كيف يعمل ناقل PCI Express؟ محركات أقراص NVMe في أوضاع تشغيل مختلفة لواجهة PCI Express: دراسة عملية لقابلية توسيع الواجهة في مهام نقل البيانات

معيار بي سي اي اكسبريسهو أحد الأسس أجهزة الكمبيوتر الحديثة. لقد احتلت فتحات PCI Express منذ فترة طويلة مكانًا قويًا على أي لوحة أم للكمبيوتر المكتبي، مما أدى إلى إزاحة المعايير الأخرى، مثل PCI. لكن حتى معيار PCIلدى Express أصنافها وأنماط الاتصال الخاصة بها والتي تختلف عن بعضها البعض. على جديدة اللوحات الأم، بدءًا من عام 2010 تقريبًا، يمكنك أن ترى على إحدى اللوحات الأم مجموعة كاملة من المنافذ المعينة باسم بكييأو PCI-E، والتي قد تختلف في عدد الخطوط: واحد x1 أو عدة x2 و x4 و x8 و x12 و x16 و x32.

لذلك، دعونا نكتشف سبب وجود مثل هذا الارتباك بين المنافذ الطرفية PCI Express التي تبدو بسيطة. وما هو الغرض من كل معيار PCI Express x2 وx4 وx8 وx12 وx16 وx32؟

ما هو ناقل PCI Express؟

مرة أخرى في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، عندما حدث الانتقال من معيار PCI القديم (امتداد - التوصيل البيني للمكونات الطرفية) إلى PCI Express، كان للأخير ميزة كبيرة واحدة: بدلاً من الناقل التسلسلي، الذي كان PCI، كان الناقل من نقطة إلى نقطة تم استخدام حافلة الوصول. وهذا يعني أن كل منفذ PCI فردي والبطاقات المثبتة فيه يمكن أن تستفيد بشكل كامل من الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي دون التداخل مع بعضها البعض، كما حدث مع اتصال PCI. في تلك الأيام، كان عدد الأجهزة الطرفية التي تم إدخالها في بطاقات التوسعة كبيرًا. بطاقات الشبكة، وبطاقات الصوت، وموالفات التلفزيون، وما إلى ذلك - كلها تتطلب قدرًا كافيًا من موارد الكمبيوتر. ولكن على عكس معيار PCI، الذي يستخدم ناقلًا مشتركًا لنقل البيانات مع أجهزة متعددة متصلة بالتوازي، فإن PCI Express، عند النظر إليه بشكل عام، عبارة عن شبكة حزم ذات طوبولوجيا نجمية.

PCI Express x16 وPCI Express x1 وPCI على لوحة واحدة

بعبارات عامة، تخيل أن جهاز الكمبيوتر المكتبي الخاص بك هو متجر صغير به مندوب مبيعات واحد أو اثنين. كان معيار PCI القديم يشبه محل بقالة: حيث كان الجميع ينتظرون في نفس الصف ليتم تقديم الخدمة لهم، ويواجهون مشكلات في السرعة مع تقييد مندوب مبيعات واحد خلف المنضدة. يشبه PCI-E هايبر ماركت: يتبع كل عميل طريقه الفردي الخاص به لمحلات البقالة، وعند الخروج، يأخذ العديد من الصرافين الطلب في وقت واحد.

من الواضح أن الهايبر ماركت أسرع بعدة مرات من المتجر العادي من حيث سرعة الخدمة، وذلك نظرًا لحقيقة أن المتجر لا يمكنه تحمل قدرة أكثر من مندوب مبيعات باستخدام ماكينة تسجيل نقدي واحدة.

بالإضافة إلى ممرات بيانات مخصصة لكل بطاقة توسعة أو مكونات اللوحة الأم المدمجة.

تأثير عدد الخطوط على الإنتاجية

الآن، لتوسيع استعارة المتجر والهايبر ماركت، تخيل أن كل قسم في الهايبر ماركت لديه صرافين خاصين به مخصصين لهم فقط. وهنا يأتي دور فكرة ممرات البيانات المتعددة.

لقد مر PCI-E بالعديد من التغييرات منذ بدايته. في هذه الأيام، تستخدم اللوحات الأم الجديدة عادةً الإصدار 3 من المعيار، مع أن الإصدار 4 الأسرع أصبح أكثر شيوعًا، مع توقع الإصدار 5 في عام 2019. لكن إصدارات مختلفةاستخدم نفس التوصيلات المادية، ويمكن إجراء هذه التوصيلات بأربعة أحجام أساسية: x1 وx4 وx8 وx16. (توجد منافذ x32، ولكنها نادرة جدًا على اللوحات الأم للكمبيوتر العادي).

متنوع الأبعاد الماديةتتيح لك منافذ PCI-Express فصلها بوضوح حسب عدد الاتصالات المتزامنة معها اللوحة الأم: أكبر المنفذ جسديا، وأكثر من ذلك الحد الأقصى من الاتصالاتفهو قادر على النقل إلى البطاقة أو العكس. وتسمى هذه الاتصالات أيضًا خطوط. يمكن اعتبار أحد الخطوط بمثابة مسار يتكون من زوجين من الإشارات: أحدهما لإرسال البيانات والآخر للاستقبال.

إصدارات مختلفة معيار PCI-Eتسمح لك باستخدام سرعات مختلفةفي كل حارة. ولكن بشكل عام، كلما زاد عدد الممرات الموجودة على منفذ PCI-E واحد، زادت سرعة تدفق البيانات بين الجهاز الطرفي وبقية الكمبيوتر.

وبالعودة إلى الاستعارة التي استخدمناها: إذا كنا نتحدث عن بائع واحد في متجر، فإن شريط x1 سيكون هذا البائع الوحيد الذي يخدم عميلًا واحدًا. متجر به 4 صرافين لديه 4 خطوط بالفعل ×4. وهكذا، يمكنك تعيين الصرافين حسب عدد الخطوط، مضروبًا في 2.

متنوع بطاقات PCIيعبر

أنواع الأجهزة التي تستخدم PCI Express x2 وx4 وx8 وx12 وx16 وx32

بالنسبة لإصدار PCI Express 3.0، تبلغ السرعة القصوى الإجمالية لنقل البيانات 8 GT/s. في الواقع، تكون سرعة إصدار PCI-E 3 أقل بقليل من واحد جيجا بايت في الثانية لكل مسار.

وبالتالي، فإن الجهاز الذي يستخدم منفذ PCI-E x1، على سبيل المثال، يكون منخفض الطاقة كارت الصوتأو سيتمكن هوائي Wi-Fi من إرسال البيانات منه السرعة القصوىبسرعة 1 جيجابت/ثانية.

بطاقة يمكن وضعها فعليًا في فتحة أكبر - ×4أو x8على سبيل المثال، ستتمكن بطاقة التوسعة USB 3.0 من نقل البيانات بشكل أسرع بأربع أو ثماني مرات على التوالي.

تقتصر سرعة النقل لمنافذ PCI-E x16 نظريًا على الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي الذي يبلغ حوالي 15 جيجابت في الثانية. وهذا أكثر من كافٍ في عام 2017 لكل ما هو حديث مقاطع الفيديو الرسوميةالبطاقات التي طورتها NVIDIA وAMD.

غالبية بطاقات الفيديو المنفصلةاستخدم فتحة PCI-E x16

يسمح بروتوكول PCI Express 4.0 باستخدام 16 GT/s، وسيستخدم PCI Express 5.0 32 GT/s.

لكن حاليًا لا توجد مكونات يمكنها استخدام هذا العدد من الممرات بأقصى إنتاجية. تستخدم بطاقات الرسومات الحديثة المتطورة عادةً x16 PCI Express 3.0. ليس من المنطقي استخدام نفس الممرات لبطاقة الشبكة التي ستستخدم مسارًا واحدًا فقط على منفذ x16، نظرًا لأن منفذ Ethernet قادر فقط على نقل البيانات حتى جيجابت واحد في الثانية (وهو حوالي ثُمن إنتاجية بطاقة الشبكة) حارة PCI-E واحدة - تذكر: ثمانية بتات في بايت واحد).

توجد محركات أقراص PCI-E SSD في السوق تدعم منفذ x4، ولكن يبدو أنه سيتم استبدالها بمعيار M.2 الجديد سريع التطور. ل محركات الأقراص الصلبة، والتي يمكنها أيضًا استخدام ناقل PCI-E. جودة عالية بطاقات الشبكةوتستخدم الأجهزة المتحمسة مثل وحدات تحكم RAID مزيجًا من تنسيقات x4 وx8.

قد تختلف أحجام منافذ وممرات PCI-E

هذه واحدة من أكثر المشكلات إرباكًا في PCI-E: يمكن إنشاء منفذ بعامل الشكل x16، ولكن لا توجد ممرات كافية لنقل البيانات من خلاله، على سبيل المثال، x4 فقط. وذلك لأنه على الرغم من أن PCI-E يمكنه حمل عدد غير محدود من الاتصالات الفردية، إلا أنه لا يزال هناك حد عملي لسعة النطاق الترددي لمجموعة الشرائح. قد تحتوي اللوحات الأم الأرخص ثمنًا ذات الشرائح المنخفضة على فتحة x8 واحدة فقط، حتى لو كانت هذه الفتحة يمكنها استيعاب بطاقة عامل الشكل x16 فعليًا.

بالإضافة إلى ذلك، تتضمن اللوحات الأم التي تستهدف اللاعبين ما يصل إلى أربع فتحات PCI-E كاملة مع x16 ونفس عدد الممرات لأقصى عرض نطاق ترددي.

ومن الواضح أن هذا يمكن أن يسبب مشاكل. إذا كانت اللوحة الأم تحتوي على فتحتين x16، لكن إحداهما تحتوي على ممرات x4 فقط، فقم بتوصيل فتحة جديدة بطاقة مصوراتسوف يقلل من إنتاجية الأول بنسبة تصل إلى 75٪. وهذه بالطبع نتيجة نظرية فقط. إن بنية اللوحات الأم تجعلك لا ترى انخفاضًا حادًا في الأداء.

يجب أن يستخدم التكوين الصحيح لبطاقتي فيديو رسومية فتحتين x16 بالضبط إذا كنت تريد أقصى قدر من الراحة من خلال ترادف بطاقتي فيديو. سيساعدك الدليل الموجود في المكتب على معرفة عدد الخطوط الموجودة في فتحة معينة على اللوحة الأم. موقع الشركة المصنعة.

في بعض الأحيان يقوم المصنعون بتحديد عدد الخطوط الموجودة على اللوحة الأم PCB بجوار الفتحة

عليك أن تعرف أن بطاقة x1 أو x4 الأقصر يمكن أن تتناسب فعليًا مع فتحة x8 أو x16 الأطول. إن تكوين الدبوس الخاص بجهات الاتصال الكهربائية يجعل ذلك ممكنًا. وبطبيعة الحال، إذا كانت البطاقة أكبر من الفتحة فعليًا، فلن تتمكن من إدخالها.

لذلك، تذكر، عند شراء بطاقات التوسعة أو ترقية البطاقات الحالية، يجب أن تتذكر دائمًا حجم فتحة PCI Express وعدد الممرات المطلوبة.

وُلد PCI Express في 22 يوليو 2002. كانت شركة Intel Corporation هي منشئها، وفي هذا اليوم أصبحت متاحة. الوثائق الفنية. حتى هذه اللحظة، في مرحلة التطوير، كان "الحافلة" يحمل التصنيف 3GIO (الجيل الثالث من المدخلات والمخرجات). تم وضع علامة تجارية على هذين الاسمين بواسطة PCI SIG (المنظمة التي تروج الآن لهذا المعيار).

PCIe هو اتصال عالي الأداء من نقطة إلى نقطة يحل محل ناقل PCI (اقرأ باسم PiSiI). جسديا مختلفا في ذلك لا يستخدم المشتركةخطوط مخصصة للتواصل مع المعالج، ولكن لها خطوط خاصة بها لكل جهاز متصل. جهد نقل الإشارةهو 0.8 فولت. تمثل كل قناة موصلين فيزيائيين (أربعة جهات اتصال). عند نقل المعلومات، يتم تشفير ثمانية بتات كعشرة، مما يوفر حماية جيدة ضد التداخل.

لديها شيء مشترك مع سابقتها نموذج البرمجيات. لنقل البيانات، وهو في هذه الحالةيتم تنفيذها بشكل تسلسلي، باستخدام بروتوكول مادي عالي النطاق. يستخدم لتوصيل الأجهزة الطرفية عالية الأداء. تم تعيين دور الباص الزائف قناة محليةتبادل البيانات.

الاختلافات بين PCI Express وPCI

PCI هو في المقام الأول حافلة، وهذا هو قناة مشتركةوالتي تتم مشاركتها بواسطة جميع الأجهزة المتصلة بها. و PCI Express - لكل جهاز مساراته الخاصة المصممة فعليًا. استمرارية البنية الرقمية لنقل المعلومات يبسط التكيفالمنتجات الحالية التي تم إنتاجها مسبقًا للعمل مع الإطار القديم. في الإنتاج، اتضح أنه يكفي إجراء تعديلات طفيفة على التصميم ويمكنك إنتاج نفس التنوع، ولكن مع واجهة جديدة.

مبدأ التشغيل، التوافق

كونه في اتجاهين، الاتصال ينقل البيانات بشكل تسلسليفي الوضع الدفعي. تعتمد الإنتاجية على التنفيذ في كل منها حالة محددة. يمكن أن يكون PCI Express عبارة عن خط نقل واحد (1x) أو خطين أو أكثر (2X، 4X، 6x، 8x، 12x، 16x، 32x)، وهو ما يحدد طول الفتحة الموجودة على اللوحة الأم. من المعتاد أن تكون المعدات قادرة على العمل مع أي منها، لكن بطاقات التوسيع المُكيَّفة للسرعات الكبيرة لا يمكن أن تتلاءم فعليًا مع الفتحات الأقل إنتاجية، فهي ببساطة غير متطابقة في الحجم. على الرغم من ذلك، على العكس من ذلك، فإن لوحات التوسيع الأقل إنتاجية والتي تحتوي على مجموعات اتصال قصيرة تتلاءم بسهولة مع اللوحات الأكبر حجمًا وتعمل بشكل صحيح.

وقد قدمنا ​​في الجدول جدولاً موجزاً للنسبة عدد الخطوط وعرض النطاق الترددي:

متوفر في الوقت الحاضر عدة مواصفاتالإطارات:

• بي سي اي اكسبريس 1.0 و 1.1.الحلول الأولى والأقل إنتاجية والتي لم يتم استخدامها عمليًا الآن. يتم تخزينها على لوحات قديمة لا تزال قيد الاستخدام.
• 2.0. تمت إعادة صياغة جميع الصفات المحددة للأداء وتحسينها، وتم تحسين البروتوكولات المنطقية، وتم تحسين إدارة الاتصالات بشكل شامل، كما تم تحسين الاكتشاف التلقائي لوحدات المكونات الإضافية.
• مواصفات الكابل الخارجيبكيي. يسمح لك بتوصيل المعدات بكابل يصل طوله إلى 10 أمتار.
• 2.1. نظير متوسط ​​للإصدار 2.0 مع بعض الميزات المتقدمة التي تسبق ظهور الإصدار 3.0.
• 3.0. أصبح من الممكن تحقيق سرعات تصل إلى 8 جيجا معاملات في الثانية (GT/s) بفضل نظام جديدالتشفير 128ب/130ب. وبالتالي فإن الفرق بين PCI 2.0 و 3.0 يكمن في التشفير وسرعة نقل البيانات.
• 4.0. تمت الموافقة على المعيار مؤخرًا - 5 أكتوبر 2017. بالمقارنة مع السابق، يتم مضاعفة السرعة. زادت المؤشرات الفردية المتعلقة بالمحاكاة الافتراضية، وتم تحسين نقل حزم البيانات.
• 5.0. تم التخطيط مبدئيًا للإصدار في فصل الشتاء والربيع 2019. وتم الإعلان عن الدعم الموسع للتطبيقات التي تصور الواقع الافتراضي.

الموصلات الموجودة وأنواع المنافذ

هناك العديد من منافذ الاتصال للواجهة. دعونا نلقي نظرة على بعض من الأكثر شيوعا:

• MiniPCI-E (M.2). حافلة مشتركة لبعض من الأكثر شيوعا بروتوكولات الكمبيوتروالأجهزة ذات واجهة PCIe x1 وx4.
• البطاقة التعريفية. موصل مشابه، ولكن مع مخرج ناقل فقط لـ x1 PCIe.
• AdvancedTCA، MicroTCA – منافذ لمعدات الاتصالات.
• MobilePCIExpressModule (MXM) – تم تطويره بواسطة NVIDIA لتوصيل بطاقات الفيديو.
• StackPC – لإنشاء أجهزة كمبيوتر عملاقة، يسمح لك بتوسيع نطاق أجهزة الكمبيوتر.

كيفية معرفة إصدار PCI Express على اللوحة الأم

تتم كتابته عادةً بالقرب من الفتحة نفسها الموجودة على اللوحة الأم، ولكن يمكن كتابتها في مكان آخر. لا يزال في كثير من الأحيان اكتب على العبوةاللوحة الأم والمشار إليها في الدليل. يمكنك الذهاب إلى الموقع الرسمي وإدخال الرقم التسلسلي في البحث اللوحة الأمأو حاول البحث عن المواصفات بالاسم والمراجعة (المتنوعة).

الأجهزة الطرفية الأكثر شيوعًا لفتحات x16 الأكثر إنتاجية هي بطاقات الفيديو ومحركات أقراص SSD. وحدات التحكم مثل USB إضافيوSATA والمنافذ المماثلة عالية السرعة أو المحولات المختلفة، مثل الصوت وبطاقات الموسيقى ووحدات Wi-Fi.

بطاقة فيديو

الأقراص الصلبة

محول الانترنت اللاسلكي

دبوس PCI Express

من الأسهل عرض موقع مخرجات خط الاتصال بشكل شامل باستخدام مثال خطوط أكبر وأسرع منفذ.

جهاز مجموعة الاتصال بفتحة PCI-Express 16x:

لقد أثبت اتصال PCIe فعاليته. إنه يلبي جميع المتطلبات الحديثة لسرعة نقل المعلومات والاستقرار التشغيلي. امتلاك إمكانات هائلةالتحديث يسمح بالحفاظ على التوافق بين أجهزة متعددة أجيال مختلفة: وحدات تحكم، محولات. بالإضافة إلى ذلك، فهو بمثابة قناة واسعة تسمح لك بالزيادة القدرة الحاسوبية. مكان خاص وغير متوقع لتطبيق هذه التكنولوجيا هو قطاع الاتصالات.

تم طرحه عام 2002، هذا نوع المواصلاتلا تزال البيانات هي الأكثر أهمية وانتشارًا وتطورًا مستمرًا وما زالت واعدة.

PCI - يعبر (بكييPCI -ه)- ثابت، الإطارات العالميةنشرت لأول مرة 22 يوليو 2002من السنة.

يكون عام, توحيدناقل لجميع عقد لوحة النظام، حيث تتعايش جميع الأجهزة المتصلة به. جاء ليحل محل الإطارات القديمة PCIواختلافاتها أغبوذلك بسبب زيادة المتطلبات على إنتاجية الحافلات وعدم القدرة على تحسين أداء السرعة للأخيرة بتكلفة معقولة.

يعمل الإطار كما يُحوّل، ببساطة إرسال إشارة من نقطة إلى أخرىدون تغييره. وهذا يسمح، دون فقدان واضح للسرعة، مع الحد الأدنى من التغييرات والأخطاءإرسال واستقبال إشارة.

البيانات الموجودة على الحافلة تذهب بسيط (الازدواج الكامل)، أي في وقت واحد في كلا الاتجاهين وبنفس السرعة، و الإشارةعلى طول الخطوط يتدفق بشكل مستمر، حتى عند إيقاف تشغيل الجهاز (مثل العاصمة.، أو إشارة بت من الأصفار).

التزامنتم إنشاؤها باستخدام طريقة زائدة عن الحاجة. أي بدلاً من 8 بتيتم نقل المعلومات 10 بت، اثنان منها رسمي (20% ) وتخدم في تسلسل معين مناراتل المزامنةمولدات الساعة أو تحديد الأخطاء. ولذلك، فإن السرعة المعلنة لخط واحد في 2.5 جيجابت، يساوي في الواقع تقريبًا 2.0 جيجابت في الثانيةحقيقي.

تَغذِيَةيتم اختيار كل جهاز على متن الحافلة بشكل منفصل وتنظيمه باستخدام التكنولوجيا ASPM (إدارة طاقة الحالة النشطة). يسمح عندما يكون الجهاز خاملاً (بدون إرسال إشارة) خفض مولد الساعةووضع الحافلة في الوضع انخفاض استهلاك الطاقة . إذا لم يتم استقبال أي إشارة خلال بضعة ميكروثانية، فسيقوم الجهاز تعتبر غير نشطةويتحول إلى الوضع التوقعات(الوقت يعتمد على نوع الجهاز).

خصائص السرعة في اتجاهين PCI - اكسبريس 1.0 :*

1 س PCI-E~ 500 ميجابت في الثانية

4x PCI-E~ 2 جيجابت في الثانية

8 س PCI-E~ 4 جيجابت في الثانية

16x PCI-E~ 8 جيجابت في الثانية

32x PCI-E~ 16 جيجابت في الثانية

*سرعة نقل البيانات في اتجاه واحد أقل مرتين من هذه المؤشرات

15 يناير 2007, PCI-SIGأصدرت مواصفات محدثة تسمى بي سي اي اكسبريس 2.0

وكان التحسن الرئيسي في زيادة السرعة مرتيننقل البيانات ( 5.0 جيجا هرتز، ضد 2.5 جيجا هرتزالخامس نسخة قديمة). تحسنت أيضا بروتوكول الاتصال من نقطة إلى نقطة(نقطة إلى نقطة)، تم التعديل مكون البرمجياتوأضاف النظام مراقبة البرمجيات وفقا لسرعة الإطارات. وفي الوقت نفسه تم الحفاظ عليه التوافقمع إصدارات البروتوكول PCI-E 1.x

في نسخة جديدةمعيار ( PCI -اكسبريس 3.0 ) ، سيكون الابتكار الرئيسي نظام الترميز المعدلو المزامنة. بدلاً من 10 بتالأنظمة ( 8 بتمعلومة، 2 بترسمي)، سيتم تطبيقه 130 بت (128 بتمعلومة، 2 بترسمي). هذا سوف يقلل خسائرفي السرعة من 20% إلى ~1.5%. سيتم إعادة تصميمها أيضًا خوارزمية المزامنةتم تحسين جهاز الإرسال والاستقبال PLL(حلقة مقفلة الطور).سرعة انتقالالمتوقع أن تزيد 2 مرات(مقارنة ب PCI-E 2.0)، حيث سيبقى التوافقمع الإصدارات السابقة بي سي اي اكسبريس.

ستناقش هذه المقالة أجهزة PCI الأكثر شيوعًا اليوم. ما هو ومتى لا يمكنك الاستغناء عنه، هي الأسئلة الرئيسية لهذه المادة. بالرغم من هذا المعيارلقد أصبح تدريجيا شيئا من الماضي، ولكنه سيظل ذا صلة لبعض الوقت لفترة طويلة. في الأساس، يمكن اعتباره سلفًا لأحدث واجهات USB وPCI-Express، التي حلت محله.

خصائص الإطارات

قبل أن نحصل على إجابة السؤال: "أجهزة PCI: ما هي وأين يتم استخدامها؟"، دعونا ننظر في خصائص هذا الناقل. بدأ هذا المعيار مسيرته المنتصرة في عام 1991. كان المعالج الأول الذي يمكن أن يعمل بشكل كامل معه هو 80486. وبعد ذلك بقليل، ظهرت بنتيوم الأولى، مما يكشف عن إمكاناتها أكثر. من الناحية المادية، يخفي هذا الاختصار مجموعة من الموصلات الملحومة على اللوحة الأم. إحدى الدوائر الدقيقة المثبتة عليها مسؤولة عن تنظيم عملها. خصائص PCI هي كما يلي:

• سعة البت - 32/64 بت.
• تردد التشغيل - 33 أو 66 ميجا هرتز.
• الحد الأقصى - 500 ميجابايت/ثانية (لإصدار 64 بت PCI 2.0).
• جهد الإمداد - 3.3 فولت (لمدة 32 بت) أو 5 فولت (لمدة 64 بت).

آخر فارق بسيط مهمالتي حددت مستقبل هذا المعيار مسبقًا. جعلتها إنتل "مفتوحة". أي أنه يمكن لكل مطور، إذا رغب في ذلك، تطوير أي لوحة توسعة تعمل دون مشاكل مع هذا المعيار.

ما هي الأجهزة التي يمكن تثبيتها

يمكن تركيب فتحة توسيع PCI أجهزة مختلفة. من بين هؤلاء:

• محول الرسومات.
• كارت الصوت.
• موالف.
• لوحة التوسع.
• بطاقة الشبكة.

هذه القائمة يمكن أن تستمر إلى أجل غير مسمى. في الأساس هذا هو التناظرية كاملةناقل USB حديث، ولكن بمعدل نقل بيانات أقل فقط. حتى أن برنامج تشغيل جهاز PCI يتم تثبيته بطريقة مماثلة. تم تلقي العديد من الأفكار التي تم تنفيذها في هذه الحافلة القديمة مزيد من التطويرإلى معايير أكثر حداثة. كان له تأثير كبير جدًا على التطوير الإضافي لتكنولوجيا الكمبيوتر.

محولات الرسومات

للانسحاب صورة بيانيةتم استخدام بطاقة الفيديو PCI. في وقت واحد، جعل هذا من الممكن زيادة الإنتاجية بشكل كبير أنظمة الكمبيوتروإطلاق العنان لإمكانات المعالجات 80486 وأول أجهزة Pentiums بشكل كامل.

لكن الوقت لا يقف ساكنا. إن ما كان آنذاك قرارًا ثوريًا أصبح الآن عفا عليه الزمن أخلاقياً وجسدياً. حتى عام 1997، لم يكن لدى هذه المسرعات الرسومية نظائرها. لذلك، يمكن العثور عليها على كل جهاز كمبيوتر شخصي. وفقط مع ظهور اللوحة الأم، أفسحت هذه المحولات المجال لأخرى جديدة الحلول الرسوميةالنخيل من حيث الإنتاجية.

في الوقت الحاضر، أصبحت بطاقة الفيديو PCI نادرة. لا يمكن العثور عليها إلا في العصور القديمة جدًا حواسيب شخصية. يمكن للمرء أن يقول أن هذه مفارقة تاريخية بالفعل. أدائها كافٍ فقط لحل المهام الأكثر بساطة - كتابة النص والعمل مع الصور وعرضها. ولكن مع المزيد تطبيقات معقدةلا بد أن تنشأ المشاكل، وفي هذه الحالة من الأفضل عدم تشغيلها.

كارت الصوت

تعد بطاقة الصوت أيضًا أحد أنواع أجهزة PCI. ما هو؟ الجواب على هذا السؤال بسيط للغاية. حتى عام 1997، لم تكن اللوحات الأم مدمجة محولات الصوت. لذلك بالنسبة للمنظمة نظام مكبر الصوتوهذه هي الأجهزة التي تم استخدامها. من ناحية، تم تجهيز هذه اللوحة بموصل "كلاسيكي" للتثبيت في فتحة التوسعة. تم عرض لوحة الواجهة الخاصة بها على الجانب الخلفي من وحدة النظام.

تم استخدام مسمار واحد لتثبيته داخل الكمبيوتر. تركت جودة الصوت الخاصة بهم الكثير مما هو مرغوب فيه. ولكن لا يزال هذا إنجازًا لا ينبغي الاستهانة به. لقد كان تركيب مثل هذه الأجهزة هو الذي جعل من الممكن في السابق تحويل أي جهاز كمبيوتر إلى جهاز حقيقي. مركز الوسائط المتعددة. يمكنك الاستماع إلى الموسيقى ومشاهدة فيلم ولعب إحدى الألعاب على هذا الكمبيوتر.

المستقبلون

نوع آخر مهم من الأجهزة لهذه الحافلة هو الموالف. تتيح لك وحدة التحكم PCI هذه مشاهدة البرامج التلفزيونية والاستماع إلى الراديو. لضمان وظائف مثل هذه اللوحة، يجب أن يكون كذلك إلزاميقابس هوائي خارجي. وإلا فإن جودة الإشارة المستقبلة ستكون بعيدة عن المثالية.

بالإضافة إلى ذلك، تضمن الموالف رصاصة إلزامية جهاز التحكم. هذا جعل من الممكن تحويل الكمبيوتر إلى تلفزيون حقيقي. لم تنتشر هذه الممارسة على نطاق واسع، ولكن لا تزال هناك حالات عندما كان من المستحيل الاستغناء عن هذه المعرفة. على سبيل المثال، سمح هذا الحل لشخص مشغول بأن يكون على دراية بالأحداث باستمرار.

مودم

المودم هو سمة مهمة لأجهزة الكمبيوتر القديمة. بمساعدتها كان من الممكن الاتصال بالإنترنت في وقت سابق. وكانت معظم هذه الأجهزة داخلية، أي مثبتة في فتحة PCI. والآن تم إخراجهم بنجاح من هذا القطاع، على الرغم من أنه لا تزال هناك مناطق لا يوجد فيها بديل لهم. أحدها هو نظام "بنك العميل"، والذي يوجد غالبًا في المحاسبة. وبمساعدتها، يمكن للمحاسب مراقبة حالة حسابات الشركة، وإذا لزم الأمر، إجراء الدفعات.

لوحة التوسع

يمكنك أن تجد في كثير من الأحيان الجهاز التالي: « وحدة تحكم PCIاتصالات بسيطة". تخفي هذه العبارة بطاقة توسعة. يسمح لك بزيادة عدد المنافذ للاتصال أو محركات الأقراص الصلبة. أي أن مثل هذا الجهاز مثبت في فتحة التوسيع باللوحة الأم ومجهز من الخارج موصلات USBأو كوم أو LPT. منذ حوالي 5 سنوات، جعل هذا من الممكن زيادة عدد الأجهزة الطرفية المتصلة بشكل كبير. الآن زاد عدد المنافذ الموجودة على اللوحة الأم بشكل كبير، وقد اختفت ببساطة الحاجة إلى تثبيت وحدات التحكم هذه.

نتائج

في هذه المادةتم تقديم الإجابة على السؤال: "أجهزة PCI - ما هي وأين يتم استخدامها؟"

كما ترون، هذه مجموعة واسعة إلى حد ما من الأجهزة التي تسمح لك بتحويل جهاز الكمبيوتر الخاص بك إلى مركز حقيقيللمتعة. بواسطة على الأقل، وكان هذا البيان صحيحا حتى وقت قريب. الآن تغير الوضع قليلا. يتم دمج المزيد والمزيد من المكونات مباشرة في المعالج نفسه أو في اللوحة الأم. ولذلك تختفي الحاجة إليهم. يمكنك أيضًا العثور على أجهزة جسر PCI أخرى، على سبيل المثال، بطاقة شبكة تسمح لك بدمج أجهزة الكمبيوتر في جهاز محلي شبكة الكمبيوتر. الجهاز الوحيد الذي لا يملك حتى الآن بديل جدير، هو موالف لاستقبال البرامج التلفزيونية والاستماع إلى الراديو. لكن نظائرها USB المدمجة بدأت تظهر بالفعل في هذا القطاع. بشكل عام، أصبح معيار PCI تدريجيا شيئا من الماضي، لكنه سيظل كذلك منذ وقت طويلتكون حاضرة في السوق.

ويستخدم ترددين تشغيل جديدين: 100 ميجا هرتز و133 ميجا هرتز. بالإضافة إلى ذلك، ينفذ هذا الناقل آلية معاملة منفصلة من أجل تحسين الأداء عند توصيل أجهزة متعددة في نفس الوقت.

بشكل أساسي PCI-X، والذي يمكن فك شفرته على أنه PCI الموسعة، هي نسخة مختصرة من PCI-E. بعد ذلك، تم استبدال التوسعة بنظيرتها الأكثر إحكاما، حيث أصبحت المساحة على اللوحة الأم قضية ملحة بشكل متزايد، وأصبحت "اللوحات الأم" أصغر، الأمر الذي يتطلب نفس الشيء من الفتحات. لذلك حل PCI-E محل PCI-X بالكامل تقريبًا.

ل حافلات PCI-Xهناك قيود على عدد الأجهزة المتصلة به: 66 ميجا هرتز - 4، 100 ميجا هرتز - 2، 133 ميجا هرتز - 1، 2، 266 و 533 ميجا هرتز - 1 فقط.

هذه الحافلة متوافقة مع جميع 3.3 فولت و بطاقات عالميةملحقات PCI. بشكل عام، لا يتم استخدام PCI-X على نطاق واسع في اللوحات الأم الحديثة. في القطاع الاحترافي، يتم استخدامه لوحدات تحكم RAID، في محركات أقراص SSD، ضمن PCI-E.

تم تطوير PCI-X بالتعاون بين IBM وHP وCompaq. ظهر الإطار في الأسواق عام 1998. كان الغرض الرئيسي من إنشاء ناقل جديد هو محاولة تقديم ناقل جديد إلى السوق، مقنن بامتدادات مختلفة على منصة PCI المحلية، والتي من شأنها أن تقضي على عيوب PCI، وستكون أسرع وأكثر إنتاجية، وفي نفس الوقت ستكون زيادة شعبية الأجهزة مثل: Gigabit Ethernet وFibre Channel وبطاقات Ultra3 SCSI. يتم فصل PCI-X عن نواقل PCI الأخرى ويسمح لوكلاء مختلفين باستخدامه. تعمل الاستجابات المقسمة على زيادة كفاءة الناقل عن طريق إزالة الحلقات المتكررة التي لا يمكن خلالها نقل البيانات على الناقل. بالإضافة إلى ذلك، تمت إضافة PCI-X أجهزة إم إس آي، مقاطعة النظام عن طريق الكتابة إلى الذاكرة المضيفة.

من الناحية النظرية، الحد الأقصى لكمية البيانات المنقولة بين المعالج و الأجهزة الطرفيةعبر PCI-X تبلغ 1.06 جيجابايت/ثانية، مقارنة بـ 133 ميجابايت/ثانية لـ PCI القياسي. يتمتع PCI-X أيضًا بمستوى محسّن من التسامح مع الأخطاء، مما يسمح للمستخدم، على سبيل المثال، بإعادة التهيئة بطاقة معيبةأو خذها دون اتصال بالإنترنت.

PCI-X غير متوافق مع 5V I/O القديم الذي كان يستخدم على نطاق واسع في الإصدار القياسي PCI.

ما الفرق بين PCI-X و PCI 64؟

64 بت فتحة PCIيمكننا تمييزه أولاً عن 32 بت في الطول، وعن PCI-X فهو يختلف في وجود ثلاثة أجزاء، واحدة في المنتصف، وهي أقصر بكثير من البقية. يمكن تمييز فتحات PCI-X عن PCI 64 بقطعة صغيرة في البداية، نفس القطعة الصغيرة في PCI 64 تقع في منتصف الفتحة. هذا يتعلق بالاختلافات البصرية.

ستعمل بطاقة 32 بت بشكل صحيح فتحة PCI-X، لكن بطاقات PCI-Xلن تعمل على فتحة 32 بت. يمكن لبعض بطاقات PCI 64 أن تعمل بشكل طبيعي على فتحات 32 بت، ولكن مع فقدان الطاقة المزدوج الذي لا مفر منه، منذ ذلك الحين الإنتاجيةالإطارات أقل.

الإصدارات:

بطاقات

• 66 ميجا هرتز
• 100 ميجا هرتز
• 133 ميجا هرتز
• 266 ميجا هرتز
• 533 ميجا هرتز

فتحات

• 66 ميجا هرتز
• 133 ميجا هرتز
• 266 ميجا هرتز
• 533 ميجا هرتز