩიფსეტი.

თუ თქვენ დედაპლატას აქვს 20 PCIe ზოლი და ამავე დროს ორი ცალი x16 PCIe სლოტი თქვენ ვერ გამოიყენებთ სრულად ორი ვიდეოკარტის გამტარუნარიანობას, ვინიდან ეს მოითხოვდა 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 პროცესორები როგროც წესი იძლეოდნენ მაქსიმ 16 ზოლს. საშუალოდ ეს ნიშნავდა x16 სლოტთან კავშირს ან ორ ცალ x8 რეჟიმზე მომუშავე სლოტთან კავშირს (როგორც წესი ვიდეოკარტები).

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 (როგორც წესი)

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 დანარჩენი მიზნებისთვის იყენებს PCIe 3.0. 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 მეტ უპირატესობას მოიპოვებს.

x1, x4, x16

x1 PCIe

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

x4 da x16 სლოტები

თუ სისტემაში გაქვთ ორი ცალი ვიზუალურად PCIe x16 სლოტი ზედა ასრულებს როგორც წეხი  x16 როლს, ხოლო ქვედა  x4-ს როლს (უფრო ზუსტად ნახეთ დედაპლატის მახასიათებლებში) და 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. 

 x8 სლოტები

x8 სლოტები როგორც წესი გამოიყენება დედაპლატებზე, რომლებიც შექმნილია ორი ვიდეოკარტის ინსტალაციისთვის. როგორც წესი საუბარია NVIDIA SLI და AMD Crossfire სისტემებზე.

Crossfire & SLI

SLI Nvidia-ს და Crossfire ტექნოლოგია AMD-ს შემთხვევაში იძლევა საშუალებას გამოვიყენოთ რამოდენიმე ვიდეოკარტა შეზღუდული რაოდენობის PCIe ზოლების პირობებში

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

განვიხილოთ დედაპლატა რომელსაც აქვს სამი სლოტა, როგორც წესი ჩვენ გვექნება ასეთი კონფიგურაცია ზემოდან ქვემოთ

ორი ვიდეოკარტის შემთხვევაში:

x16

0

x4

სამი ვიდეოკარტის შემთხვევაში

x8

x8

x4

როგორც უკვე ვიცით თუ საქმე გვექნება Nvidia ვიდეოკარტასთან მხოლოდ ზედა ორი სლოტის გამოყენება შეგვეძლება, ხოლოდ თუ AMD ვიდეოკარტები გვექნება შესაძლებელაი სამივე სლოტის გამოყენება (ლოგიკურია, რომ გამტარუნარიანობა თითო ვიდეოკარტისთვის იქნება შეზღუდული)

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

PCIe თაობები სრულად თავსებადია ერთმანეთთან. კომპონენტი იმუშავებს თუმცა დაბალ სიჩქარეზე.  თავსებადობა ახასიათებს ასევე სხვადასხვა ზომის ბარათებს და სლოტებს. აქაც მუშაობს bottleneck პრინციპი და რა თქმა უნდა გამოყენებული იქნება უმცირესი ზოლების რაოდენობა. რა თქმა უნდა ყოველთვის უმჯობესია შესაბამასი გაფართოების ბარათი მიასადაგოთ შესაბამის სლოტს, რათა ტყუილად არ გაიხარჯოს ფართოზოლიანი სლოტი ან არ დალიმიტდეს ბარათი.