NVMe ขับเคลื่อนในโหมดการทำงานที่แตกต่างกันของอินเทอร์เฟซ PCI Express: การศึกษาเชิงปฏิบัติเกี่ยวกับความสามารถในการปรับขนาดอินเทอร์เฟซในงานถ่ายโอนข้อมูล SSD พร้อมอินเทอร์เฟซ PCI Express: ตรวจสอบและทดสอบห้ารุ่น บัส PCI Express คืออะไร

มาตรฐาน PCI Express เป็นหนึ่งในรากฐานของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ สล็อต PCI Express ครองตำแหน่งที่แข็งแกร่งบนเมนบอร์ดคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปมายาวนาน โดยแทนที่มาตรฐานอื่นๆ เช่น PCI แต่แม้แต่มาตรฐาน PCI Express ก็ยังมีรูปแบบและรูปแบบการเชื่อมต่อที่แตกต่างกันออกไป สำหรับเมนบอร์ดรุ่นใหม่ เริ่มตั้งแต่ประมาณปี 2010 คุณจะเห็นพอร์ตต่างๆ ที่กระจัดกระจายบนเมนบอร์ดตัวเดียว ซึ่งกำหนดให้เป็น PCIEหรือ PCI-Eซึ่งอาจแตกต่างกันในจำนวนบรรทัด: หนึ่ง x1 หรือหลาย x2, x4, x8, x12, x16 และ x32

มาดูกันว่าเหตุใดพอร์ตต่อพ่วง PCI Express ที่ดูเรียบง่ายจึงเกิดความสับสน และจุดประสงค์ของมาตรฐาน PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 และ x32 แต่ละอันคืออะไร?

บัส PCI Express คืออะไร

ย้อนกลับไปในยุค 2000 เมื่อการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นจากมาตรฐาน PCI ที่เก่าแก่ (ส่วนขยาย - การเชื่อมต่อโครงข่ายของส่วนประกอบต่อพ่วง) ไปเป็น PCI Express สิ่งหลังมีข้อได้เปรียบอย่างมากอย่างหนึ่ง: แทนที่จะเป็นบัสอนุกรมซึ่งเป็น PCI ซึ่งเป็นแบบจุดต่อจุด มีการใช้รถบัสเข้าถึง ซึ่งหมายความว่าแต่ละพอร์ต PCI และการ์ดที่ติดตั้งไว้สามารถใช้ประโยชน์จากแบนด์วิธสูงสุดได้อย่างเต็มที่โดยไม่รบกวนซึ่งกันและกัน เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับการเชื่อมต่อ PCI ในสมัยนั้น อุปกรณ์ต่อพ่วงที่ใส่ลงในเอ็กซ์แพนชั่นการ์ดมีจำนวนมากมาย การ์ดเครือข่าย การ์ดเสียง เครื่องรับสัญญาณทีวี และอื่นๆ ล้วนต้องการทรัพยากรพีซีในปริมาณที่เพียงพอ แต่แตกต่างจากมาตรฐาน PCI ซึ่งใช้บัสทั่วไปในการถ่ายโอนข้อมูลกับอุปกรณ์หลายเครื่องที่เชื่อมต่อแบบขนาน PCI Express เมื่อพิจารณาโดยทั่วไปแล้ว จะเป็นเครือข่ายแพ็คเก็ตที่มีโทโพโลยีแบบดาว

PCI Express x16, PCI Express x1 และ PCI บนบอร์ดเดียว

ในแง่คนทั่วไป ลองจินตนาการว่าเดสก์ท็อปพีซีของคุณเป็นร้านค้าเล็กๆ ที่มีพนักงานขายหนึ่งหรือสองคน มาตรฐาน PCI แบบเก่าเปรียบเสมือนร้านขายของชำ ทุกคนต่อแถวเพื่อรับบริการ โดยประสบปัญหาด้านความเร็วโดยมีพนักงานขายเพียงคนเดียวอยู่หลังเคาน์เตอร์ PCI-E เปรียบเสมือนไฮเปอร์มาร์เก็ตมากกว่า: ลูกค้าแต่ละรายไปตามเส้นทางของตัวเองเพื่อไปซื้อของชำ และเมื่อชำระเงิน พนักงานเก็บเงินหลายคนจะรับคำสั่งซื้อพร้อมกัน

เห็นได้ชัดว่าไฮเปอร์มาร์เก็ตนั้นเร็วกว่าร้านค้าทั่วไปหลายเท่าในแง่ของความเร็วในการให้บริการเนื่องจากร้านค้าไม่สามารถจุพนักงานขายได้มากกว่าหนึ่งคนด้วยเครื่องบันทึกเงินสดเพียงเครื่องเดียว

นอกจากนี้ยังมีช่องทางข้อมูลเฉพาะสำหรับการ์ดเอ็กซ์แพนชันหรือส่วนประกอบมาเธอร์บอร์ดในตัว

อิทธิพลของจำนวนบรรทัดต่อปริมาณงาน

ตอนนี้ เพื่อขยายการเปรียบเทียบร้านค้าและไฮเปอร์มาร์เก็ตของเรา ลองจินตนาการว่าแต่ละแผนกของไฮเปอร์มาร์เก็ตมีแคชเชียร์ของตัวเองที่สงวนไว้สำหรับพวกเขาโดยเฉพาะ นี่คือจุดที่แนวคิดเกี่ยวกับช่องทางข้อมูลหลายช่องทางเข้ามามีบทบาท

PCI-E ได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงมากมายนับตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง ทุกวันนี้ เมนบอร์ดใหม่มักจะใช้เวอร์ชัน 3 ของมาตรฐาน โดยเวอร์ชันที่เร็วกว่า 4 จะกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น โดยคาดว่าจะเป็นเวอร์ชัน 5 ในปี 2019 แต่เวอร์ชันที่แตกต่างกันใช้การเชื่อมต่อทางกายภาพเดียวกัน และการเชื่อมต่อเหล่านี้สามารถทำได้ในสี่ขนาดหลัก: x1, x4, x8 และ x16 (มีพอร์ต x32 แต่หายากมากในเมนบอร์ดคอมพิวเตอร์ทั่วไป)

ขนาดทางกายภาพที่แตกต่างกันของพอร์ต PCI-Express ทำให้สามารถแบ่งได้อย่างชัดเจนด้วยจำนวนการเชื่อมต่อพร้อมกันกับเมนบอร์ด: ยิ่งพอร์ตมีขนาดใหญ่เท่าใด การเชื่อมต่อสูงสุดก็จะสามารถส่งไปยังการ์ดได้มากขึ้นเท่านั้น หรือในทางกลับกัน การเชื่อมต่อเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่า เส้น- เส้นหนึ่งสามารถมองได้ว่าเป็นแทร็กที่ประกอบด้วยคู่สัญญาณสองคู่: เส้นหนึ่งสำหรับการส่งข้อมูลและอีกเส้นหนึ่งสำหรับการรับ

มาตรฐาน PCI-E เวอร์ชันต่างๆ อนุญาตให้ใช้ความเร็วที่แตกต่างกันในแต่ละเลน แต่โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งมีช่องทางบนพอร์ต PCI-E เดียวมากขึ้น ข้อมูลก็จะไหลระหว่างอุปกรณ์ต่อพ่วงและส่วนที่เหลือของคอมพิวเตอร์ได้เร็วขึ้นเท่านั้น

กลับมาที่คำอุปมาของเรา: หากเรากำลังพูดถึงผู้ขายรายหนึ่งในร้านค้า แถบ x1 จะเป็นผู้ขายเพียงรายเดียวที่ให้บริการลูกค้าเพียงรายเดียว ร้านค้าที่มีแคชเชียร์ 4 คนมี 4 สายอยู่แล้ว x4- เป็นต้น คุณสามารถกำหนดพนักงานเก็บเงินตามจำนวนบรรทัด คูณด้วย 2 ได้

การ์ด PCI Express ต่างๆ

ประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้ PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 และ x32

สำหรับเวอร์ชัน PCI Express 3.0 ความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดโดยรวมคือ 8 GT/s ในความเป็นจริง ความเร็วสำหรับเวอร์ชัน PCI-E 3 จะน้อยกว่าหนึ่งกิกะไบต์ต่อวินาทีต่อเลนเล็กน้อย

ดังนั้นอุปกรณ์ที่ใช้พอร์ต PCI-E x1 เช่นการ์ดเสียงพลังงานต่ำหรือเสาอากาศ Wi-Fi จะสามารถถ่ายโอนข้อมูลด้วยความเร็วสูงสุด 1 Gbps

การ์ดที่เหมาะกับช่องที่ใหญ่กว่า - x4หรือ x8ตัวอย่างเช่น การ์ดขยาย USB 3.0 จะสามารถถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วขึ้นสี่หรือแปดเท่าตามลำดับ

ความเร็วการถ่ายโอนของพอร์ต PCI-E x16 ถูกจำกัดตามทฤษฎีไว้ที่แบนด์วิธสูงสุดประมาณ 15 Gbps ซึ่งเกินพอในปี 2560 สำหรับกราฟิกการ์ดสมัยใหม่ทั้งหมดที่พัฒนาโดย NVIDIA และ AMD

กราฟิกการ์ดแยกส่วนใหญ่ใช้สล็อต PCI-E x16

โปรโตคอล PCI Express 4.0 อนุญาตให้ใช้ 16 GT/s และ PCI Express 5.0 จะใช้ 32 GT/s

แต่ปัจจุบันไม่มีส่วนประกอบใดที่สามารถใช้ช่องทางจำนวนนี้ได้และมีปริมาณงานสูงสุด กราฟิกการ์ดระดับไฮเอนด์สมัยใหม่มักจะใช้ x16 PCI Express 3.0 มันไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะใช้เลนเดียวกันสำหรับการ์ดเครือข่ายที่จะใช้เพียงเลนเดียวบนพอร์ต x16 เนื่องจากพอร์ตอีเธอร์เน็ตสามารถถ่ายโอนข้อมูลได้มากถึงหนึ่งกิกะบิตต่อวินาทีเท่านั้น (ซึ่งประมาณหนึ่งในแปดของปริมาณงานของ หนึ่งเลน PCI-E - จำไว้ว่า: แปดบิตในหนึ่งไบต์)

มี PCI-E SSD ในตลาดที่รองรับพอร์ต x4 แต่ดูเหมือนว่าจะถูกแทนที่ด้วยมาตรฐาน M.2 ใหม่ที่พัฒนาอย่างรวดเร็ว สำหรับ SSD ที่สามารถใช้บัส PCI-E ได้เช่นกัน การ์ดเครือข่ายระดับไฮเอนด์และฮาร์ดแวร์สำหรับผู้สนใจ เช่น ตัวควบคุม RAID ใช้รูปแบบ x4 และ x8 ร่วมกัน

พอร์ต PCI-E และขนาดเลนอาจแตกต่างกันไป

นี่เป็นหนึ่งในปัญหาที่น่าสับสนที่สุดกับ PCI-E: พอร์ตสามารถสร้างได้ในรูปแบบ x16 แต่ไม่มีช่องทางเพียงพอที่จะส่งข้อมูลผ่าน เช่น เพียง x4 เนื่องจากแม้ว่า PCI-E สามารถรองรับการเชื่อมต่อส่วนบุคคลได้ไม่จำกัดจำนวน แต่ก็ยังมีข้อจำกัดในทางปฏิบัติเกี่ยวกับความจุแบนด์วิธของชิปเซ็ต มาเธอร์บอร์ดราคาถูกกว่าซึ่งมีชิปเซ็ตระดับล่างอาจมีช่อง x8 เพียงช่องเดียว แม้ว่าช่องนั้นจะสามารถรองรับการ์ดฟอร์มแฟคเตอร์ x16 ได้ก็ตาม

นอกจากนี้ เมนบอร์ดที่มุ่งเป้าไปที่นักเล่นเกมยังมีสล็อต PCI-E สูงสุดสี่ช่องพร้อม x16 และจำนวนเลนเท่ากันสำหรับแบนด์วิธสูงสุด

แน่นอนว่าสิ่งนี้อาจทำให้เกิดปัญหาได้ หากเมนบอร์ดมีสล็อต x16 สองช่อง แต่หนึ่งในนั้นมีเลน x4 เท่านั้น การเพิ่มกราฟิกการ์ดใหม่จะลดประสิทธิภาพของสล็อตแรกได้มากถึง 75% แน่นอนว่านี่เป็นเพียงผลลัพธ์ทางทฤษฎีเท่านั้น สถาปัตยกรรมของมาเธอร์บอร์ดนั้นคุณจะไม่เห็นประสิทธิภาพที่ลดลงอย่างรวดเร็ว

การกำหนดค่าที่ถูกต้องของการ์ดแสดงผลกราฟิกสองตัวควรใช้สล็อต x16 สองช่องพอดี หากคุณต้องการความสะดวกสบายสูงสุดจากการ์ดแสดงผลสองตัวที่เรียงกัน คู่มือที่สำนักงานจะช่วยให้คุณทราบว่าสล็อตบนเมนบอร์ดของคุณมีกี่บรรทัด เว็บไซต์ของผู้ผลิต

บางครั้งผู้ผลิตถึงกับทำเครื่องหมายจำนวนบรรทัดบน PCB ของเมนบอร์ดถัดจากช่อง

คุณจำเป็นต้องรู้ว่าการ์ด x1 หรือ x4 ที่สั้นกว่าสามารถใส่ลงในสล็อต x8 หรือ x16 ที่ยาวกว่าได้ การกำหนดค่าพินของหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ โดยปกติแล้ว หากการ์ดมีขนาดใหญ่กว่าช่อง คุณจะไม่สามารถใส่การ์ดได้

ดังนั้น โปรดจำไว้ว่าเมื่อซื้อเอ็กซ์แพนชันการ์ดหรืออัพเกรดการ์ดปัจจุบัน คุณต้องจำทั้งขนาดของสล็อต PCI Express และจำนวนเลนที่ต้องการเสมอ

หากคุณถามว่าควรใช้อินเทอร์เฟซใดสำหรับโซลิดสเตตไดรฟ์ที่รองรับโปรโตคอล NVMe บุคคลใด ๆ (ที่รู้ว่า NVMe คืออะไร) จะต้องตอบ: แน่นอน PCIe 3.0 x4! จริงอยู่ที่เขามักจะมีปัญหาในการหาเหตุผล อย่างดีที่สุด เราจะได้รับคำตอบว่าไดรฟ์ดังกล่าวรองรับ PCIe 3.0 x4 และแบนด์วิดท์อินเทอร์เฟซก็มีความสำคัญ ใช่ แต่การพูดคุยทั้งหมดเกี่ยวกับเรื่องนี้เริ่มต้นเฉพาะเมื่อไดรฟ์บางตัวในการดำเนินการบางอย่างคับแคบภายในกรอบงานของ SATA "ปกติ" แต่ระหว่าง 600 MB/s และ (ตามทฤษฎีเท่ากัน) 4 GB/s ของอินเทอร์เฟซ PCIe 3.0 x4 เหลือเพียงขุมนรกที่เต็มไปด้วยตัวเลือกมากมาย! จะเกิดอะไรขึ้นถ้าบรรทัด PCIe 3.0 หนึ่งบรรทัดเพียงพอเนื่องจากมีขนาดใหญ่กว่า SATA600 ถึงหนึ่งเท่าครึ่งอยู่แล้ว? การเติมเชื้อเพลิงลงในกองไฟคือผู้ผลิตคอนโทรลเลอร์ที่ขู่ว่าจะเปลี่ยนไปใช้ PCIe 3.0 x2 ในผลิตภัณฑ์ราคาประหยัดรวมถึงความจริงที่ว่าผู้ใช้จำนวนมากไม่มีสิ่งนี้ ในทางทฤษฎีมีความแม่นยำมากขึ้น แต่สามารถปล่อยออกมาได้โดยการกำหนดค่าระบบใหม่หรือแม้กระทั่งการเปลี่ยนแปลงสิ่งที่คุณไม่ต้องการทำเท่านั้น แต่ฉันต้องการซื้อไดรฟ์โซลิดสเตตระดับบน แต่มีความกลัวว่าจะไม่มีประโยชน์ใด ๆ จากสิ่งนี้เลย (แม้แต่ความพึงพอใจทางศีลธรรมจากผลลัพธ์ของยูทิลิตี้ทดสอบ)

แต่นี่เป็นเรื่องจริงหรือไม่? กล่าวอีกนัยหนึ่ง จำเป็นจริงๆ หรือไม่ที่จะต้องมุ่งเน้นที่โหมดการทำงานที่รองรับโดยเฉพาะ หรือยังเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ? ละทิ้งหลักการ- นี่คือสิ่งที่เราตัดสินใจตรวจสอบในวันนี้ ให้การตรวจสอบรวดเร็วและไม่แสร้งทำเป็นว่าละเอียดถี่ถ้วน แต่ข้อมูลที่ได้รับก็ควรจะเพียงพอ (ตามที่เห็น) อย่างน้อยก็ลองคิดดู... สำหรับตอนนี้ เรามาทำความรู้จักกับทฤษฎีสั้น ๆ กันก่อนดีกว่า

PCI Express: มาตรฐานที่มีอยู่และแบนด์วิธ

เริ่มจากกันก่อนว่า PCIe คืออะไรและอินเทอร์เฟซนี้ทำงานด้วยความเร็วเท่าใด มักเรียกกันว่า "บัส" ซึ่งค่อนข้างไม่ถูกต้องตามอุดมการณ์ ดังนั้นจึงไม่มีบัสที่อุปกรณ์ทั้งหมดเชื่อมต่ออยู่ ในความเป็นจริงมีชุดการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด (คล้ายกับอินเทอร์เฟซแบบอนุกรมอื่นๆ) โดยมีตัวควบคุมอยู่ตรงกลางและอุปกรณ์ต่างๆ ที่เชื่อมต่ออยู่ (ซึ่งแต่ละอันอาจเป็นฮับระดับถัดไป)

PCI Express เวอร์ชันแรกปรากฏขึ้นเมื่อเกือบ 15 ปีที่แล้ว การมุ่งเน้นที่การใช้งานภายในคอมพิวเตอร์ (มักจะอยู่ในบอร์ดเดียวกัน) ทำให้สามารถสร้างความเร็วสูงมาตรฐาน: 2.5 กิกะบิตต่อวินาที เนื่องจากอินเทอร์เฟซเป็นแบบอนุกรมและฟูลดูเพล็กซ์ ช่อง PCIe เดียว (x1 ซึ่งเป็นหน่วยอะตอมมิกที่มีประสิทธิภาพ) จึงให้ความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุด 5 Gbps อย่างไรก็ตาม ในแต่ละทิศทางมีเพียงครึ่งหนึ่งของสิ่งนี้ นั่นคือ 2.5 Gbps และนี่คือความเร็วเต็มของอินเทอร์เฟซ ไม่ใช่ความเร็วที่ "มีประโยชน์": เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือ แต่ละไบต์จะถูกเข้ารหัสด้วย 10 บิต ดังนั้นปริมาณงานทางทฤษฎีของ หนึ่งเลน PCIe 1.x มีค่าประมาณ 250 MB/s ในแต่ละวิธี ในทางปฏิบัติ ยังคงจำเป็นต้องถ่ายโอนข้อมูลบริการ และท้ายที่สุดแล้ว การถ่ายโอนข้อมูลผู้ใช้ประมาณ 200 MB/s จะถูกต้องมากกว่า อย่างไรก็ตาม ซึ่งในเวลานั้นไม่เพียงแต่ครอบคลุมความต้องการของอุปกรณ์ส่วนใหญ่เท่านั้น แต่ยังให้การสำรองที่มั่นคงอีกด้วย เพียงจำไว้ว่า PCIe รุ่นก่อนในส่วนของอินเทอร์เฟซระบบมวล เช่น บัส PCI ให้ปริมาณงาน 133 MB/ ส. และแม้ว่าเราจะพิจารณาไม่เพียงแต่การใช้งานจำนวนมาก แต่ยังรวมถึงตัวเลือก PCI ทั้งหมดด้วย แต่ความเร็วสูงสุดคือ 533 MB/s และสำหรับบัสทั้งหมด นั่นคือ PS ดังกล่าวถูกแบ่งออกเป็นอุปกรณ์ทั้งหมดที่เชื่อมต่ออยู่ ที่นี่ 250 MB/s (เนื่องจากสำหรับ PCI มักจะได้รับปริมาณงานทั้งหมดและไม่ใช่ปริมาณที่มีประโยชน์) ต่อบรรทัด - ใช้งานเฉพาะ และสำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการมากกว่านี้ ในตอนแรกเป็นไปได้ที่จะรวมหลายบรรทัดไว้ในอินเทอร์เฟซเดียวด้วยกำลังสอง - ตั้งแต่ 2 ถึง 32 นั่นคือเวอร์ชัน x32 ที่มาตรฐานกำหนดไว้สามารถส่งได้ถึง 8 GB/s ในแต่ละ ทิศทาง. ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ไม่ได้ใช้ x32 เนื่องจากความซับซ้อนในการสร้างและเดินสายคอนโทรลเลอร์และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นตัวเลือกสูงสุดคือ 16 บรรทัด (และยังคงใช้อยู่) โดยการ์ดแสดงผลเป็นหลัก เนื่องจากอุปกรณ์ส่วนใหญ่ไม่ต้องการอะไรมากมาย โดยทั่วไปสำหรับจำนวนมากบรรทัดเดียวก็เพียงพอแล้ว แต่บางบรรทัดก็ใช้ทั้ง x4 และ x8 ได้สำเร็จ: เฉพาะในหัวข้อการจัดเก็บข้อมูล - ตัวควบคุม RAID หรือ SSD

เวลาไม่หยุดนิ่งและเมื่อประมาณ 10 ปีที่แล้ว PCIe เวอร์ชันที่สองก็ปรากฏตัวขึ้น การปรับปรุงไม่เพียงแต่เกี่ยวกับความเร็วเท่านั้น แต่ยังมีการก้าวไปข้างหน้าในเรื่องนี้ด้วย - อินเทอร์เฟซเริ่มให้บริการ 5 กิกะทรานส์แอคชั่นต่อวินาทีในขณะที่ยังคงรูปแบบการเข้ารหัสเดียวกันนั่นคือปริมาณงานเพิ่มขึ้นสองเท่า และเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าอีกครั้งในปี 2010: PCIe 3.0 ให้ 8 (แทนที่จะเป็น 10) กิกะทรานส์แอคชั่นต่อวินาที แต่ความซ้ำซ้อนลดลง - ตอนนี้ 130 บิตถูกใช้เพื่อเข้ารหัส 128 ไม่ใช่ 160 เหมือนเมื่อก่อน โดยหลักการแล้ว เวอร์ชัน PCIe 4.0 ที่มีความเร็วเพิ่มขึ้นอีกสองเท่าก็พร้อมที่จะปรากฏบนกระดาษแล้ว แต่เราไม่น่าจะเห็นมันในฮาร์ดแวร์ในอนาคตอันใกล้นี้ ในความเป็นจริง PCIe 3.0 ยังคงใช้ในหลายแพลตฟอร์มร่วมกับ PCIe 2.0 เนื่องจากประสิทธิภาพของรุ่นหลังนั้น... ไม่จำเป็นสำหรับหลาย ๆ แอปพลิเคชัน และหากจำเป็น วิธีการรวมเส้นแบบเก่าที่ดีก็ใช้งานได้ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีเพียงแต่ละอันเท่านั้นที่เร็วขึ้นสี่เท่าเช่น PCIe 3.0 x4 คือ PCIe 1.0 x16 ซึ่งเป็นสล็อตที่เร็วที่สุดในคอมพิวเตอร์ในช่วงกลางปี ​​​​2000 ตัวเลือกนี้รองรับคอนโทรลเลอร์ SSD ระดับบนสุด และแนะนำให้ใช้ ชัดเจนว่าหากมีโอกาสเช่นนั้นก็มีมากไม่ใช่น้อย ถ้าไม่มีเธอล่ะ? จะมีปัญหาอะไรไหม และถ้าเป็นเช่นนั้นจะเป็นอย่างไร? นี่คือคำถามที่เราต้องจัดการ

วิธีการทดสอบ

การทดสอบกับมาตรฐาน PCIe เวอร์ชันต่างๆ ไม่ใช่เรื่องยาก: คอนโทรลเลอร์เกือบทั้งหมดอนุญาตให้คุณใช้ไม่เพียงแต่ที่รองรับเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคอนโทรลเลอร์รุ่นก่อนหน้าทั้งหมดด้วย จำนวนเลนจะยากขึ้น: เราต้องการทดสอบตัวเลือกโดยตรงกับเลน PCIe หนึ่งหรือสองเลน บอร์ด Asus H97-Pro Gamer ที่เรามักจะใช้กับชิปเซ็ต Intel H97 ไม่รองรับทั้งชุด แต่นอกเหนือจากสล็อต "โปรเซสเซอร์" x16 (ซึ่งปกติจะใช้) แล้วยังมีอีกอันที่ทำงานในรูปแบบ PCIe 2.0 x2 หรือ โหมด x4 เราใช้ทั้งสามตัวนี้ โดยเพิ่มโหมดสล็อต "โปรเซสเซอร์" PCIe 2.0 เข้ามาเพื่อประเมินว่ามีความแตกต่างหรือไม่ ถึงกระนั้นในกรณีนี้ไม่มี "ตัวกลาง" ภายนอกระหว่างโปรเซสเซอร์และ SSD แต่เมื่อทำงานกับสล็อต "ชิปเซ็ต" จะมี: ชิปเซ็ตเองซึ่งจริง ๆ แล้วเชื่อมต่อกับโปรเซสเซอร์ด้วย PCIe 2.0 x4 เดียวกัน . เป็นไปได้ที่จะเพิ่มโหมดการทำงานอีกหลายโหมด แต่เรายังคงดำเนินการส่วนหลักของการศึกษาในระบบอื่น

ความจริงก็คือเราตัดสินใจที่จะใช้โอกาสนี้และในขณะเดียวกันก็ตรวจสอบ "ตำนานเมือง" อย่างหนึ่งนั่นคือความเชื่อเกี่ยวกับประโยชน์ของการใช้โปรเซสเซอร์ชั้นนำในการทดสอบไดรฟ์ ดังนั้นเราจึงใช้ Core i7-5960X แบบแปดคอร์ซึ่งเป็นญาติของ Core i3-4170 ที่มักใช้ในการทดสอบ (เหล่านี้คือ Haswell และ Haswell-E) แต่มีคอร์มากกว่าสี่เท่า นอกจากนี้บอร์ด Asus Sabertooth X99 ที่พบในถังขยะยังมีประโยชน์สำหรับเราในปัจจุบันเนื่องจากมีสล็อต PCIe x4 ซึ่งจริงๆ แล้วสามารถทำงานได้เป็น x1 หรือ x2 ในระบบนี้ เราได้ทดสอบตัวเลือก x4 สามตัวเลือก (PCIe 1.0/2.0/3.0) จากโปรเซสเซอร์และชิปเซ็ต PCIe 1.0 x1, PCIe 1.0 x2, PCIe 2.0 x1 และ PCIe 2.0 x2 (ในทุกกรณี การกำหนดค่าชิปเซ็ตจะถูกทำเครื่องหมายไว้ในไดอะแกรมด้วย (ค)- ตอนนี้สมเหตุสมผลหรือไม่ที่จะหันมาใช้ PCIe เวอร์ชันแรก เนื่องจากแทบจะไม่มีบอร์ดตัวเดียวที่รองรับเฉพาะเวอร์ชันมาตรฐานนี้และสามารถบูตจากอุปกรณ์ NVMe ได้ จากมุมมองเชิงปฏิบัติไม่ แต่เพื่อตรวจสอบอัตราส่วนที่สันนิษฐานไว้ก่อนของ PCIe 1.1 x4 = PCIe 2.0 x2 และสิ่งที่คล้ายกันมันจะมีประโยชน์สำหรับเรา หากการทดสอบแสดงให้เห็นว่าความสามารถในการปรับขนาดบัสสอดคล้องกับทฤษฎี ก็ไม่สำคัญว่าเรายังไม่สามารถรับวิธีการเชื่อมต่อ PCIe 3.0 x1/x2 ที่สำคัญในทางปฏิบัติได้: วิธีแรกจะเหมือนกับ PCIe 1.1 x4 หรือ PCIe 2.0 x2 และอันที่สอง - PCIe 2.0 x4 . และเรามีพวกเขา

ในแง่ของซอฟต์แวร์ เราจำกัดตัวเองอยู่เพียง Anvil's Storage Utilities 1.1.0 เท่านั้น: โดยจะวัดคุณลักษณะต่างๆ ของไดรฟ์ระดับต่ำได้ค่อนข้างดี และเราไม่ต้องการสิ่งอื่นใดอีก ค่อนข้างตรงกันข้าม: อิทธิพลใดๆ ของส่วนประกอบอื่นๆ ของระบบเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์อย่างยิ่ง ดังนั้นสารสังเคราะห์ระดับต่ำจึงไม่มีทางเลือกอื่นสำหรับวัตถุประสงค์ของเรา

เราใช้ Patriot Hellfire ขนาด 240 GB เป็น "ของไหลในการทำงาน" เนื่องจากก่อตั้งขึ้นระหว่างการทดสอบ นี่ไม่ใช่เจ้าของสถิติด้านประสิทธิภาพ แต่คุณลักษณะด้านความเร็วค่อนข้างสอดคล้องกับผลลัพธ์ของ SSD ที่ดีที่สุดในระดับเดียวกันและความจุเท่ากัน ใช่แล้ว ในตลาดมีอุปกรณ์ที่ช้ากว่าอยู่แล้ว และจะมีเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ โดยหลักการแล้ว อาจเป็นไปได้ที่จะทำซ้ำการทดสอบด้วยสิ่งที่เร็วกว่า แต่ในความเห็นของเรา ไม่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้ - ผลลัพธ์สามารถคาดเดาได้ แต่อย่าก้าวไปข้างหน้า แต่มาดูกันว่าเราได้อะไรบ้าง

ผลการทดสอบ

เมื่อทดสอบ Hellfire เราสังเกตเห็นว่าความเร็วสูงสุดสำหรับการดำเนินการตามลำดับสามารถ "บีบออก" ได้เฉพาะกับโหลดแบบมัลติเธรดเท่านั้น ดังนั้นสิ่งนี้จึงต้องนำมาพิจารณาในอนาคตด้วย: ปริมาณงานทางทฤษฎีเป็นเพียงทางทฤษฎีเท่านั้น เพราะ ข้อมูล "จริง" ที่ได้รับในโปรแกรมต่าง ๆ ภายใต้สถานการณ์ที่แตกต่างกันจะไม่ขึ้นอยู่กับข้อมูลนั้นอีกต่อไป แต่ขึ้นอยู่กับโปรแกรมและสถานการณ์เหล่านี้ - ในกรณีนี้แน่นอนว่าเมื่อสถานการณ์เหตุสุดวิสัยไม่รบกวน :) นี่คือสถานการณ์ที่เราเป็น ตอนนี้กำลังสังเกต: มีการกล่าวไปแล้วข้างต้นว่า PCIe 1.x x1 มีค่าประมาณ 200 MB/s และนั่นคือสิ่งที่เราเห็น เลน PCIe 1.x สองเลนหรือ PCIe 2.0 หนึ่งเลนเร็วกว่าสองเท่า และนั่นคือสิ่งที่เราเห็น เลน PCIe 1.x สี่เลน, PCIe 2.0 สองตัวหรือ PCIe 3.0 หนึ่งเลนนั้นเร็วกว่าสองเท่า ซึ่งได้รับการยืนยันสำหรับสองตัวเลือกแรก ดังนั้นอันที่สามไม่น่าจะแตกต่างกัน ตามหลักการแล้ว ความสามารถในการปรับขนาดตามที่คาดไว้นั้นเหมาะอย่างยิ่ง: การดำเนินการเป็นแบบเชิงเส้น แฟลชจัดการได้ดี ดังนั้นอินเทอร์เฟซจึงมีความสำคัญ หยุดแฟลช รับมือได้ดีเป็น PCIe 2.0 x4 สำหรับการบันทึก (ซึ่งหมายความว่า PCIe 3.0 x2 ก็เหมาะสมเช่นกัน) การอ่าน "อาจ" มีมากกว่านั้น แต่ขั้นตอนสุดท้ายให้เวลาเพิ่มขึ้นครึ่งหนึ่งแล้ว และไม่เพิ่มขึ้นสองเท่า (เท่าที่ควร) นอกจากนี้เรายังทราบด้วยว่าไม่มีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนระหว่างชิปเซ็ตและตัวควบคุมโปรเซสเซอร์ และระหว่างแพลตฟอร์มเช่นกัน อย่างไรก็ตาม LGA2011-3 นั้นล้ำหน้าไปเล็กน้อยแต่เพียงเล็กน้อยเท่านั้น

ทุกอย่างราบรื่นและสวยงาม แต่ ไม่ฉีกแม่แบบ: ค่าสูงสุดในการทดสอบเหล่านี้มากกว่า 500 MB/s เพียงเล็กน้อย และแม้แต่ SATA600 หรือ (ในการทดสอบวันนี้) PCIe 1.0 x4 / PCIe 2.0 x2 / PCIe3.0x1- ถูกต้อง: อย่าตกใจกับการเปิดตัวตัวควบคุมงบประมาณสำหรับ PCIe x2 หรือการมีเพียงบรรทัดจำนวนมาก (และเวอร์ชันมาตรฐานเวอร์ชัน 2.0) ในช่อง M.2 บนบอร์ดบางตัวเมื่อไม่ต้องการมากกว่านี้ บางครั้งคุณไม่จำเป็นต้องทำอะไรมากขนาดนั้น: ได้ผลลัพธ์สูงสุดด้วยคิว 16 คำสั่ง ซึ่งไม่ปกติสำหรับซอฟต์แวร์ที่ผลิตจำนวนมาก บ่อยครั้งที่มีคิวที่มีคำสั่ง 1-4 และด้วยเหตุนี้คุณสามารถเข้าถึงได้ด้วย PCIe ตัวแรกหนึ่งบรรทัดและแม้แต่ SATA ตัวแรกสุด อย่างไรก็ตาม ยังมีค่าใช้จ่ายและอื่นๆ อีกมากมาย ดังนั้นอินเทอร์เฟซที่รวดเร็วจึงมีประโยชน์ อย่างไรก็ตาม การเร็วเกินไปอาจไม่เป็นอันตราย

นอกจากนี้ ในการทดสอบนี้ แพลตฟอร์มมีพฤติกรรมแตกต่างออกไป และด้วยคิวคำสั่งเดียว - โดยพื้นฐานแล้วจะแตกต่างออกไป “ปัญหา” ไม่ใช่ว่ามีหลายคอร์เสีย พวกมันไม่ได้ใช้ที่นี่อยู่แล้ว ยกเว้นบางที และไม่มากจนทำให้โหมดบูสต์ถูกใช้งานอย่างเต็มที่ ดังนั้นเราจึงมีความแตกต่างประมาณ 20% ในความถี่คอร์และหน่วยความจำแคชครึ่งหนึ่งครึ่ง - ใน Haswell-E จะทำงานที่ความถี่ต่ำกว่าและไม่ซิงโครนัสกับคอร์ โดยทั่วไป แพลตฟอร์มระดับบนจะมีประโยชน์เฉพาะในการกำจัด "Yops" สูงสุดผ่านโหมดมัลติเธรดส่วนใหญ่ที่มีความลึกของคิวคำสั่งขนาดใหญ่เท่านั้น น่าเสียดายเพียงอย่างเดียวคือจากมุมมองของการปฏิบัติงานนี่เป็นการสังเคราะห์ทรงกลมโดยสมบูรณ์ในสุญญากาศ :)

ในการบันทึก สถานการณ์ไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปโดยพื้นฐานในทุกแง่มุม แต่สิ่งที่ตลกก็คือในทั้งสองระบบโหมด PCIe 2.0 x4 ในช่อง "โปรเซสเซอร์" กลายเป็นโหมดที่เร็วที่สุด ทั้งสอง! และมีการตรวจสอบ/ตรวจสอบหลายครั้ง เมื่อมาถึงจุดนี้ คุณอดไม่ได้ที่จะคิดว่าคุณต้องการหรือไม่ นี่คือมาตรฐานใหม่ของคุณหรืออย่ารีบร้อนจะดีกว่า...

เมื่อทำงานกับบล็อกที่มีขนาดแตกต่างกันไอดีลทางทฤษฎีจะถูกทำลายลงเนื่องจากความจริงที่ว่าการเพิ่มความเร็วของอินเทอร์เฟซยังคงสมเหตุสมผล ผลลัพธ์ที่ได้คือ PCIe 2.0 เลนสองสามเลนก็เพียงพอแล้ว แต่ในความเป็นจริงแล้วในกรณีนี้ประสิทธิภาพจะต่ำกว่า PCIe 3.0 x4 แม้ว่าจะไม่ใช่หลายเท่าก็ตาม และโดยทั่วไปแล้วที่นี่แพลตฟอร์มงบประมาณ "อุดตัน" อันดับแรกในระดับที่สูงกว่ามาก แต่เป็นการดำเนินการประเภทนี้ซึ่งส่วนใหญ่พบในแอพพลิเคชั่นซอฟต์แวร์นั่นคือ แผนภาพนี้ใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากที่สุด ด้วยเหตุนี้จึงไม่น่าแปลกใจที่อินเทอร์เฟซที่หนาและโปรโตคอลที่ทันสมัยไม่ได้ให้เอฟเฟกต์ "ว้าว" ใด ๆ แม่นยำยิ่งขึ้นจะมีการให้การเปลี่ยนจากกลไกเหล่านั้น แต่จะเหมือนกับโซลิดสเตตไดรฟ์ที่มีอินเทอร์เฟซใด ๆ ที่จะมอบให้เขาทุกประการ

ทั้งหมด

เพื่อให้ง่ายต่อการรับรู้ภาพของโรงพยาบาลโดยรวมเราใช้คะแนนที่กำหนดโดยโปรแกรม (รวม - สำหรับการอ่านและการเขียน) ทำให้เป็นมาตรฐานตามโหมด "ชิปเซ็ต" PCIe 2.0 x4: ในขณะนี้ มีจำหน่ายกันอย่างแพร่หลายที่สุดเนื่องจากพบได้แม้บนแพลตฟอร์ม LGA1155 หรือ AMD โดยไม่จำเป็นต้อง "รุกราน" การ์ดแสดงผล นอกจากนี้ยังเทียบเท่ากับ PCIe 3.0 x2 ซึ่งผู้ควบคุมงบประมาณกำลังเตรียมที่จะควบคุม และบนแพลตฟอร์ม AMD AM4 ใหม่ นี่เป็นโหมดที่สามารถรับได้อย่างแม่นยำโดยไม่ส่งผลกระทบต่อการ์ดแสดงผลแยก

แล้วเราเห็นอะไร? หากเป็นไปได้ การใช้ PCIe 3.0 x4 ย่อมดีกว่าอย่างแน่นอน แต่ไม่จำเป็น: ​​นำประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น 10% อย่างแท้จริงมาสู่ไดรฟ์ NVMe ระดับกลาง (ในส่วนบนสุดในตอนแรก) และถึงอย่างนั้น - เนื่องจากการปฏิบัติงานที่โดยทั่วไปไม่ธรรมดาในทางปฏิบัติ เหตุใดจึงใช้ตัวเลือกนี้โดยเฉพาะในกรณีนี้ ประการแรกมีโอกาสเช่นนี้ แต่เงินสำรองไม่เพียงพอสำหรับกระเป๋า ประการที่สอง มีไดรฟ์ที่เร็วกว่าการทดสอบ Patriot Hellfire ของเราด้วยซ้ำ ประการที่สาม มีกิจกรรมบางส่วนที่โหลด "ผิดปกติ" สำหรับระบบเดสก์ท็อปเป็นเรื่องปกติ ยิ่งไปกว่านั้น นี่คือจุดที่ประสิทธิภาพของระบบจัดเก็บข้อมูล หรืออย่างน้อยความสามารถในการทำให้ส่วนหนึ่งของระบบรวดเร็วมาก เป็นสิ่งสำคัญที่สุด แต่สิ่งนี้ใช้ไม่ได้กับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลทั่วไป

ดังที่เราเห็นแล้วว่าการใช้ PCIe 2.0 x2 (หรือตามลำดับ PCIe 3.0 x1) ไม่ได้ทำให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างมาก - เพียง 15-20% เท่านั้น และแม้ว่าในกรณีนี้เราจะจำกัดความสามารถที่เป็นไปได้ของคอนโทรลเลอร์ถึงสี่เท่าก็ตาม! สำหรับการดำเนินการหลายอย่าง ปริมาณงานนี้ก็เพียงพอแล้ว สาย PCIe 2.0 เพียงเส้นเดียวไม่เพียงพออีกต่อไป ดังนั้นจึงเหมาะสมสำหรับคอนโทรลเลอร์ที่จะรองรับ PCIe 3.0 - และเนื่องจากปัญหาการขาดแคลนสายอย่างมากในระบบสมัยใหม่ สิ่งนี้จึงทำงานได้ดี นอกจากนี้ ความกว้าง x4 ยังมีประโยชน์ แม้ว่าจะไม่รองรับ PCIe เวอร์ชันใหม่ในระบบ แต่ก็ยังช่วยให้คุณทำงานด้วยความเร็วปกติ (แม้ว่าจะช้ากว่าที่เป็นไปได้ก็ตาม) หากมีสล็อตที่กว้างไม่มากก็น้อย .

โดยหลักการแล้ว สถานการณ์จำนวนมากที่หน่วยความจำแฟลชกลายเป็นคอขวด (ใช่ เป็นไปได้และมีอยู่ไม่เพียงแต่ในกลไกเท่านั้น) นำไปสู่ความจริงที่ว่า PCIe เวอร์ชันที่สามทั้งสี่เลนในเรื่องนี้ ไดรฟ์เร็วกว่าไดรฟ์แรกประมาณ 3.5 เท่า - ปริมาณงานทางทฤษฎีของทั้งสองกรณีนี้แตกต่างกัน 16 เท่า ซึ่งแน่นอนว่าไม่ได้หมายความว่าคุณต้องรีบเร่งเพื่อเชี่ยวชาญอินเทอร์เฟซที่ช้ามาก - เวลาของพวกมันหมดไปตลอดกาล เป็นเพียงความเป็นไปได้หลายประการของอินเทอร์เฟซที่รวดเร็วที่สามารถเกิดขึ้นได้ในอนาคตเท่านั้น หรือในสภาวะที่ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ธรรมดาทั่วไปจะไม่มีวันพบเจอโดยตรงในชีวิต (ยกเว้นผู้ชอบเปรียบเทียบตัวเองกับผู้รู้อะไร) จริงๆแล้วนั่นคือทั้งหมดที่

PCI Express ซึ่งมีชื่อเต็มทางเทคนิคว่า "Peripheral Component Interconnect Express" แต่มักเรียกสั้น ๆ ว่า PCIe หรือ PCI-E เป็นประเภทการเชื่อมต่อมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ภายใน เช่น การ์ดแสดงผล การ์ดเสียง อะแดปเตอร์ wifi และอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ บนคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล .

มาทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างตัวเชื่อมต่อ PCI-E กันดีกว่า

โดยทั่วไป พอร์ตความเร็วสูงนี้หมายถึงสล็อตส่วนขยายจริงบนเมนบอร์ดที่ยอมรับการ์ดเอ็กซ์แพนชันแบบ PCIe แบบดั้งเดิมและประเภทการ์ดเอ็กซ์แพนชัน

PCI Express ได้เข้ามาแทนที่ PCI อย่างแท้จริง ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ได้แทนที่ประเภทการเชื่อมต่อที่เก่าแก่ที่สุดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่เรียกว่า ISA แม้ว่าพีซีจะมีสล็อตขยายได้หลากหลาย แต่ PCI Express ก็ถือเป็นอินเทอร์เฟซภายในมาตรฐานสำหรับสล็อตที่เร็วที่สุด ปัจจุบัน เมนบอร์ดคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลจำนวนมากผลิตขึ้นโดยใช้ขั้วต่อ PCI Express เท่านั้น

PCI Express ทำงานอย่างไร

เช่นเดียวกับมาตรฐานเก่าๆ เช่น PCI และ AGP อุปกรณ์ที่ใช้ Express จะเชื่อมต่อกับขั้วต่อความเร็วสูงบนเมนบอร์ด

อินเทอร์เฟซของขั้วต่อนี้ให้การสื่อสารความเร็วสูงระหว่างอุปกรณ์และอุปกรณ์อื่นๆ

แม้ว่าจะไม่ธรรมดามากนัก แต่ก็มีพอร์ตความเร็วสูงเวอร์ชันภายนอกซึ่งเรียกว่า External PCI Express โดยไม่น่าแปลกใจ แต่มักจะสั้นลงเป็น PCIe อุปกรณ์ ePCIe ภายนอกต้องใช้สายเคเบิลพิเศษในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ PCIe ภายนอกเข้ากับพีซีผ่านพอร์ต PCIe ซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ด้านหลังของพีซี ซึ่งจ่ายมาจากเมนบอร์ดหรือการ์ด PCIe ภายในเฉพาะ

การ์ด PCI Express มีประเภทใดบ้าง?

ด้วยความต้องการวิดีโอเกมและเครื่องมือตัดต่อวิดีโอที่รวดเร็วและสมจริงมากขึ้น การ์ดกราฟิกจึงเป็นอุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์ประเภทแรกๆ ที่ใช้ประโยชน์จากสิทธิประโยชน์ที่ PCIe มอบให้โดยตรง

แม้ว่ากราฟิกการ์ดยังคงเป็นการ์ด PCIe ประเภทที่ใช้กันทั่วไป แต่คุณจะพบว่าอุปกรณ์อื่นๆ ที่เชื่อมต่อกับเมนบอร์ด โปรเซสเซอร์ และ RAM ได้เร็วกว่ามาก นอกจากนี้ การเชื่อมต่อ PCIe แทนที่จะเป็น PCI ทั่วไปยังเป็นเรื่องปกติมากขึ้นอีกด้วย ตัวอย่างเช่น การ์ดเสียงระดับไฮเอนด์จำนวนมากในปัจจุบันใช้พอร์ตความเร็วสูง เช่นเดียวกับการ์ดอินเทอร์เฟซเครือข่ายแบบมีสายและไร้สายที่เพิ่มขึ้นจำนวนมากขึ้น

แน่นอนว่า เมื่อ PCIe ถูกแทนที่ด้วย PCI และ AGP ทั้งหมดบนมาเธอร์บอร์ดรุ่นใหม่ การ์ดเอ็กซ์แพนชันภายในเกือบทุกประเภทที่ใช้อินเทอร์เฟซรุ่นเก่าจึงถูกสร้างขึ้นใหม่เพื่อให้สามารถใช้บัส PCI Express ได้ ซึ่งรวมถึงสิ่งต่างๆ เช่น การ์ดเอ็กซ์แพนชัน การ์ดบลูทูธ ฯลฯ

รูปแบบ PCI Express ที่แตกต่างกันมีอะไรบ้าง

ด่วน x1 ... ด่วน 3.0 ... ด่วน x16 "x" หมายถึงอะไร? คุณจะรู้ได้อย่างไรว่าพีซีของคุณรองรับหรือไม่ หากมีการ์ด PCI Express x1 และมีเพียงสล็อต Express x16 จะใช้งานร่วมกันได้หรือไม่ ถ้าไม่คุณมีทางเลือกอะไรบ้าง?

มักจะไม่ชัดเจนนักเมื่อคุณซื้อการ์ดเอ็กซ์แพนชันสำหรับคอมพิวเตอร์ของคุณ เช่น การ์ดกราฟิกใหม่ เทคโนโลยี PCIe ต่างๆ ใดที่ทำงานได้ดีกับพีซีของคุณมากกว่าการ์ดอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ถึงแม้จะซับซ้อน แต่ก็ดูค่อนข้างง่ายเมื่อคุณเข้าใจข้อมูลสำคัญสองชิ้นเกี่ยวกับพอร์ตความเร็วสูง: ส่วนที่อธิบายขนาดทางกายภาพและส่วนที่อธิบายเวอร์ชันของเทคโนโลยี ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง

ขนาด PCIe: x16, x8, x4 และ x1

ตามชื่อเรื่อง ตัวเลขหลัง x หมายถึงขนาดทางกายภาพของการ์ดหรือสล็อต PCI-E โดยที่ x16 คือขนาดที่ใหญ่ที่สุดและ x1 คือขนาดที่เล็กที่สุด

ต่อไปนี้คือวิธีการสร้างขนาดต่างๆ:

ไม่ว่าพอร์ตหรือการ์ดความเร็วสูงจะมีขนาดเท่าใดก็ตาม รอยบากสำคัญซึ่งเป็นพื้นที่เล็กๆ ในการ์ดหรือสล็อตนั้นจะอยู่ที่พิน 11 เสมอ นั่นคือความยาวของพิน 11 ยังคงเพิ่มขึ้นเมื่อเราเปลี่ยนจาก PCIe x1 ไปจนถึง PCIe x16 วิธีนี้ช่วยให้คุณใช้การ์ดขนาดหนึ่งกับอีกช่องได้อย่างยืดหยุ่น

การ์ด PCIe พอดีกับช่องพอร์ตประสิทธิภาพสูงบนเมนบอร์ดที่มีขนาดไม่เท่ากัน ตัวอย่างเช่น การ์ด PCIe x1 จะพอดีกับสล็อต PCIe x4, PCIe x8 หรือ PCIe x16 ใดๆ การ์ด PCIe x8 จะพอดีกับสล็อต PCIe x8 หรือ PCIe x16 ใดๆ การ์ด PCIe ที่มีขนาดใหญ่กว่าช่อง PCIe สามารถใส่ลงในช่องเล็กได้ แต่เฉพาะในกรณีที่ช่อง PCI-E นั้นเปิดอยู่ (เช่น ไม่มีปลั๊กที่ปลายช่อง)

โดยทั่วไป การ์ดหรือช่อง Express ที่ใหญ่กว่าจะรองรับประสิทธิภาพที่มากกว่า โดยสมมติว่าการ์ดหรือช่องสองช่องที่คุณกำลังเปรียบเทียบนั้นรองรับ PCIe เวอร์ชันเดียวกัน

เวอร์ชัน PCIe: 4.0, 3.0, 2.0 และ 1.0

ตัวเลขใดๆ ที่อยู่หลัง PCIe ที่คุณพบบนอุปกรณ์หรือมาเธอร์บอร์ดจะระบุหมายเลขเวอร์ชันล่าสุดของข้อกำหนด PCI Express ที่ใช้งานอยู่

ต่อไปนี้คือการเปรียบเทียบเวอร์ชันต่างๆ ของคอนโทรลเลอร์ PCI Express:

พอร์ตความเร็วสูงทุกเวอร์ชันสามารถใช้งานร่วมกันได้ทั้งแบบย้อนกลับและไปข้างหน้า ซึ่งหมายความว่าไม่ว่าการ์ด PCIe หรือเมนบอร์ดของคุณจะรองรับเวอร์ชันใดก็ตาม พอร์ตเหล่านั้นควรทำงานร่วมกันอย่างน้อยในระดับต่ำสุด อย่างที่คุณเห็น การอัปเดตที่สำคัญของมาตรฐานพอร์ตจะเพิ่มปริมาณงานอย่างมากในแต่ละครั้ง ซึ่งเพิ่มศักยภาพของสิ่งที่ฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องสามารถทำได้อย่างมาก

การปรับปรุงเวอร์ชันยังรวมถึงการแก้ไขข้อบกพร่อง คุณลักษณะเพิ่มเติม และการจัดการพลังงานที่ได้รับการปรับปรุง แต่การเพิ่มแบนด์วิธเป็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญที่สุดที่ควรทราบในแต่ละเวอร์ชัน

เพิ่มความเข้ากันได้สูงสุดกับ PCIe

เมื่อคุณอ่านในส่วนขนาดและเวอร์ชันข้างต้นแล้ว ให้ใช้การกำหนดค่าเกือบทุกแบบที่คุณสามารถจินตนาการได้ ถ้ามันฟิตร่างกายก็น่าจะได้ผล...เยี่ยมมาก อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ควรทราบก็คือ ในการเพิ่มแบนด์วิธ (ซึ่งโดยปกติจะเท่ากับประสิทธิภาพสูงสุด) คุณต้องเลือกเวอร์ชัน PCIe สูงสุดที่เมนบอร์ดของคุณรองรับ และเลือกขนาดที่ใหญ่ที่สุดของพอร์ตที่กำหนดที่จะพอดี

ตัวอย่างเช่น กราฟิกการ์ดที่มีพอร์ตความเร็วสูง 3.0 x16 จะให้ประสิทธิภาพสูงสุดแก่คุณ แต่เฉพาะในกรณีที่เมนบอร์ดรองรับพอร์ตความเร็วสูง 3.0 และมีพอร์ตความเร็วสูง x16 ฟรี หากรุ่นมาเธอร์บอร์ดใช้ PCIe 2.0 โดยเฉพาะ การ์ดจะทำงานที่ความเร็วที่รองรับเท่านั้น (เช่น 64 Gbps ในสล็อต x16)

มาเธอร์บอร์ดและคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลส่วนใหญ่ที่ออกในปี 2013 หรือใหม่กว่าน่าจะรองรับ Express v3.0 หากคุณไม่แน่ใจ ให้ตรวจสอบเมนบอร์ดหรือคู่มือพีซีของคุณ หากคุณไม่พบข้อมูลที่แน่ชัดเกี่ยวกับเวอร์ชัน PCI ที่เมนบอร์ดของคุณสามารถใช้ได้ ฉันขอแนะนำให้ซื้อการ์ด PCIe ที่ใหญ่ที่สุดและใหม่ล่าสุด หากเหมาะสม

อะไรจะมาแทนที่ PCIe?

นักพัฒนาวิดีโอเกมมักมองหาเกมที่มีความสมจริงมากขึ้นเรื่อยๆ แต่สามารถทำได้ก็ต่อเมื่อพวกเขาสามารถถ่ายโอนข้อมูลจากโปรแกรมเกมไปยังชุดหูฟัง VR หรือหน้าจอพีซีได้มากขึ้น และต้องใช้อินเทอร์เฟซที่เร็วกว่า ด้วยเหตุนี้ PCI Express จะไม่ครองตำแหน่งต่อไป PCI Express 3.0 นั้นเร็วอย่างเหลือเชื่อ แต่โลกกำลังดิ้นรนเพื่อการถ่ายโอนที่รวดเร็วอย่างเหลือเชื่อ

PCI Express 5.0 ซึ่งมีกำหนดแล้วเสร็จภายในปี 2562 จะใช้แบนด์วิดธ์ 31,504 กิกะบิตต่อวินาทีต่อเลน (3,938 เมกะไบต์ต่อวินาที) ซึ่งมากกว่าสองเท่าของสล็อตความเร็วสูงเวอร์ชัน 4.0 มีมาตรฐานอินเทอร์เฟซอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งนอกเหนือจาก PCIe ที่อุตสาหกรรมเทคโนโลยีกำลังพิจารณาอยู่ แต่เนื่องจากจะต้องมีการเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์ครั้งใหญ่ PCIe จึงดูเหมือนจะยังคงเป็นผู้นำมาเป็นเวลานานซึ่งเร็วที่สุดเท่าที่เคยมีมา