Методика тестирования накопителей образца 2016 года
Если спросить, какой интерфейс следует использовать для твердотельного накопителя с поддержкой протокола NVMe, то любой человек (вообще знающий, что такое NVMe) ответит: конечно PCIe 3.0 x4! Правда, с обоснованием у него, скорее всего, возникнут сложности.
В лучшем случае получим ответ, что такие накопители поддерживают PCIe 3.0 x4, а пропускная способность интерфейса имеет значение. Иметь-то имеет, однако все разговоры об этом начались только тогда, когда некоторым накопителям на некоторых операциях стало тесно в рамках «обычного» SATA.
Но ведь между его 600 МБ/с и (столь же теоретическими) 4 ГБ/с интерфейса PCIe 3.0 x4 — просто пропасть, причем заполненная массой вариантов! А вдруг и одной линии PCIe 3.0 хватит, поскольку это уже в полтора раза больше SATA600? Масла в огонь подливают производители контроллеров, грозящиеся в бюджетной продукции перейти на PCIe 3.
0 x2, а также тот факт, что у многих пользователей и такого-то нет. Точнее, теоретически есть, но высвободить их можно, лишь переконфигурировав систему или даже что-то в ней поменяв, чего делать не хочется.
А вот купить топовый твердотельный накопитель — хочется, но есть опасения, что пользы от этого не будет совсем никакой (даже морального удовлетворения от результатов тестовых утилит).
Но так это или нет? Иными словами, нужно ли действительно ориентироваться исключительно на поддерживаемый режим работы — или все-таки на практике можно поступиться принципами? Именно это мы сегодня и решили проверить.
Пусть проверка будет быстрой и не претендующей на исчерпывающую полноту, однако полученной информации должно оказаться достаточно (как нам кажется) хотя бы для того, чтобы задуматься… А пока вкратце ознакомимся с теорией.
PCI Express: существующие стандарты и их пропускная способность
Начнем с того, что́ представляет собой PCIe и с какой скоростью этот интерфейс работает. Часто его называют «шиной», что несколько неверно идеологически: как таковой шины, с которой соединены все устройства, нет.
На деле имеется набор соединений «точка—точка» (похожий на многие другие последовательные интерфейсы) с контроллером в середине и присоединенными к нему устройствами (каждое из которых само по себе может быть и концентратором следующего уровня).
Первая версия PCI Express появилась почти 15 лет назад. Ориентация на использование внутри компьютера (нередко — и в пределах одной платы) позволила сделать стандарт скоростным: 2,5 гигатранзакции в секунду.
Поскольку интерфейс последовательный и дуплексный, одна линия PCIe (x1; фактически атомарная единица) обеспечивает передачу данных на скоростях до 5 Гбит/с. Однако в каждом направлении — лишь половина от этого, т. е.
2,5 Гбит/с, причем это полная скорость интерфейса, а не «полезная»: для повышения надежности каждый байт кодируется 10 битами, так что теоретическая пропускная способность одной линии PCIe 1.x составляет примерно 250 МБ/с в каждую сторону.
На практике нужно еще передавать служебную информацию, и в итоге правильнее говорить о ≈200 МБ/с передачи пользовательских данных.
Что, впрочем, на тот момент времени не только покрывало потребности большинства устройств, но и обеспечивало солидный запас: достаточно вспомнить, что предшественница PCIe в сегменте массовых системных интерфейсов, а именно шина PCI, обеспечивала пропускную способность в 133 МБ/с.
И даже если рассматривать не только массовую реализацию, но и все варианты PCI, то максимумом были 533 МБ/с, причем на всю шину, т. е. такая ПС делилась на все подключенные к ней устройства. Здесь же 250 МБ/с (поскольку и для PCI приводится обычно полная, а не полезная пропускная способность) на одну линию — в монопольном использовании.
А для устройств, которым нужно больше, изначально была предусмотрена возможность агрегирования нескольких линий в единый интерфейс, по степеням двойки — от 2 до 32, т. е. предусмотренный стандартом вариант х32 в каждую сторону мог передавать уже до 8 ГБ/с. В персональных компьютерах х32 не использовался из-за сложности создания и разведения соответствующих контроллеров и устройств, так что максимумом стал вариант с 16 линиями. Использовался он (да и сейчас используется) в основном видеокартами, поскольку большинству устройств столько не требуется. Вообще, немалому их количеству и одной линии вполне достаточно, но некоторые применяют с успехом и х4, и х8: как раз по накопительной теме — RAID-контроллеры или SSD.
Время на месте не стояло, и около 10 лет назад появилась вторая версия PCIe. Улучшения касались не только скоростей, но и в этом отношении был сделан шаг вперед — интерфейс начал обеспечивать 5 гигатранзакций в секунду с сохранением той же схемы кодирования, т. е. пропускная способность удвоилась.
И еще раз она удвоилась в 2010 году: PCIe 3.0 обеспечивает 8 (а не 10) гигатранзакций в секунду, но избыточность уменьшилась — теперь для кодирования 128 бит используется 130, а не 160, как ранее. В принципе, и версия PCIe 4.
0 с очередным удвоением скоростей уже готова появиться на бумаге, но в ближайшее время в железе мы ее массово вряд ли увидим. На самом деле и PCIe 3.0 до сих пор в массе платформ используется совместно с PCIe 2.0, потому что и производительность последней для многих сфер применения просто… не нужна.
А где нужна — работает старый добрый метод агрегации линий. Только каждая из них стала за прошедшие годы вчетверо быстрее, т. е. PCIe 3.0 х4 — это PCIe 1.0 x16, самый быстрый слот в компьютерах середины нулевых. Именно этот вариант поддерживают топовые контроллеры SSD, и именно его рекомендуется использовать.
Понятно, что если такая возможность есть — много не мало. А если ее нет? Будут ли возникать какие-то проблемы, и если да, то какие? Вот с этим-то вопросом нам и предстоит разобраться.
Методика тестирования
Провести тесты с разными версиями стандарта PCIe несложно: практически все контроллеры позволяют использовать не только поддерживаемый ими, но и все более ранние. Вот с количеством линий — сложнее: нам хотелось непосредственно протестировать и варианты с одной-двумя линиями PCIe.
Используемая нами обычно плата Asus H97-Pro Gamer на чипсете Intel H97 полного набора не поддерживает, но кроме «процессорного» слота х16 (который обычно и используется) на ней есть еще один, работающий в режимах PCIe 2.0 х2 или х4. Вот этой тройкой мы и воспользовались, добавив к ней еще и режим PCIe 2.
0 «процессорного» слота, дабы оценить, есть ли разница. Все-таки в этом случае между процессором и SSD посторонних «посредников» нет, а вот при работе с «чипсетным» слотом — есть: собственно чипсет, фактически соединяющийся с процессором тем же PCIe 2.0 x4.
Можно было добавить еще несколько режимов работы, но основную часть исследования мы все равно собирались провести на другой системе.
Дело в том, что мы решили воспользоваться случаем и заодно проверить одну «городскую легенду», а именно поверие о полезности использования топовых процессоров для тестирования накопителей.
Вот и взяли восьмиядерный Core i7-5960X — родственника обычно применяемого в тестах Core i3-4170 (это Haswell и Haswell-E), но у которого ядер в четыре раза больше. Кроме того, обнаруженная в закромах плата Asus Sabertooth X99 нам сегодня полезна наличием слота PCIe x4, на деле способного работать как х1 или х2.
В этой системе мы протестировали три варианта х4 (PCIe 1.0/2.0/3.0) от процессора и чипсетные PCIe 1.0 х1, PCIe 1.0 х2, PCIe 2.0 х1 и PCIe 2.0 х2 (во всех случаях чипсетные конфигурации отмечены на диаграммах значком (c)).
Есть ли смысл сейчас обращаться к первой версии PCIe, с учетом того, что вряд ли найдется хоть одна плата с поддержкой только этой версии стандарта, способная загрузиться с NVMe-устройства? С практической точки зрения — нет, а вот для проверки априори предполагаемого соотношения PCIe 1.1 х4 = PCIe 2.0 х2 и подобных оно нам пригодится.
Если проверка покажет, что масштабируемость шины соответствует теории, значит, и неважно, что нам не удалось пока получить практически значимые способы подключения PCIe 3.0 x1/х2: первый будет идентичен как раз PCIe 1.1 х4 или PCIe 2.0 х2, а второй — PCIe 2.0 х4. А они у нас есть.
В плане ПО мы ограничились только Anvil’s Storage Utilities 1.1.0: разнообразные низкоуровневые характеристики накопителей она измеряет неплохо, а ничего другого нам и не нужно. Даже наоборот: любое влияние других компонентов системы является крайне нежелательным, так что низкоуровневая синтетика для наших целей безальтернативна.
В качестве «рабочего тела» мы использовали Patriot Hellfire емкостью 240 ГБ. Как было установлено при его тестировании, это не рекордсмен по производительности, но его скоростные характеристики вполне соответствуют результатам лучших SSD того же класса и той же емкости.
Да и более медленные устройства на рынке уже есть, причем их будет становиться все больше. В принципе, можно будет повторить тесты и с чем-нибудь более быстрым, однако, как нам кажется, необходимости в этом нет — результаты предсказуемы.
Но не станем забегать вперед, а посмотрим, что же у нас получилось.
Результаты тестов
Тестируя Hellfire, мы обратили внимание на то, что максимальную скорость на последовательных операциях из него можно «выжать» лишь многопоточной нагрузкой, так что это тоже надо принимать во внимание на будущее: теоретическая пропускная способность на то и теоретическая, что «реальные» данные, полученные в разных программах по разным сценариям, будут больше зависеть не от нее, а от этих самых программ и сценариев — в том случае, конечно, когда не помешают обстоятельства непреодолимой силы 🙂 Как раз такие обстоятельства мы сейчас и наблюдаем: выше уже было сказано, что PCIe 1.x x1 — это ≈200 МБ/с, и именно это мы и видим. Две линии PCIe 1.x или одна PCIe 2.0 — вдвое быстрее, и именно это мы и видим. Четыре линии PCIe 1.x, две PCIe 2.0 или одна PCIe 3.0 — еще вдвое быстрее, что подтвердилось для первых двух вариантов, так что и третий вряд ли будет отличаться. То есть в принципе масштабируемость, как и предполагалось, идеальная: операции линейные, флэш с ними справляется хорошо, так что интерфейс имеет значение. Флэш перестает справляться хорошо на PCIe 2.0 x4 для записи (значит, подойдет и PCIe 3.0 x2). Чтение «может» больше, но последний шаг дает уже полутора-, а не двукратный (каким он потенциально должен быть) прирост. Также отметим, что заметной разницы между чипсетным и процессорным контроллером нет, да и между платформами тоже. Впрочем, LGA2011-3 немного впереди, но на самую малость.
Все ровно и красиво. Но шаблоны не рвет: максимум в этих тестах составляет лишь немногим больше 500 МБ/с, а это вполне по силам даже SATA600 или (в приложении к сегодняшнему тестированию) PCIe 1.0 х4 / PCIe 2.0 х2 / PCIe 3.0 х1.
Именно так: не стоит пугаться выпуску бюджетных контроллеров под PCIe х2 или наличию лишь такого количества линий (причем версии стандарта 2.0) в слотах М.2 на некоторых платах, когда больше-то и не нужно.
Иногда и столько не нужно: максимальные результаты достигнуты при очереди в 16 команд, что для массового ПО не типично. Чаще встречается очередь с 1-4 командами, а для этого обойтись можно и одной линией самого первого PCIe и даже самым первым SATA.
Впрочем, накладные расходы и прочее имеют место быть, так что быстрый интерфейс полезен. Однако излишне быстрый — разве что не вреден.
А еще в этом тесте по-разному ведут себя платформы, причем с единичной очередью команд — принципиально по-разному. «Беда» вовсе не в том, что много ядер — плохо. Они тут все равно не используются, разве что одно, и не настолько, чтоб вовсю развернулся буст-режим.
Вот и имеем разницу где-то в 20% по частоте ядер и полтора раза по кэш-памяти — она в Haswell-E работает на более низкой частоте, а не синхронно с ядрами. В общем, топовая платформа может пригодиться разве что для вышибания максимума «йопсов» посредством максимально многопоточного режима с большой глубиной очереди команд.
Жаль только, что с точки зрения практической работы это совсем уж сферическая синтетика в вакууме 🙂
На записи положение дел принципиально не изменилось — во всех смыслах. Но, что забавно, на обеих системах самым быстрым оказался режим PCIe 2.0 х4 в «процессорном» слоте. На обеих! И при многократных проверках/перепроверках. Тут уж поневоле задумаешься, нужны ли эти ваши новые стандарты или лучше вообще никуда не торопиться…
При работе с блоками разного размера теоретическая идиллия разбивается о то, что повышение скорости интерфейса все же имеет смысл. Результирующие цифры такие, что хватило бы пары линий PCIe 2.0, но реально в таком случае производительность ниже, чем у PCIe 3.0 х4, пусть и не в разы. И вообще тут бюджетная платформа топовую «забивает» в куда большей степени.
А ведь как раз такого рода операции в основном в прикладном ПО и встречаются, т. е. эта диаграмма — наиболее приближенная к реальности. В итоге нет ничего удивительного, что никакого «вау-эффекта» толстые интерфейсы и модные протоколы не дают.
Точнее, переходящему с механики — дадут, но ровно такой же, какой ему обеспечит любой твердотельный накопитель с любым интерфейсом.
Итого
Для облегчения восприятия картины по больнице в целом мы воспользовались выдаваемым программой баллом (суммарным — по чтению и записи), проведя его нормирование по «чипсетному» режиму PCIe 2.
0 x4: на данный момент именно он является наиболее массово доступным, поскольку встречается даже на LGA1155 или платформах AMD без необходимости «обижать» видеокарту. Кроме того, он эквивалентен PCIe 3.0 x2, который готовятся освоить бюджетные контроллеры.
Да и на новой платформе AMD АМ4, опять же, именно этот режим как раз можно получить без влияния на дискретную видеокарту.
Итак, что мы видим? Применение PCIe 3.0 x4 при наличии возможности является, безусловно, предпочтительным, но не необходимым: NVMe-накопителям среднего класса (в своем изначально топовом сегменте) он приносит буквально 10% дополнительной производительности.
Да и то — за счет операций в общем-то не столь уж часто встречающихся на практике. Для чего же в данном случае реализован именно этот вариант? Во-первых, была такая возможность, а запас карман не тянет. Во-вторых, есть накопители и побыстрее, чем наш тестовый Patriot Hellfire.
В-третьих, есть такие области деятельности, где «атипичные» для настольной системы нагрузки — как раз вполне типичные. Причем именно там наиболее критично быстродействие системы хранения данных или, по крайней мере, возможность сделать ее часть очень быстрой.
Но к обычным персональным компьютерам это все не относится.
В них, как видим, и использование PCIe 2.0 x2 (или, соответственно, PCIe 3.0 х1) не приводит к драматическому снижению производительности — лишь на 15-20%. И это несмотря на то, что потенциальные возможности контроллера в этом случае мы ограничили в четыре раза! Для многих операций и такой пропускной способности достаточно. Вот одной линии PCIe 2.
0 уже недостаточно, поэтому контроллерам имеет смысл поддерживать именно PCIe 3.0 — и в условиях жесткой нехватки линий в современной системе это будет работать неплохо.
Кроме того, полезна ширина х4 — даже при отсутствии поддержки современных версий PCIe в системе она все равно позволит работать с нормальной скоростью (пусть и медленнее, чем могло бы потенциально), если найдется более-менее широкий слот.
В принципе, большое количество сценариев, в которых узким местом оказывается собственно флэш-память (да, это возможно и присуще не только механике), приводит к тому, что четыре линии третьей версии PCIe на этом накопителе обгоняют одну первой примерно в 3,5 раза — теоретическая же пропускная способность этих двух случаев различается в 16 раз.
Из чего, разумеется, не следует, что нужно спешно бежать осваивать совсем медленные интерфейсы — их время ушло безвозвратно. Просто многие возможности быстрых интерфейсов могут быть реализованы лишь в будущем.
Или в условиях, с которыми обычный пользователь обычного компьютера никогда в жизни непосредственно не столкнется (за исключением любителей меряться известно чем). Собственно, и всё.
Источник: https://www.ixbt.com/storage/ssd-p63.shtml
В чем отличия pci express x16, x8, x4 и x1?
Стандарт PCI Express является одной из основ современных компьютеров. Слоты PCI Express уже давно занимают прочное место на любой материнской плате декстопного компьютера, вытесняя другие стандарты, например, такие как PCI.
Но даже стандарт PCI Express имеет свои разновидности и отличающийся друг от друга характер подключения.
На новых материнских платах, начиная примерно с 2010 года, можно увидеть на одной материнской плате целую россыпь портов, обозначенных как PCIE или PCI-E, которые могут отличаться по количеству линий: одной x1 или нескольких x2, x4, x8, x12, x16 и x32.
Итак, давайте выясним почему такая путаница среди казалось бы простого периферийного порта PCI Express. И какое предназначение у каждого стандарта PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 и x32?
Что такое шина PCI Express?
В далеких 2000-х, когда состоялся переход с устаревающего стандарта PCI (расш. — взаимосвязь периферийных компонентов) на PCI Express, у последнего было одно огромное преимущество: вместо последовательной шины, которой и была PCI, использовалась двухточечная шина доступа.
Это означало, что каждый отдельный порт PCI и установленные в него карты, могли в полной мере использовать максимальную пропускную способность не мешая друг другу, как это происходило при подключении к PCI.
В те времена количество периферийных устройств, вставляемых в карты расширения, было предостаточно. Сетевые карты, аудио карты, ТВ-тюнеры и так далее — все требовали достаточное количество ресурсов ПК.
Но в отличие от стандарта PCI, использовавшего для передачи данных общую шину с подключением параллельно нескольких устройств, PCI Express, если рассматривать в общем, является пакетной сетью с топологией типа звезда.
PCI Express x16, PCI Express x1 и PCI на одной плате
С точки зрения непрофессионала, представьте свой настольный ПК в качестве небольшого магазина с одним, двумя продавцами.
Старый стандарт PCI был как гастроном: все ожидали в одной очереди, чтобы их обслужили, испытывая проблемы со скоростью обслуживания с ограничением в лице одного продавца за прилавком.
PCI-E больше похож на гипермаркет: каждый покупатель движется за продуктами по своему индивидуальному маршруту, а на кассе сразу несколько кассиров принимают заказ.
Очевидно, что гипермаркет по скорости обслуживания выигрывает в несколько раз у обычного магазина, благодаря тому, что магазин не может себе позволить пропускную способность больше чем один продавец с одной кассой.
Также и с выделенными полосами передачи данных для каждой карты расширения или встроенными компонентами материнской платы.
Влияние количества линий на пропускную способность
Теперь, чтобы расширить нашу метафору с магазином и гипермаркетом, представьте, что каждый отдел гипремаркета имеет своих кассиров, зарезервированных только для них. Вот тут-то и возникает идея нескольких полос передачи данных.
PCI-E прошел множество изменений со времени своего создания. В настоящее время новые материнские платы обычно используют уже 3 версию стандарта, причем более быстрая 4 версия становится все более распространенной, а версия 5 ожидается в 2019 году.
Но разные версии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут быть выполнены в четырех основных размерах : x1, x4, x8 и x16. (x32-порты существуют, но крайне редко встречаются на материнских платах обычных компьютерах).
Различные физические размеры портов PCI-Express позволяют четко разделить их по количеству одновременных соединений с материнской платой: чем больше порт физически, тем больше максимальных подключений он способен передать на карту или обратно. Эти соединения еще называют линиями. Одну линию можно представить как дорожку, состоящею из двух сигнальных пар: одна для отправки данных, а другая для приема.
Различные версии стандарта PCI-E позволяют использовать разные скорости на каждой полосе. Но, вообще говоря, чем больше полос находится на одном PCI-E-порту, тем быстрее данные могут перетекать между периферийной и остальной частью компьютера.
Возвращаясь к нашей метафоре: если речь идёт об одном продавце в магазине, то полоса x1 и будет этим единственным продавцом, обслуживающим одного клиента. У магазина с 4-мя кассирами — уже 4 линии х4. И так далее можно расписать кассиров по количеству линий, умножая на 2.
Различные карты PCI Express
Типы устройств, использующих PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 и x32
Для версии PCI Express 3.0 общая максимальная скорость передачи данных составляет 8 ГТ/с, В реальности же скорость для версии PCI-E 3 чуть меньше одного гигабайта в секунду на одну полосу.
Таким образом, устройство, использующее порт PCI-E x1, например, маломощная звуковая карта или Wi-Fi-антенна смогут передавать данные с максимальной скоростью в 1 Гбит/с.
Карта, которая физически подходит в более крупный слот — x4 или x8, например, карта расширения USB 3.0, сможет передавать данные в четыре или восемь раз быстрее соответственно.
Скорость передачи портов PCI-E x16 теоретически ограничивается максимальной полосой пропуская в размере около 15 Гбит/с. Этого более чем достаточно в 2017 года для всех современных графических видеокарт, разработанных NVIDIA и AMD.
Большинство дискретных видеокарт используют слот PCI-E x16
Протокол PCI Express 4.0 позволяет использовать уже 16 ГТ/с, а PCI Express 5.0 будет задействовать 32 ГТ/с.
Но в настоящее время не существует компонентов, которые смогли бы использовать такое количество полос с максимальной пропускной способностью. Современные топовые графические карты обычно используют x16 стандарта PCI Express 3.0.
Нет смысла использовать те же полосы и для сетевой карты, которая на порту x16 будет использовать только одну линию, так как порт Ethernet способен передавать данные только до одного гигабита в секунду (что, около одной восьмой пропускной способности одной PCI-E полосы — помните: восемь бит в одном байте).
На рынке можно найти твердотельные накопители PCI-E, которые поддерживают порт x4, но они, похоже, скоро будут вытеснены быстро развивающимся новым стандартом M.2. для твердотельных накопителей, которые также могут использовать шину PCI-E. Высококачественные сетевые карты и оборудование для энтузиастов, такие как RAID-контроллеры, используют сочетание форматов x4 и x8.
Размеры портов и линий PCI-E могут различаться
Это одна из наиболее запутанных задач по PCI-E: порт может быть выполнен размером в форм-факторе x16, но иметь недостаточное количество полос для пропуска данных, например, всего например x4.
Это связано с тем, что даже если PCI-E может нести на себе неограниченное количество отдельных соединений, все же существует практический предел пропускной способности полосы пропускания чипсета.
Более дешевые материнские платы с более бюджетными чипсетами могут иметь только один слот x8, даже если этот слот может физически разместить карту форм-фактора x16.
Кроме того, материнские платы, ориентированные на геймеров, включают до четырех полных слотов PCI-E с x16 и столько же линий для максимальной пропускной способности.
Очевидно, это может вызывать проблемы. Если материнская плата имеет два слота размером x16, но один из них имеет только полосы x4, то подключение новой графической карты снизит производительность первой аж на 75%. Это, конечно, только теоретический результат. Архитектура материнских плат такова, что Вы не увидите резкого снижения производительности.
Правильная конфигурация двух графических видео карт должна задействовать именно два слота x16, если Вы хотите максимального комфорта от тандема двух видеокарт. Выяснить сколько линий на Вашей материнской плате имеет тот или иной слот поможет руководство на оф. сайте производителя.
Иногда производители даже помечают на текстолите материнской платы рядом со слотом количество линий
Нужно знать, что более короткая карта x1 или x4 может физически вписаться в более длинный слот x8 или x16. Конфигурация контактов электрических контактов делает это возможным. Естественно, если карта физически больше, чем слот, то вставить ее не получится.
Поэтому помните, при покупке карт расширения или обновления текущих необходимо всегда помнить как размер слота PCI Express, так и количество необходимых полос.
Источник: https://userello.ru/pc/v-chem-otlichiya-pci-express-x16-x8-x4-i-x1
В чем разница между интерфейсами pci express x16 3.0 и 2.0?
PCI можно примерно перевести как «разъем для подключения периферийных составляющих». Этот сокет еще довольно часто встречается даже на новых материнских платах, однако, давно уже есть улучшенный PCI Express. Разница у них в том, что первый работает параллельно, а последний работает последовательно. Ну а по скорости последний значительно превышает устаревающий.
PCI-E тоже пошел дальше. Теперь на рынке выделяют две основные конфигурации: PCI Express 2.0 и 3.0.
Геймеры по достоинству оценили такое развитие, ведь постоянно растущее обилие компьютерных игр требует новой производительности видеокарт.
Именно поэтому кроме аналогичных разъёмов x1, x4, наверное, самым популярным является PCI Express x16. О нем сегодня пойдет речь.
А «писиай» — это вообще где?
Этот разъем обычно находится на материнской плате внизу возле чипсета. Распознать его легко так как он довольно широкий, а также обычно подписывается. Его цвет может быть самым разным: синий, желтый, оранжевый…. Здесь нет определённой привязки.
Но что это за цифры в обозначении данного сокета?
Сначала разберемся что такое x (x4, x1). Это линии, по которым проходит информация. Соответственно x1 означает 1 линия, x2 – две и так далее. 2.0 или 3.0 — это номер модификации, то есть апгрейда данного слота. Чем больше число, тем новее слот.
Означает ли это, что всегда нужно обязательно использовать более новую модификацию?
Чтобы разобраться, нужно сперва понять, какими характеристиками обладают данные устройства сопряжения версий 2.0, 3.0.
v 2.0 обладает следующими параметрами:
- Пропускная способность до 8.0 Гбайт/с.
- Имеет улучшенный протокол передачи данных.
- Поддерживает горячую замену.
- Обратно совместим с устройствами, имеющими интерфейс v 1.1.
v 3.0 имеет такие параметры:
- Пропускная способность до 15.8 Гбайт/с.
- Модифицированная технология передачи данных.
- Поддерживает горячую замену.
- Обратно совместим с устройствами, имеющими интерфейсы 2.0, 1.1.
Слот 3.0
И что из этого?
Как видим, обе спецификации имеют много общего, такие как поддержка «горячего» подключения, а также обратная совместимость с предыдущими модификациями интерфейса.
Технология обмена данными у обеих также постоянно меняется.
Кстати, интересная деталь: можно самому вычислить пропускную способность остальных слотов одной модификации (x1, x2, x4, x8…) зная пропускную способность только одной из них.
Все дело в том, что это значение увеличивается вдвое вместе с увеличением количества линий. Например, мы знаем, что пропускная способность PCI-E x2 2.0 равняется 1.0 Гбайт/с. Умножаем «в столбик» (шучу).
Получаем 2 Гбайт/с для x4, а 4 Гбайт/с для x8 соответственно. Но чтобы не запутаться, нужно помнить, что линии тоже увеличиваются вдвое, то есть после x1 идет x2, потом x4 и так далее.
Пока максимальное количество линий таких слотов равно 16.
Так все же есть ли разница между PCI Express x16 версии 3.0 и версии 2.0?
Давайте разберемся. PCI-E v 2.0. Появился на свет в 2007 году. Имеет отличные скоростные характеристики. В значительную часть «геймерских» материнских плат включили этот разъём.
PCI-E v 3.0. Является неким продолжением указанной линейки интерфейсов. Вышел уже в 2010 году. Имеет удвоенную пропускную способность по сравнению со старшим «братом».
В Действительности, с выходом данной модификации открылись совершенно новые возможности в гейминге, векторном и 3D построении изображения, а также в мультипликационной сфере. Сегодня эта версия остается наиболее популярной.
Значит, все-таки, нужно покупать то, что новее?
Однако, не нужно спешить с выводами. Ведь кроме вышеупомянутого есть другие детали, на которые стоит обязательно обратить внимание дабы не быть разочарованным, например, при сборке ПК на той или иной материнской плате.
Какие это детали?
Для того чтобы выйти на какую-либо производительность рекомендуется:
- Учитывать сначала интерфейс подключаемого устройства. Если, к примеру, вы только собираетесь приобрести видеокарту, то рекомендуется прежде всего уточнить какой у вас интерфейс.
- Проверить совместимость устройств сопряжения. Нет смысла покупать карту, где есть PCI-E v 3.0 для материнской платы в которой PCI-E v 2.0. Прироста в производительности больше чем у разъема меньшей версии вы все равно не получите. И наоборот: карта со старшей версией не будет лучше работать на более новом слоте.
- Узнайте, на что еще может быть способен Ваш компьютер. Не спешите делать полный апгрейд вашего ПК, не разобравшись с максимальными возможностями его составляющих. Возможно, можно приобрести иную карту для старого разъёма только улучшенной спецификации и этого будет достаточно.
Вывод: нужно разобраться в спецификациях оборудования перед тем как совмещать его составляющие.
Когда же нужно обновляться?
Конечно, если у вас старое «железо» и выжав из него максимум, вы не дотягиваете до желаемой производительности, здесь необходимо начать с апгрейда самой «материнки».
Однако, бывает и такое, что пользователь попросту пренебрёг настройкой и разъем попросту не работает так как мог бы. Потому за частую ошибочно переплачивает за новую спецификацию. Здесь лучше сто раз перепроверить чем один раз переплатить или купить то, что вообще несовместимо с Вашей системой.
Источник: https://vchemraznica.ru/v-chem-raznica-mezhdu-interfejsami-pci-express-x16-3-0-i-2-0/
Интерфейс PCI-Express, его основные характеристики и обратная совместимость
Когда речь заходит о каких-либо интерфейсах в контексте компьютерных систем, нужно быть очень внимательным, дабы не «нарваться» на несовместимые интерфейсы для одних и тех же комплектующих в рамках системы.
К счастью, когда речь заходит относительно интерфейса PCI-Express для подключения видеокарты, проблем с несовместимостью практически не будет. В данной статье мы это более подробно разберем, а также поговорим относительно того, что же такое этот самый PCI-Express.
Также вы можете ознакомится с основными характеристиками процессора.
Для чего необходим PCI-Express и что это такое?
Начнем, как обычно, с самых азов. Интерфейс PCI-Express (PCI-E) – это средство взаимодействия, в данном контексте, состоящее из контролера шины и соответствующего слота (рис.2) на материнской плате (если обобщить).
Данный высокопроизводительный протокол используется, как уже было отмечено выше, для подключения видеокарты в систему.
Соответственно, на материнской плате присутствует соответствующий слот PCI-Express, куда и устанавливается видеоадаптер.
Ранее, видеокарты, подключались по интерфейсу AGP, но когда данного интерфейса, попросту говоря: «перестало хватать», на помощь пришёл PCI-E, о подробных характеристиках которого мы сейчас и поговорим.
Рис.2 (Слоты PCI-Express 3.0 на материнской плате)
Основные характеристики PCI–Express (1.0, 2.0 и 3.0)
Несмотря на то, что названия PCI и PCI-Express очень похожи, принципы соединения (взаимодействия) у них кардинально отличаются. В случае PCI-Express используется линия – двунаправленное последовательное соединение, типа «точка-точка», данных линий может быть несколько.
В случае с видеокартами и материнскими платами (не учитываем Cross Fire и SLI), которые поддерживают PCI-Express x16 (то есть большинство), можно запросто догадаться, что таких линий 16 (рис.3), довольно часто на материнских платах с PCI-E 1.
0, можно было наблюдать второй слот x8, для работы в режиме SLI или Cross Fire.
Ну, а в PCI, устройство подключается к общей 32- х разрядной параллельной шине.
Рис. 3. Пример слотов с различным количеством линий
(как уже говорилось ранее, наиболее часто используется х16)
Для интерфейса PCI-Express 1.0 пропускная способность составляет 2,5 Гбит/c. Эти данные нужны нам, чтобы отслеживать изменения этого параметра в различных версиях PCI-E.
Далее, версия 1.0 эволюционировала в PCI-E 2.0.
В результате данного преображения, мы получили в два раза большую пропускную способность, то есть 5 Гбит/c, но хотелось бы отметить, что в производительности графические адаптеры, особо не выиграли, так как это просто версия интерфейса.
Большая часть производительности зависит от самой видеокарты, версия интерфейса может только незначительно улучшать или тормозить передачу данных (в данном случае «торможения» нет, и присутствует неплохой запас).
Точно так же в 2010 году, с запасом, был разработан интерфейс PCI-E 3.0, на данный момент он используется во всех новых системах, но если у Вас все ещё 1.0 или 2.0, то не горюйте – ниже мы поговорим о относительно обратной совместимости различных версий.
В версии PCI-E 3.0, пропускная способность была увеличена в два раза по сравнению с версией 2.0. Также там было произведено немало технических изменений.
К 2015 году ожидается появление на свет PCI-E 4.0, что для динамической IT-индустрии абсолютно неудивительно.
Ну да ладно, будем заканчивать с этими версиями и цифрами пропускной способности, и затронем очень важный вопрос обратной совместимости различных версий PCI-Express.
Обратная совместимость версий PCI-Express 1.0, 2.0 и 3.0
Данный вопрос волнует многих, особенно при выборе видеокарты для текущей системы. Так как довольствуясь системой с материнской платой, которая поддерживает PCI-Express 1.0, возникают сомнения, будет ли корректно работать видеокарта с PCI-Express 2.
0 или 3.0? Да, будет, по крайней мере так обещают разработчики, которые обеспечили эту самую совместимость. Единственное то, что видеокарта, не сможет полностью раскрыться во всей красе, но потери производительности, в большинстве случаев, будут незначительны.
С точностью наоборот, можно преспокойно устанавливать видеокарты с интерфейсом PCI-E 1.0, в материнские платы, которые поддерживают PCI-E 3.0 или 2.0, тут вообще ничего не ограничивается, так что будьте спокойны по поводу совместимости. Если, конечно же, с другими факторами все в порядке, к таковым можно отнести недостаточно мощный блок питания и т.д.
В общем, мы довольно подробно поговорили относительно PCI-Express, что позволит вам избавиться от множества неясностей и сомнений по поводу совместимости и понимания различий в версиях PCI-E.
Источник: http://we-it.net/index.php/zhelezo/materinskie-platy/141-interfejs-pci-express-osnovnye-kharakteristiki-i-obratnaya-sovmestimost
PCI Express 2.0 vs PCI Express 3.0 vs PCI Express 4.0
Шина PCI Express уже очень давно используется в современных ПК, и присутствует практически в каждом стационарном ПК. Обычно в нее подключаются, видеокарты, а также различные звуковые карты, скоростные накопители данных. Но сегодня речь пойдет именно о шине PCI Express x16, внешний вид которой изображен на превью к этому материалу (красный разъем с обрамлением).
Такой разъем присутствует на всех материнских платах в том или или ином виде, может быть любого цвета, но чаще черного или синего, а также в более дорогих моделях может оснащаться подсветкой и обрамляться алюминиевыми вставками.
С каждым новым поколением материнских плат, процессоров и чипсетов разрабатываются и новые спецификации на разъемы PCI Express, самым новым на сегодняшний день является PCI Express 4.
0, характеристики которого уже известны и доступны разработчикам материнских плат. То есть в следующем году уже можно будет ждать новые материнские платы с этим интерфейсом.
Технологический прогресс это конечно хорошо, но давайте разберемся в чем отличие в каждом поколении таких разъемах.
Так как звуковые карты и остальная переферия может работать в любом типе порта и любой версии то в данной статье мы такие вещи рассматривать не будем. А рассмотрим совместимость видеокарт и версий PCI Express.
Для начала определимся, что видеокарты нужно устанавливать только в PCI Express x16 и при этом в самый верхний разъем, т.е. котоырый ближе всего к процессору.
Да, через специальные адаптеры можно установить видеокарту в PCI Express x1 или x4, и она даже будет работать, но из за серьезных ограничений пропускной способности x1 или x4, видеокарта будет работать очень медленно практически в любой современной игре.
Почему видеокарту нужно вствлять в верхний слот?
т.е. самый ближний к процессору? Все дело в том, что именно самый верхний разъем распаян на плате полностью и все его линии напрямую подключены к процессору. Но ведь во многих даже бюджетных материнских платах бывает 2 и более разъема x16.
Все дело в том, что 2 и так далее раземы не имеют полного подключения всех линий. Т.е.
даже если физически вы видите что на плате установлены 3 разъема PCI Express x16, то толко первый из них будет подключен всеми линиями к процессору, а второй и 3 физически будут PCI Express x8, хотя выглядят как PCI Express x16.
Для чего это сделано?
Это сделано для подлючения нескольких графических адаптеров, то есть, например, если вы подключаете 2 видеокарты то первый слот PCI Express x16 автоматический переключается в режим PCI Express x8, и второй слот становиться PCI Express x8. Все эти манипуляции автоматически выполняет материнская плата, пользователю переключать ничего не нужно.
Различные версии разъемов PCI Express
Каждые несколько лет производители выпускают новую версию разъема PCI Express, каждая вервия в 2 раза быстрее предыдущей. Наглядно это можно представить графиком ниже:
По вертикали расположена пропускная способоность шины, а по горизонтали год выпуска. В настоящее время в большинстве материнских плат установлены интерфейсы PCI Express 2.0 и PCI Express 3.0.
Эти интерфейсы имеют обрантую совместимость, т.е. видеокарта с интерфейсом PCI Express 2.0 заработает на материнской плате с PCI Express 3.0 и PCI Express 1.0, но во втором случае ее производительность упреться в потолок пропускной способности PCI Express 1.0.
Тоже самое можно скахать и про материнские платы, если на материской плате установлен PCI Express 3.0, то на ней заработает любая видеокарта с интерфейсом такипм же или ниже.
В теории все это звучит конечно очень красиво, обратная совместимость и все прочее, но на практике как обычно бывают проблемы…
Часто бывают случа, что например видеокарта с PCI Express 3.0 не запускалась на материских платах с PCI Express 2.0 или PCI Express 1.0. Тоже самое в обратную сторону бывает и с материнскими платами. От таких случаях никт оне застрахован, и узнать вы это сможете только после тестирования конкретно вашей материнской платы и видеокарты.
Чтобы было понятнее ответим на некоторые вопросы пользователей
Можно ли покупать новую видеокарту с PCI Express 3.0 в материскую плату с PCI Express 1.0?
Можно, только если это начальные модели видеокарт т.е. недорогие, которые не сильно производительны и им не потребуются все возможности шины PCI Express 3.0.
Если хотите купить мощную видеокарту, но у вас старая материнская плата с интерфейсом PCI Express 1.0, то рекомендуем сначало обновить материнскую плату, а з тем уже ипокупать новую видекарту.
Так как видеокарта просто не сможет раскрыться на 100% из-за ограничений старого интерефейса.
Можно ли вставлять видеокарту с PCI Express 3.0 в материскую плату с PCI Express 2.0 или подобное?
Можно, но со 100% вроятность сказать что это будет работать нельзя. С точки зрения теории и в больштнстве случае все работает, но бывают и проблемы которые нельзя выявить заранее.
Падает ли производительность видеокарты с PCI Express 3.0, вставленной в слот PCI Express 2.0?
Ответ на этот вопрос разделим на 2 варианта: более старые игры, скажем до 2015 года и более новые 2016-2018 года.
Так как пропускная способность PCI Express 3.0 выше таковой у PCI Express 2.
0 в 2 раза то в новых играх вы действительно получите прирост производительности, но только если у вас мощная видеокарта, которая сможет использовать ресурсы PCI Express 3.0.
А в старых играх разница между этими интерфейсами будет очень мала 1-3%, так как они не требуют передавать такой огромнй объем данных, и следовательно им будет хватать и старого интерефейса.
Будет ли материнская плата с PCI Express 3.0 работать с видеокартой PCI Express 2.0?
Будет и прекрасно, совместимость -1 одно поколение всегда работает хорошо, и ваша видеокарта будет работать на 100% без каких либо проблем или снижений скорости со стороны материнской платы.
Будет ли материнская плата с PCI Express 4.0 работать с видеокартой PCI Express 2.0 или PCI Express 3.0?
Будет. Однозначно можно ответить что все видеокарты с PCI Express 3.0 будут работать на материнских платах с интерфейсом PCI Express 4.0. А вот видеокарты с PCI Express 2.0 уже могут и не заработать, это уже завист от производителя карты и биоса материнской платы.
Будет ли видеокарта с PCI Express 1.0 работать на материнке с PCI Express 3.0?
Возможно будет, возможно нет, зависит от разработчика материнкой платы, насколько он озаботился поддержкой старых устройств. Онозначный ответ дать нельязя, это тот случай где нужно пробывать.
- Решение проблем MBR, BOOTMRG PBR, BOOT PART в WinNTSetup Вперёд >
Источник: https://pc-insider.ru/index.php/pk-dajdzhest/241-pci-express-2-0-vs-pci-express-3-0-vs-pci-express-4-0.html
PCI Express x16: поколения — пропускная способность и прочее
Здравствуйте, друзья.
Уже многие годы материнские платы оснащаются слотами стандарта PCI-E, который вытеснил своего прародителя PCI и еще более устаревшего предшественника AGP. Однако этот стандарт имеет несколько подвидов, и они могут быть расположены на материнке одновременно.
Это нередко вводит пользователей в заблуждение при выборе железа для своего компьютера. В своей статье я расскажу о PCI Express x16, так как данная спецификация является наиболее востребованной в наши дни, и вы сможете отличать её от других.
Коротко о PCI-E
Для тех, кто не в теме, первым делом объясню в двух словах, что вообще представляет собой PCI Express. Так называется современная компьютерная шина, которая предназначена для передачи данных между функциональными блоками ПК.
Однако в физическом плане это не шина, а соединение типа «точка-точка», то есть напрямую объединяет два устройства. Что можно подключить между собой? Можно соединить материнскую плату с видео- , аудио- и сетевыми картами, Bluetooth и Wi-Fi модулями, специализированными контроллерами диагностики и прочими устройствами. Но в основном в данный слот видеокарты.
Разновидности стандарта
В первую очередь следует отличать поколения PCI-E. В наше время самым распространенным является 3.0, но его уже активно вытесняет последователь, так как работает в два раза быстрее. Спецификация 5.0. появится только в 2019 году.
Все поколения стандарта имеют одинаковый внешний вид дорожек на материнке. Но длина их может быть разной. В частности, 4 основных размера: PCI Express x16 , x8, x4, x1. Чем выше цифра, тем шире контактная площадка.
От форм-фактора зависит количество максимальных подключений, которое интерфейс способен передавать на карту и обратно. Эти соединения правильнее называть линиями, которые состоят из двух сигнальных пар: одна передает информацию, другая — принимает. Скорость передачи данных определяется версией PCI-E.
Скорости и совместимость
Чтобы вы лучше понимали, о чем я говорю, ознакомьтесь с таблицей:
| Версия | Подключения (в гигабайтах за секунду) | ||||
| х1 | х2 | х4 | х8 | х16 | |
| 1.0 | 0.25 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 4.0 |
| 2.0 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 4.0 | 8.0 |
| 3.0 | 0.98 | 1.97 | 3.94 | 7.88 | 15.8 |
| 4.0 | 1.96 | 3.94 | 7.88 | 15.75 | 31.5 |
| 5.0 | 3.93 | 7.88 | 15.75 | 31.51 | 63.0 |
Пропускная способность PCI Express x16 в наиболее распространенном ныне третьем поколении составляет 4 ГБ/с в каждую сторону. Перемножив их, мы получаем общую цифру 16 ГБ/с, но на практике немного меньше. Этого вполне достаточно для современных видеокарт.
Учитывайте, что устройство меньшего форм-фактора можно вставить в больший слот, но оно будет работать на собственной скорости. Например, видеокарта имеет интерфейс х4, а материнка — х16; они совместимы между собой, однако слот не способен добавить девайсу мощности. В свою очередь, вставить устройство с большим интерфейсом, чем имеет материнка, не получится даже физически.
На этом всё.
Пока-пока.
Источник: http://profi-user.ru/pci-e-x16/
Разница в пропускной способности между интерфейсом PCI Express 3.0 x16 и PCI Express 2.0 x16
Привет друзья! На сегодняшний день в продаже можно встретить материнские платы с разъёмом для установки видеокарт PCI Express 2.0 x16, так и PCI Express 3.0 x16. Тоже самое можно сказать и о графических адаптерах, в продаже встречаются видеокарты с интерфейсом PCI-E 3.0, а также PCI-E 2.0. Если смотреть официальные характеристики интерфейсов PCI Express 3.0 x16 и PCI Express 2.
0 x16, то вы узнаете, что суммарная скорость передачи данных у PCI Express 2.0 равна — 16 ГБ/с, а у PCI Express 3.0 она в два раза больше — 32 ГБ/с. Не буду углубляться в дебри специфики работы этих интерфейсов и просто скажу вам, что такая большая разница в скорости передачи данных видна лишь в теории, на практике же она очень небольшая.
Если читать статьи на эту тему в интернете, то вы придёте к выводу, что современные видеокарты интерфейса PCI Express 3.0 работают с одинаковой скоростью в разъёмах PCI Express 3.0 x16 и PCI Express 2.0 x16 и разница в пропускной способности между PCI-E 3.0 x16 и PCI-E 2.0 x16 составляет всего 1-2% потери производительности видеокарты.
То есть, всё равно в какой слот вы установите видеокарту, в PCI-E 3.0 или PCI-E 2.0, работать всё будет одинаково.
Но к сожалению все эти статьи написаны в 2013 и 2014 году и в то время не было таких игр, как Far Cry Primal, Battlefield 1 и других новинок, появившихся в 2016 году.
Также в 2016 году увидело свет семейство графических процессоров NVIDIA 10-ой серии, к примеру видеокарты GeForce GTX 1050 и GeForce GTX 1050 Ti и даже GTX 1060. Мои эксперименты с новыми играми и новыми видеокартами показали, что преимущество интерфейса PCI-E 3.0 над PCI-E 2.
0 уже далеко не 1-2%, а в среднем 6-7%. Что интересно, если видеокарта ниже классом, чем GeForce GTX 1050, то процент меньше (2-3%), а если наоборот, то больше — 9-13%.
Итак, в своём эксперименте я использовал видеокарту GeForce GTX 1050 интерфейса PCI-E 3.0 и материнскую плату с разъёмами PCI Express 3.0 x16 и PCI Express 2.0 x16.
Настройки графики в играх везде максимальные.
- Игра FAR CRY PRIMAL. Интерфейс PCI-E 3.0 показал преимущество над PCI-E 2.0, так как FPS всегда выше на 4-5 кадров, что в процентом соотношении примерно 4% %.
- Игра Battlefield 1. Отрыв PCI-E 3.0 от PCI-E 2.0 составил 8-10 кадров, что в процентом соотношении примерно 9 %.
- Rise of the Tomb Raider. Преимущество PCI-E 3.0 составляет в среднем 9-10 fps или 9%.
- Ведьмак. Преимущество PCI-E 3.0 составил 3%.
- Grand Theft Auto V. Преимущество PCI-E 3.0 составляет 5 fps или 5%.
То есть, разница в пропускной способности между интерфейсом PCI-E 3.0 x16 и PCI-E 2.0 x16 всё же есть и не в пользу PCI-E 2.0. Поэтому я бы не стал покупать на данный момент материнскую плату с одним разъёмом PCI-E 2.0.
Вполне может так случиться, что уже через год-два новейшие видеокарты будут работать только в разъёме PCI Express 3.0 x16, а на вашей материнке будет морально-устаревший и уже неиспользуемый производителями разъём PCI Express 2.0 x16. Вы купите новую видеокарту, а она откажется работать в старом разъёме. Лично я уже много раз сталкивался с тем, что видеокарта PCI-E 3.
0 не запускалась на мат. плате с разъёмом PCI-E 2.0, и не помогало даже обновление БИОСа материнской платы. Также я имел дело с видеокартами PCI-E 2.0 x16, которые отказывались работать на старых материнских платах с интерфейсом PCI-E 1.0 x16, хотя везде пишут об обратной совместимости. Случаев, когда видеокарта PCI Express 3.0 x16 не заводилась на материнках с PCI Express 1.
0 x16, ещё больше.
Ну и не забудьте о появлении уже в этом году интерфейса PCI Express 4.0. В этом случае устаревшим окажется уже PCI Express 3.0.
Источник: https://remontcompa.ru/zhelezo-i-periferiya/1255-raznica-v-propusknoy-sposobnosti-mezhdu-interfeysom-pci-express-30-x16-i-pci-express-20-x16.html
Загрузка...
