Pci что это такое: PCI — это… Что такое PCI?

есть ли у них совместимость?

Опубликовано 16.12.2019 автор Андрей Андреев — 0 комментариев

Здравствуйте, дорогие читатели моего блога! В сегодняшнем посте я расскажу, чем отличается PCI от PCI E, какова их совместимость и для чего используются обе шины.

Что такое PCI и PCI-Express

ПСИ — параллельная компьютерная шина для коммутации периферического оборудования.

Несмотря на то, что слот появился еще в 1991 году, она продолжает использоваться и сегодня для подключения различных периферических устройств: ТВ-тюнеров, звуковых карт и сетевых карт, различных адаптеров и так далее.ПСИ Экспресс — последовательная шина для подключения периферических девайсов. В ней используется двунаправленное соединение по отдельным линиям. Пропускная способность тем выше, чем больше таких линий (х4, х8, х16).

Интерфейс используется для подключения более производительных девайсов: видеокарт, SSD накопителей и т. д.

Существует несколько версий обоих разъемов, которые отличаются как пропускной способностью, так и типом коннектора. Самым актуальным сегодня является PCI‑E 3.0 х16.

Закономерный вопрос: будет ли работать, например, видеокарта, поддерживающая такой протокол передачи данных, на слоте версии 2.0? Будет, только учитывайте, что скорость обмена данных со всеми прочими компонентами компьютера зависит от пропускной способности шины, а значит будет ниже.

При апгрейде компьютера или сборке нового с нуля советую ориентироваться именно на этот формат, так как более медленные видеокарты и материнские платы, поддерживающие только медленные протоколы, устаревают.

Вполне возможно, что через несколько лет такой пропускной способности уже не хватит для поддержки новых игр.

В чем разница между PCI и PCI‑E

Основное отличие в пропускной способности: PCI-Express работает существенно быстрее. Например, на частоте 66 МГц у ПСИ она всего 266 Мб/с, а у ПСИ 3.0 х16 до 32 Гбит/с.

Также есть отличие в типах слотов и в их внешнем виде. Например, устройство PCI-Express не получится подключить к шине PCI, так как не будут совпадать коннекторы и ключи даже при совпадении физических размеров.

И в завершение остается добавить, что ПСИ Экспресс — прямой «потомок» ПСИ. Да, есть некоторые отличия в архитектуре и принципах коммутации, однако за основу взят один и тот же программный протокол.

Если судить об актуальности, то PCI-Express более востребован: все мощные видеоадаптеры подключаются именно с помощью этого слота, а графический же ускоритель сегодня есть почти в каждом компе.

Кроме того, архитектура PCI‑E позволяет активировать режим SLI или Crossfire, то есть использовать две видеокарты одновременно.

Также для вас будут полезны публикации «Проверка материнской платы на работоспособность», «Как узнать чипсет материнской платы» и обзор «Материнская плата для Ryzen 5 2400G».

Буду признателен всем, кто расшарит этот пост в любой из социальных сетей — так вы поможете продвижению моего блога. До скорой встречи, друзья!

С уважением, автор блога Андрей Андреев.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

PCI Express. Что такое PCI Express

PCI Express это шина, которая используется для подключения разнообразных комплектующих к настольному ПК. С ее помощью подключают видеокарты, сетевые карты, звуковые карты, SSD накопители, WiFi модули и другие подобные устройства. Разработку данной шины начала компания Intel в 2002 году. Сейчас разработку новых версий данной шины занимается некоммерческая организация PCI Special Interest Group.

На данный момент шина PCI Express полностью заменила такие устаревшие шины как AGP, PCI и PCI-X. Шина PCI Express размещается в нижней части материнской платы в горизонтальном положении.

В чем отличия PCI Express от PCI

PCI Express это шина, которая была разработана на основе шины PCI. Основные отличия между PCI Express и PCI лежат на физическом уровне. В то время как PCI использует общую шину, в PCI Express используется топология типа звезда. Каждое PCI Express устройство подключается к общему коммутатору отдельным соединением.

Программная модель PCI Express во многом повторяет модель PCI. Поэтому большинство существующих PCI контроллеров могут быть легко доработаны для использования шины PCI Express.

Слоты PCI Express и PCI на материнской плате

Кроме этого, шина PCI Express поддерживает такие новые возможности как:

• Горячее подключение устройств;
• Гарантированная скорость обмена данными;
• Управление потреблением энергии;
• Контроль целостности передаваемой информации;

Как работает шина PCI Express

Для подключения устройств шина PCI Express использует двунаправленное последовательное соединение. При этом такое соединение может иметь одну (x1) или несколько (x2, x4, x8, x12, x16 и x32) отдельных линий. Чем больше таких линий используется, тем большую скорость передачи данных может обеспечить шина PCI Express. В зависимости от количества поддерживаемых линий размер сорта на материнской плате будет отличаться. Существуют слоты с одной (x1), четырьмя (x4) и шестнадцатью (x16) линиями.

Наглядная демонстрация размеров слота PCI Express

При этом любое PCI Express устройство может работать в любом слоте, если слот имеет такое же или большее количество линий. Это позволяет установить PCI Express карту с разъемом x1 в слот x16 на материнской плате.

Пропускная способность PCI Express зависит от количества линий и версии шины.

Примеры PCI Express устройств

В первую очередь PCI Express используется для подключения дискретных видеокарт. С момента появления данной шины абсолютно все видеокарты используют именно ее.

Видеокарта GIGABYTE GeForce GTX 770

Однако это далеко не все что умеет шина PCI Express. Ее используют производители других комплектующих.

Звуковая карта SUS Xonar DX

SSD накопитель OCZ Z-Drive R4 Enterprise

Посмотрите также:

Что такое PCI DSS и как происходит проверка на соответствие стандарту?

В конце 2015 года система электронных платежей PayOnline уже в восьмой раз доказала, что мерчанты и плательщики находятся под надежной защитой. А в мае 2016 года компания получила физический сертификат соответствия требованиям стандарта PCI DSS версии 3.1, подтверждающий высший мировой уровень безопасности.

На фоне этого события мы бы хотели подробнее рассказать, что такое PCI DSS, по каким критериям осуществляется проверка на соответствие стандарту и как, не имея собственного сертификата, интернет-магазин может обеспечить безопасность финансовых данных пользователей.

Если попробовать забить аббревиатуру PCI DSS в Google или поискать по ней на Хабре, то можно обнаружить достаточно много статей, описывающих этот стандарт. Тут же выяснится, что целевой аудиторией всех этих материалов будут те, кто так или иначе связан с электронной коммерцией. Главным образом это платёжные агрегаторы и процессинговые центры, а уже потом разработчики интернет-магазинов.

Любой вид электронной коммерции так или иначе основан на том, что покупатели, желающие приобрести товар, должны будут расплатиться за него. Несмотря на то, что возможность расплатиться архаичным способом (отдать деньги курьеру при встрече) наиболее популярна в России, есть большая вероятность, что покупатель предпочтет воспользоваться своей платёжной картой. Тут разработчикам магазина придётся иметь дело с такой деликатной материей как личные данные пользователей, которые ещё и связаны с их финансами. Вряд ли кто-то из клиентов магазина захочет, чтобы все это стало достоянием общественности, поэтому здесь приходится прибегать к продуманным и многократно проверенным решениям.

Создание целого интернет-магазина с нуля — мягко говоря, задача непростая. Поэтому на рынке довольно много фреймворков, помогающих разработчикам с этим (у всех на слуху Magento, к примеру). Задачу приема платежей, как одну из самых важных, потому что она связана с деньгами, включают в себя все решения для электронной коммерции. Разработчики, имевшие с этим дело, знают, что это достаточно простая последовательность шагов, которая часто выглядит как «качаем код библиотеки для платёжного шлюза XYZ», «настраиваем его» (все обычно сводится к получению и использованию специального ключа, позволяющего шлюзу понять с каким магазином он имеет дело), «немного допиливаем» и «выгружаем на продакшн».

Как правило, это не вызывает существенных проблем. Правда, после того, как пользователь вашего магазина перешел на страницу оплаты выбранного платежного шлюза, ввел данные своей платежной карты и нажал на кнопку «Оплатить», вмешаться в процесс уже не получится — разве только обработать ответ шлюза на своей стороне и показать пользователю красивую страничку с благодарностью (если всё прошло нормально) или извиниться (если что-то пошло не так).

Квалифицированный пользователь знает, к примеру, что https лучше http и проверяет это, многие браузеры будут показывать в адресной строке данные сертификата сайта. Однако когда платёжный шлюз начнёт свои «внутренние» транзакции с банком-эмитентом (тот, который выдал карту) и с банком-эквайером (тот, который должен получить оплату), то может возникнуть вполне закономерный вопрос — а насколько это всё вообще безопасно? Ведь передача данных по протоколу https — еще не гарантия безопасности, а лишь один из сотен параметров, обеспечивающих защиту информации.

Может быть ребята из этого шлюза и смогли настроить себе https, купили сертификат и даже большими буквами написали на своём сайте, что всё очень хорошо и всё очень защищено. Но единственным по-настоящему надёжным способом убедиться в этом является выполнение каких-то процедур, удостоверяющих безопасность внутреннего кода платежного шлюза. И, конечно, желательно, чтобы пройти такую проверку было бы сложнее, чем написать на своём сайте немного красивого HTML — «100% гарантия безопасности».

Мы опишем такую процедуру и попробуем понять, почему она является стандартом в индустрии электронной коммерции. Всё это будет скрываться под аббревиатурой PCI DSS, и именно наличие этого сертификата у платёжного шлюза вполне может означать, что данные платёжной карты (да что там, проще говоря, деньги плательщика) дойдут до адресата без проблем.

Что такое PCI DSS?

PCI DSS (Payment Card Industry Data Security Standard) — стандарт безопасности данных индустрии платежных карт. Другими словами, это документация со списком критериев, которому должен удовлетворять сервис, если он как-то управляет такими вещами, как номер карты, срок её действия и CVV-код.

Платёжных карт можно насчитать довольно много (все знают Visa и MasterCard), а поскольку речь идёт о стандарте индустрии, то было бы нелишним всем компаниям договориться между собой о том, что они будут считать безопасным. Для этого существует Совет PCI SSC (Payment Card Industry Security Standards Council) — Совет по стандартам безопасности индустрии платежных карт, образованный пятью крупнейшими платёжными системами. Именно он создаёт правила «безопасной игры», и именно его правилам должны следовать компании, желающие получить заветный шильдик «Сертифицировано PCI-DSS». Проходить сертификацию необходимо каждый год.

Что именно проверяют?

На самом деле описать все критерии проверки будет сложно — их 288. Сама процедура довольно длительная, потому что затрагивает проверку ряда сложных технических моментов. Полностью список критериев, разбитый на 12 групп, выглядит следующим образом:

• Защита вычислительной сети.
• Конфигурация компонентов информационной инфраструктуры.
• Защита хранимых данных о держателях карт.
• Защита передаваемых данных о держателях карт.
• Антивирусная защита информационной инфраструктуры.
• Разработка и поддержка информационных систем.
• Управление доступом к данным о держателях карт.
• Механизмы аутентификации.
• Физическая защита информационной инфраструктуры.
• Протоколирование событий и действий.
• Контроль защищенности информационной инфраструктуры.
• Управление информационной безопасностью.

Тут хорошо заметно, что речь идёт и о программной части, и о «физическом компоненте» — проще говоря, проверяется всё. При этом под словом «проверка» понимается буквальное присутствие того, кто эту проверку выполняет, в офисе той компании, которую проверяют. Уполномоченный аудитор, обладающий статусом QSA (Qualified Security Assessor — а этот статут подтверждается Советом PCI SSC) имеет право пообщаться с сотрудником платежного шлюза (для этого есть специальная процедура интервью), изучить настройки компонентов системы, сделать скриншоты и просто посмотреть «как это работает». Аудитором PayOnline в последние годы выступает компания Deiteriy. Её заключения признаются международными платёжными системами Visa, MasterCard, МИР, American Express, Discover и JCB.

Сам программный код библиотек проверяется выборочно, наибольшее внимание уделяют ядру, непосредственно обрабатывающему данные платёжных карт, при этом внимание обращают на соответствие внешнему стандарту безопасности OWASP, который описывает основные требования к поиску и исключению в коде уязвимостей. Также в бизнес-процессе разработки присутствует звено Code Review, на котором, собственно, проходит дополнительная проверка другим разработчиком, не участвующим в самом написании кода.

Все взаимоотношения и ответственность в рамках требований PCI DSS между сервис-провайдерами, а именно между процессинговым центром и датацентром, а также банками-эквайерами, фиксируются в так называемых матрицах ответственности. Наличие подписанных матриц ответственности между сервис-провайдерами стало обязательным требованием с версии 3.1 стандарта PCI DSS. Помимо прочего, разумеется, у датацентра должен быть также актуальный сертификат соответствия PCI DSS на компоненты инфраструктуры, которые использует в работе процессинговый центр — виртуализация, сервисы, физическое оборудование и так далее.

Сами серверы, так же как и все остальные компоненты инфраструктуры, например, сетевое оборудование, также подлежат обязательной проверке. Основным требованием здесь является актуальность статуса PCI-DSS, который ставится в прямую зависимость от частоты изменений программного обеспечения, конфигураций оборудования или/и виртуальных машин и, что не менее важно, от ставших известными уязвимостей, таких как печально известный HeartBleed. Администраторы инфраструктуры обязаны проводить аудит системы на предмет поиска внутренних/внешних уязвимостей и приводить компоненты инфраструктуры в соответствие стандарту PCI DSS.

Аудит безопасности выполняется дважды. Первый раз используется автоматический сканер на известные уязвимости, который предоставляет сертифицированная организация ASV (Approved Scanning Vendor). В случае успешного прохождения этого теста, система проверяется на безопасность второй раз экспертами, что называется, вручную, с вынесением официального заключения.

Возможные трудности

Здесь хотелось бы привести пример из личного опыта. Во время последней сертификации PCI-DSS наши специалисты организовали специальную службу мониторинга, которая следила за тем, чтобы транзакции между нашим дата-центром и банками выполнялись непрерывно. Источником потенциальных проблем было то, что некоторые банки сообщают о том, что их сертификат TLS 1.0 был обновлён до версии 1.2 уже постфактум. Потенциально могло произойти так, что мы пытаемся общаться с банком, имея старый сертификат, тогда как на их стороне он уже обновлён. Благодаря тому, что теперь у нас отдельная служба мониторинга непрерывности транзакций, такая проблема больше невозможна.

Вообще можно привести несколько примеров, как работает проверка, и как мы приводили нашу инфраструктуру в соответствие с требованиями. Как известно, согласно PCI-DSS, платёжная система не должна хранить у себя так называемые Критичные аутентификационные данные (КАД), к которым относят, к примеру, CVV или PIN-код (последний обычно поступает из POS-терминалов супермаркетов). Реализовано это таким образом:

Когда транзакция получает от процессингового центра специальный статус, говорящий о том, что она завершена (независимо от того успешно или нет), то в системе инициируется специальный программный код, решающий две задачи. Если во время транзакции по какой-либо причине её данные были записаны на диск, то специальная операция, удаляющая эту запись, получает максимальный приоритет и выполняется специальным воркером. Если обращения к диску не было, то всё еще проще: процесс транзакции удаляется из памяти сервера и таким образом фиксации КАД не происходит. Единственные данные, которые можно хранить — это номер карты PAN (Primary Account Number), и то исключительно в зашифрованном виде.

Еще один пример напрямую связан с одним из наших пользователей (хотя на самом деле таких историй много, просто эта последняя по времени), который покупал товар в интернет-магазине. После того, как что-то «пошло не так», он не стал читать достаточно подробные сообщения об ошибке, а просто сфотографировал свою платёжную карту с обеих сторон (наверно, потому, что в форме платежа ему объяснили, что надо вводить три последние цифры после магнитной полосы на оборотной стороне) и прислал её нам в службу поддержки. По мнению покупателя, это должно было помочь нам выяснить статус его платежа — «снялись деньги» или нет. Надо сказать, что даже такие курьёзные и одновременно печальные случаи оговорены стандартом PCI-DSS.

В случае компрометации данных пользователя платёжная система обязана уведомить его самого и банк-эмитент, выпустивший «засвеченную» карту. Кроме того, необходимо было удалить письмо с вложениями-картинками из клиентской почтовой программы оператора службы поддержки, а также на почтовом сервере. Всё это делалось для того, чтобы следовать золотому правилу обеспечения безопасности индустрии платёжных карт — «Если тебе не нужна эта информация, то не храни её».

Интеграция PayOnline с интернет-магазином

Как уже упоминалось выше, задачу интеграции конкретного интернет-магазина с платёжной системой вряд ли можно назвать сложной. В интернете можно найти множество примеров для многих шлюзов. Всё обычно сводится к установке на сервер специально написанной библиотеки (у нас их много и под разные платформы) и написанию какого-то клиентского кода, который будет собирать информацию пользовательской формы и отправлять её платёжному шлюзу. Единственным моментом, на который хотелось бы обратить внимание, должно быть месторасположение самой платёжной формы — будет она находиться на стороне интернет-магазина или будет работать на стороне PayOnline. Несмотря на то, что многие решения вполне могут позволить принимать платежи прямо на своём сайте, в случае отсутствия у мерчанта собственного сертификата PCI-DSS, необходимо будет организовать всё так, чтобы платежи выполнялись на стороне платёжного шлюза. Обоснование тут одно — это безопасность финансовых данных пользователя. При этом платёжную форму можно кастомизировать под компанию, так что отторжения у конечного пользователя не возникнет.

У нас есть библиотеки для организации платежей для десктопных и мобильных решений, включая и Windows Phone (хотя позиции этой платформы с точки зрения популярности у пользователей гораздо слабее, чем у тех же Android или iOS). Говорить о библиотеке для PHP мы даже не будем — это практически подразумевается само собой. У нас также есть SDK для .NET-решений. Часто спрашивают, почему для Android выбран не традиционный подход — библиотека на Java — а используется Node.js. Такое решение было принято некоторое время назад — интегрировать такой код чуть проще, чем написанный на Java, равно как и отвечать требованиям субстандарта PCI PA-DSS. Что касается будущих интеграций, то мы сейчас располагаем адаптивными платежными формами, которые великолепно работают в нативных мобильных приложениях, интегрированных в приложение через WebView, и отвечают всем требованиям PCI PA-DSS.

Что получает интернет-магазин

Среди основных преимуществ системы электронных платежей PayOnline мы можем выделить особо наши технические возможности, нацеленные на увеличение конверсии в успешные платежи. В первую очередь, конечно, это тонкая работа с 3-D Secure, позволяющая сохранить высокий уровень защиты от мошеннических операций и одновременно увеличить платежную конверсию.

Мы внимательно изучаем поведение плательщиков, которое из года в год меняется вслед за технологическим прогрессом. Благодаря возможности измерять конверсию и поведение человека на платёжной странице в момент заполнения данных и совершения платежа, мы технологически позволяем своим клиентам шаг за шагом отследить путь покупателя, представить себя на его месте и максимально упростить его пользовательский опыт на основе полученной статистики. В случае же, если при совершении платежа у покупателя по какой-то причине не получается провести оплату, магазин получает от процессингового центра точную причину отклонения, далее магазин транслирует причину отклонения плательщику в любом кастомизированном виде. Таким образом, клиент сразу понимает, почему платеж не прошел и что ему необходимо сделать, чтобы приобрести товар или услугу.

Если вас заинтересовала такая возможность, обращайтесь, наши специалисты предоставят дополнительную информацию и, в случае необходимости, помогут настроить прием платежей на сайте и в мобильном приложении по защищенному шлюзу, отвечающему требованиям стандарта PCI DSS 3.1.

PCI Express: что такое PCI Express?

Когда мы говорим о шине PCI Express(PCI-E), то, пожалуй, первое что выделяет ее среди других аналогичных решений – это эффективность. Благодаря этой современной шине, повышается производительность компьютера, улучшается качество графики.

На протяжении многих лет, для подключения видеокарты к материнской плате, использовалась шина PCI(Peripheral Component Interconnect), помимо этого она использовалась также и для подключения некоторых других устройств, например, сетевой и звуковой карты.

Вот как выглядят эти слоты:

PCI-Express фактически стало следующим поколением шины PCI, предложив улучшенную функциональность и производительность. Она, использует последовательное соединение, в котором имеется несколько линий, каждая из которых ведет к соответствующему устройству, т.е. каждое периферийное устройство получает свою собственную линию, благодаря чему возрастает общая производительность компьютера.

PCI-Express поддерживает «горячее» подключение, потребляет меньшее, чем ее предшественники количество энергии, контролирует целостность передаваемых данных. К тому же она совместима с драйверами PCI – шины. Еще одной замечательной особенностью данной шины, является ее масштабируемость, т.е. pci express card подключается и работает в любом слоте аналогичной или большей пропускной способности. По всей вероятности, эта функция будет обеспечивать ее использование в последующие годы.

Традиционный тип слота PCI был достаточно хорош для основных аудио/видео функций. С шиной AGP, схема работы с мультимедийными данными улучшилась, соответственно возросло и качество аудио/видео данных. Это было незадолго до того момента, когда достижения в области микроархитектуры процессоров стали еще нагляднее демонстрировать медлительность шины PCI, которая заставляла самые быстрые и новейшие на тот момент времени модели компьютеров буквально еле-еле тащиться.

Характеристики и пропускная способность шины PCI-E

Она может иметь от одной двунаправленной линии соединения x1, до x32 (32 линий). Линия функционирует по принципу точка к точке. Современные версии  предоставляют гораздо большую пропускную способность, по сравнению со своими предшественниками. x16 можно использовать для подключения видеокарты, а x1 и x2 могут использоваться для подключения обычных карт.

Вот как выглядят слоты х1 и pci express x16 на материнской плате:

PCI-E
Количество линий x1 x2 x4 x8 x16 x32
Ширина полосы 500 Мб /с 1000 МБ /с 2000 Мб /с 4000 МБ /с 8000 МБ / с 16000 Мб / с

Версии PCI-E и совместимость

Когда речь идет о компьютерах, то любое упоминание о версиях ассоциируется с проблемами совместимости. И, как любая другая современная технология, PCI-E постоянно развивается и модернизируется. Последний  доступный  вариант pci express 3.0, но уже ведется развитие шины PCI-E версии 4.0., которая должна появиться примерно в 2015 году(  pci express 2.0 практически устарела).
Взгляните на следующую таблицу совместимости PCI-E.
Версии PCI-E 3,0 2,0 1,1
Общая пропускная способность
(X16) 32 Гб / с 16 Гб / с 8 Гб / с
Скорость передачи данных 8,0 ГТ / с 5,0 ГТ / с 2,5 ГТ / с

Версия PCI-E не имеет никакого влияния на функциональность карты. Наиболее отличительной чертой данного интерфейса является его прямая и обратная совместимость, что делает его безопасным и способным к синхронизации со многими вариантами карт, независимо от интерфейса версии. То есть вы можете в слот PCI-Express первой версии, вставить карту второй или третьей версии и она будет работать, хотя и с некоторой потерей производительности. Точно так же и в слот PCI-E третьей версии можно устанавливать карту первой версии PCI-Express. В настоящее время все современные модели видеокарт от NVIDIA и AMD совместимы с такой шиной.

А это на закуску:

 

Похожие статьи:

Запись имеет метки: Железо

что нового и почему это важно

Оборудование PCI Express 4.0 наконец-то появилось. Твердотельные накопители (SSD) и графические карты с поддержкой PCIe 4.0 дебютировали в июне на Computex 2019. Это все благодаря AMD.

Более быстрые компьютерные комплектующие — это всегда захватывающая перспектива, но сейчас мы в основном говорим о заметном увеличении скорости для твердотельных накопителей M.2 NVMe типа «gum stick». Видеокарты с поддержкой PCIe 4.0 появятся летом 2019 года, но геймерам пока не нужна дополнительная пропускная способность, которую они предлагают. Дебют состоится через два года после публикации стандарта PCIe 4.0 в середине 2017 года.

Сложность состоит в том, что к тому времени, когда геймерам потребуется большая пропускная способность, мы можем говорить о другой версии PCIe в целом. Как только PCIe 4.0 будет доступен для ПК, PCI Special SIB (PCI-SIG) — орган, отвечающий за выпуск новых стандартов PCIe — опубликует версию PCIe 5.0.

Что такое PCIe

Стандарт Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) — это то, как платы расширения взаимодействуют с Вашим ПК. Сюда входят такие элементы, как графические карты, звуковые карты, карты Wi-Fi и твердотельные накопители M.2 NVMe. Чем выше версия PCIe, тем выше пропускная способность, доступная платам расширения системы.

Слоты расширения PCIe на Вашем ПК обычно бывают четырех видов: x1, x4, x8, x16. Эти цифры обозначают количество «дорожек» в каждом слоте расширения. Чем больше дорожек в слоте, тем быстрее данные могут передаваться на карту и с нее. Например, современные видеокарты используют слоты x16, а твердотельные накопители NVMe M.2 типа «gum stick» используют специальные слоты с двумя или четырьмя линиями.

PCIe также обратно совместим. Если у Вас есть видеокарта PCIe 4.0, Вы можете использовать ее с материнской платой, разработанной для PCIe 3.0; однако доступная пропускная способность карты будет ограничена возможностями PCIe 3.0. И наоборот, карта PCIe 3.0 может поместиться в слот PCIe 4.0, но опять же она будет ограничена PCIe 3.0.

Что нового в PCIe 4.0

Важной особенностью любой новой версии PCIe является то, что она удваивает пропускную способность по сравнению с предыдущим поколением. Но с практической точки зрения слот PCIe 4.0 x16 теоретически может обрабатывать примерно 32 гигабайта в секунду (ГБ/с) данных, проходящих в каждом направлении, в то время как PCIe 3.0 достиг максимума, как Вы уже догадались, 16 ГБ/с.

Вы можете услышать о PCIe 4.0 x16 с пропускной способностью около 64 ГБ/с, но в этом случае просто подсчитывается общий объем данных, передаваемых в обоих направлениях. Как бы то ни было, к ПК приходит очень много скорости, и графические карты, занимающие слоты PCIe 4.0 x16, уже в пути.

Хотя, как мы уже говорили ранее, добавление пропускной способности для видеокарт на самом деле не является проблемой, поскольку PCIe 3.0 отлично подходит для геймеров. Периферийные устройства, такие как твердотельные накопители NVMe, предлагают наиболее заметную разницу в скорости в первые дни существования нового стандарта.

Помимо увеличенной скорости для компонентов, PCIe 4.0 имеет лучшую надежность и целостность сигнала для повышения производительности.

Для работы с ПК дома самое важное, что нужно понимать о PCIe 4.0, это то, что он удваивает пропускную способность PCIe 3.0.

Когда его можно будет использовать

Как мы упоминали ранее, в Computex 2019 дебютировала PCIe 4.0 с анонсами продуктов от AMD, Corsair и Gigabyte. Intel ничего не сказала о PCIe 4.0 для потребительского оборудования — и даже утверждала, что это не поможет ускорить Ваши игры на ПК — поэтому сейчас PCIe 4.0 — это все о системах AMD.

AMD анонсировала свой чипсет X570 на Computex с поддержкой PCIe 4.0, а производители представили десятки материнских плат X570, включая ASRock, Asus, Gigabyte и MSI. Эти платы X570 не будут дешевыми, и ожидается, что они также будут генерировать большое количество тепла. Почти на каждой плате, от среднего бюджетного геймера до ультра роскошного RGB-оборудованного монстра, были вентиляторы для охлаждения компонентов. Платы более высокого уровня также добавили дополнительные радиаторы, трубы, а в некоторых случаях системы жидкостного охлаждения. Это только для самой платы.

В дополнение к материнской плате PCIe 4.0 Вам потребуется процессор, который может ее поддерживать, то есть процессор Ryzen третьего поколения. В Computex AMD анонсировала пять различных процессоров Ryzen 3000 по цене от шестиядерного процессора за $200 до 12-ядерного рабочего компьютера за $500. Эти новые процессоры начали поставляться с 7 июля 2019 года.

Несколько дней спустя компания выступила на игровой конференции E3 2019 с двумя новыми видеокартами, поддерживающими PCIe 4.0, включая Radeon RX 5700 XT и Radeon RX 5700. Новые карты также были выпущены 7 июля 2019 года.

Старые материнские платы не получат PCIe 4.0

Новые процессоры AMD по-прежнему используют сокет AM4, как и предыдущие поколения Ryzen. Это означает, что новые чипы Ryzen 3000 могут быть встроены в материнские платы, созданные для процессоров Ryzen 2000, таких как материнские платы X470 и B450; однако, чтобы получить PCIe 4.0, Вам нужна более новая материнская плата, созданная для нового стандарта.

Это может стать сюрпризом для некоторых поклонников PCIe, поскольку производители материнских плат уже выпустили обновления встроенного программного обеспечения, обеспечивающие ограниченную поддержку PCIe 4.0 для старых плат. Проблема в том, что эти обновления работают только с определенными материнскими платами, которые могут справиться со строгими требованиями PCIe 4.0. Даже тогда ожидается, что обновление будет работать только с верхним слотом PCIe x16 (который обычно используется для видеокарт) и, возможно, с некоторыми слотами M.2.

AMD решила, что эти обновления были слишком сложной процедурой для обычного человека. Чтобы избежать путаницы, компания остановила их. Вы все еще можете найти некоторые обновления материнской платы в сети, которые переносят PCIe 4.0 на старые материнские платы, но они не рекомендуются. Если Вы хотите PCIe 4.0, лучший план — это приобрести новую материнскую плату и новый процессор.

Помимо процессоров Ryzen 3000 и материнских плат X570, Corsair также анонсировала Corsair MP600, SSD-накопитель M.2 NVMe, поддерживающий PCIe 4.0, со скоростью чтения почти 5000 МБ/с.

Для сравнения, производительность высокопроизводительного накопителя PCIe 3.0 M.2 NVMe составляет около 3500 Мбит/с. Новый M.2 от Corsair также имеет радиатор, чтобы держать его в прохладе. MP600 будет выпущен в июле.

Gigabyte анонсировала твердотельный накопитель Aorus NVMe Gen 4 с такой же скоростью чтения, как у Corsair MP600. Вместо большого радиатора SSD от Gigabyte поставляется с медным распределителем тепла в корпусе. Gigabyte не сказала точно, когда будет запущен SSD, но компания говорит, что он скоро появится.

Patriot, также планирует выпустить твердотельные накопители PCIe 4.0 позже в 2019 году.

PCIe 5.0 тоже был анонсирован

Если внедрение компонентов PCIe 4.0 не было достаточно сложным, PCI-SIG использовал Computex для анонса PCIe 5.0. Мы получим удвоение пропускной способности с 5.0. Вместо 32 ГБ/с в каждом направлении для слота x16 в PCIe 4.0 мы получим 64 ГБ/с с PCIe 5.0.

Чем быстрее, тем лучше, поэтому мы, вероятно, скоро увидим выход компонентов PCIe 5.0, верно? Может быть, некоторые компании вообще проигнорируют PCIe 4.0?

Ну, не так быстро.

AMD и ее партнеры по производству уже инвестируют в PCIe 4.0, поэтому они могут не захотеть сразу же переходить на новый уровень. Кроме того, преодоление технических проблем, связанных с внедрением PCIe 5.0, должно занять некоторое время.

Мы уже видим, что, например, PCIe 4.0 работает быстрее, чем ПК с PCIe 3.0. Это говорит о том, что мы можем не видеть PCIe 5.0 в течение достаточно долгого времени, поскольку производители компонентов и устройств совершенствуют PCIe 4.0.

С другой стороны, поскольку Intel в настоящее время не поддерживает PCIe 4.0, компания может захотеть перейти сразу к PCIe 5.0, чтобы забрать часть рынка у AMD, но это всего лишь предположение. Пока что ни AMD, ни Intel не проявляют особого интереса к PCIe 5.0, так что мы можем подождать еще несколько лет.

Пока это все о PCIe 4.0 и только для систем на базе AMD.

NVMe-накопители в разных режимах работы интерфейса PCI Express:

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.

что они дают и зачем их так много? — Ferra.ru

Появление на рынке шины PCI Express позволило обновить и слот для карт расширения у ноутбуков. На смену PC Card уже давно подготовлен ExpressCard, и он практически вытеснил «старичка». Главное отличие ExpressCard – это использование PCI Express для передачи данных вместо PCI. Скорость в этом случае – как у обычного слота PCI Express x1, то есть 2,5 Гбит/с.

Но разработчики пошли дальше и сделали стандарт более универсальным. Через ExpressCard можно подключаться к шине USB. Таким образом, производитель устройства сам выбирает, что ему лучше использовать: PCI Express или USB. В последнем случае скорость составляет 480 Мбит/с. Полагаем, с постепенным переходом к USB 3.0 и PCI Express 2.0 показатели скорости ExpressCard вырастут до 4,8 и 5,0 Гбит/с соответственно.

Теперь о типах разъёмов. Их сделали два: ExpressCard/34 и ExpressCard/54. В отличие от PC Card различаются они по ширине, а не высоте. В первом случае она составляет 34 мм, а во втором — 54 мм. При этом карты ExpressCard/34 можно вставить в слот ExpressCard/54, но не наоборот.

Какие устройства выпускаются для PC Card и ExpressCard? Многие. Например, ТВ-тюнеры, звуковые карты, карты Wi-Fi, флеш-накопители (эти часто подключаются через USB-составляющую интерфейса ExpressCard), модемы для работы в сотовых сетях и многие другие. В целом удобно, но подходит только для ноутбуков. То есть если вы не собираетесь использовать ТВ-тюнер на настольном компьютере, то удобнее купить такой в формате ExpressCard или PC Card, чем возиться с лишними внешними «модулями», когда подключение происходит через разъём USB.

Кардридеры

Кардридеры – это устройства для чтения карт памяти. Для настольного компьютера такие обычно покупаются отдельно, а в мобильные встраиваются. Но в последнем случае число поддерживаемых форматов ограничено чаще всего 4-5 штуками. Как правило, это форматы SD, MMC, MemoryStick нескольких версий и ещё иногда xD. Это наиболее распространённые на сегодняшний день. Они применяются в телефонах, фотоаппаратах и плеерах.

Некоторые производители ноутбуков пошли дальше и оснастили свои модели более функциональными кардридерами. Среди таких мы заметили ASUS (до 8 форматов) и Fujitsu Siemens Computers (до 15 форматов). Но отметим, что среди всех рассмотренных нами мобильных ПК только один поддерживал карты CompactFlash – LG C1-T255R http://www.ferra.ru/online/mobilis/s27084/. Скажете, этот формат устарел? Как бы не так – в цифровых зеркальных камерах до сих пор он является самым распространённым, особенно в профессиональных моделях.

Иногда попадается ещё один вид кардридеров, предназначенный для считывания смарт-карт. На последних обычно хранятся специальные коды – это один из способов идентификации прав доступа. Неудивительно, что такие кардридеры встречаются в основном на корпоративных моделях ноутбуков. К таким мы относим HP Compaq (из них только некоторые модели имеют считыватель смарт-карт), Toshiba Tecra, Lenovo ThinkPad, Dell Latitude.

Аудиоразъёмы

С аудиоразъёмами всё предельно просто. Чаще всего их два – для наушников (или внешних колонок) и для микрофона. При этом первый обычно совмещают с S/PDIF. Случается и три разъёма. И здесь два варианта: третий либо для второй пары наушников (например, как у ноутбуков HP Pavilion), либо линейный вход. Последний предназначен для передачи звука на компьютер.

Как работает PCI | HowStuffWorks

Передняя шина — это физическое соединение, которое фактически соединяет процессор с большинством других компонентов компьютера, включая оперативную память (RAM), жесткие диски и слоты PCI. В наши дни передняя шина обычно работает на частоте 400 МГц, а новые системы работают на частоте 800 МГц.

Задняя шина — это отдельное соединение между процессором и кэш-памятью уровня 2. Эта шина работает на более высокой скорости, чем внешняя шина, обычно на той же скорости, что и процессор, поэтому все это кэширование работает максимально эффективно.Автобусы с задней стороны развивались с годами. В 1990-х годах задняя шина представляла собой провод, соединяющий главный процессор с внешней кэш-памятью. Этот кеш был фактически отдельным чипом, который требовал дорогой памяти. С тех пор кэш уровня 2 был интегрирован в основной процессор, что сделало процессоры меньше и дешевле. Поскольку кеш теперь находится на самом процессоре, в некотором смысле задняя шина больше не является шиной.

Объявление

PCI позволяет подключать больше устройств, чем VL-Bus, до пяти внешних компонентов.Каждый из пяти разъемов для внешнего компонента можно заменить двумя фиксированными устройствами на материнской плате. Кроме того, на одном компьютере может быть более одной шины PCI, хотя это делается редко. Чип моста PCI регулирует скорость шины PCI независимо от скорости процессора. Это обеспечивает более высокую степень надежности и гарантирует, что производители оборудования PCI точно знают, для чего проектировать.

PCI изначально работал на частоте 33 МГц с использованием 32-битного тракта.Изменения в стандарте включают увеличение скорости с 33 МГц до 66 МГц и удвоение количества битов до 64. В настоящее время PCI-X обеспечивает 64-битную передачу данных на скорости 133 МГц, что составляет потрясающий 1 ГБ / с (гигабайт в секунду). Скорость передачи!

Карты

PCI используют 47 контактов для подключения (49 контактов для мастер-карты, которая может управлять шиной PCI без вмешательства процессора). Шина PCI может работать с таким небольшим количеством контактов из-за аппаратного мультиплексирования, что означает, что устройство отправляет более одного сигнала по одному контакту.Кроме того, PCI поддерживает устройства, которые используют напряжение 5 или 3,3 В.

Хотя Intel предложила стандарт PCI в 1991 году, он не стал популярным до появления Windows 95 (в 1995 году). Этот внезапный интерес к PCI был вызван тем, что Windows 95 поддерживает функцию под названием Plug and Play (PnP), о которой мы поговорим в следующем разделе.

.

PCI — OSDev Wiki

Шина PCI

Шина PCI (Peripheral Component Interconnect) была определена, чтобы установить высокопроизводительную и недорогую локальную шину, которая останется в продуктах нескольких поколений. Благодаря сочетанию прозрачного пути обновления со 132 МБ / с (32-бит на 33 МГц) до 528 МБ / с (64-бит на 66 МГц) и сигнальных сред 5 В и 3,3 В шина PCI удовлетворяет потребности обоих настольные системы низкого уровня и серверы LAN высокого уровня. Компонент шины PCI и интерфейс карты расширения не зависят от процессора, что обеспечивает эффективный переход на будущие процессоры, а также возможность использования с несколькими архитектурами процессоров.Недостатком шины PCI является ограниченное количество электрических нагрузок, которыми она может управлять. Одна шина PCI может управлять максимум 10 нагрузками. (Помните, что при подсчете количества нагрузок на шине коннектор считается одной нагрузкой, а устройство PCI считается другим, а иногда и двумя.)

Пространство конфигурации

Спецификация PCI предусматривает полностью программную инициализацию и настройку каждого устройства (или цели) на шине PCI через отдельное адресное пространство конфигурации.Все устройства PCI, за исключением мостов главной шины, должны предоставлять для этой цели 256 байтов регистров конфигурации.

Циклы чтения / записи конфигурации используются для доступа к пространству конфигурации каждого целевого устройства. Цель выбирается во время доступа к конфигурации, когда заявлен ее сигнал IDSEL. IDSEL действует как классический сигнал выбора микросхемы. Во время фазы адресации цикла конфигурации процессор может адресовать один из 64 32-битных регистров в пространстве конфигурации, помещая требуемый номер регистра в адресные строки 2-7 (AD [7..2]) и строки разрешения байтов.

Устройства PCI по своей сути имеют прямой порядок байтов, что означает, что все многобайтовые поля имеют наименее значимые значения по младшим адресам. Для этого требуется процессор с прямым порядком байтов, такой как Power PC, для выполнения правильной перестановки байтов данных, считываемых с устройства PCI или записываемых на него, включая любые обращения к адресному пространству конфигурации.

Системы должны обеспечивать механизм, позволяющий получить доступ к пространству конфигурации PCI, так как большинство процессоров не имеют такого механизма.Эту задачу обычно выполняет мост от хоста к PCI (мост хоста). Определены два различных механизма, позволяющих программному обеспечению генерировать необходимые доступы к конфигурации. Механизм №1 конфигурации является предпочтительным методом, а механизм №2 предназначен для обратной совместимости. Здесь будет описан только механизм конфигурации №1, поскольку это единственный механизм доступа, который будет использоваться в будущем.

Механизм доступа к пространству конфигурации № 1

Используются два 32-битных местоположения ввода-вывода, первое местоположение (0xCF8) называется CONFIG_ADDRESS, а второе (0xCFC) называется CONFIG_DATA.CONFIG_ADDRESS указывает адрес конфигурации, к которому требуется доступ, в то время как доступ к CONFIG_DATA будет фактически генерировать доступ к конфигурации и будет передавать данные в регистр CONFIG_DATA или из него.

CONFIG_ADDRESS — это 32-битный регистр, формат которого показан на следующем рисунке. Бит 31 — это флаг разрешения для определения, когда доступ к CONFIG_DATA должен быть преобразован в циклы конфигурации. Биты с 23 по 16 позволяют программному обеспечению конфигурации выбрать конкретную шину PCI в системе.Биты с 15 по 11 выбирают конкретное устройство на шине PCI. Биты с 10 по 8 выбирают конкретную функцию в устройстве (если устройство поддерживает несколько функций).

Младший байт выбирает смещение в 256-байтовом пространстве конфигурации, доступном с помощью этого метода. Поскольку все операции чтения и записи должны быть как 32-битными, так и выровненными для работы во всех реализациях, два младших бита CONFIG_ADDRESS всегда должны быть нулевыми, а оставшиеся шесть битов позволяют вам выбирать каждое из 64 32-битных слов.Если вам не нужны все 32 бита, вам придется выполнить невыровненный доступ в программном обеспечении, выровняв адрес с последующим маскированием и сдвигом ответа.

¹ Смещение регистра должно указывать на последовательные DWORD, т.е.биты 1: 0 всегда равны 0b00 (они все еще являются частью смещения регистра).

Следующий сегмент кода иллюстрирует использование механизма конфигурации # 1 для чтения 16-битных полей из пространства конфигурации. Обратите внимание, что этот сегмент, функции outl (порт, значение) и inl (порт) относятся к инструкциям на языках ассемблера Pentium OUTL и INL.

 uint16_t pciConfigReadWord (шина uint8_t, слот uint8_t, функция uint8_t, смещение uint8_t) {
    адрес uint32_t;
    uint32_t lbus = (uint32_t) шина;
    uint32_t lslot = (uint32_t) слот;
    uint32_t lfunc = (uint32_t) func;
    uint16_t tmp = 0;

    / * создаем адрес конфигурации, как показано на рисунке 1 * /
    адрес = (uint32_t) ((lbus << 16) | (lslot << 11) |
              (lfunc << 8) | (смещение & 0xfc) | ((uint32_t) 0x80000000));

    / * выписываем адрес * /
    outl (0xCF8, адрес);
    / * считываем данные * /
    / * (offset & 2) * 8) = 0 выберет первое слово 32-битного регистра * /
    tmp = (uint16_t) ((inl (0xCFC) >> ((смещение & 2) * 8)) & 0xffff);
    возврат (tmp);
} 

Когда при доступе к конфигурации делается попытка выбрать устройство, которое не существует, мост хоста завершит доступ без ошибок, отбрасывая все данные при записи и возвращая все данные при чтении.Следующий сегмент кода иллюстрирует чтение несуществующего устройства.

 uint16_t pciCheckVendor (шина uint8_t, слот uint8_t) {
    uint16_t vendor, device;
    / * пытаемся прочитать первый регистр конфигурации. Поскольку нет * /
    / * поставщики, которые == 0xFFFF, это должно быть несуществующее устройство. * /
    if ((vendor = pciConfigReadWord (bus, slot, 0,0))! = 0xFFFF) {
       устройство = pciConfigReadWord (шина, слот, 0,2);
       . . .
    } return (поставщик);
} 

Механизм доступа к пространству конфигурации № 2

Этот механизм доступа к пространству конфигурации объявлен устаревшим в версии 2 PCI.0. Это означает, что он, вероятно, будет существовать на оборудовании примерно с 1992 года (когда был представлен PCI 1.0) до 1993 года (когда был представлен PCI 2.0), что ограничивает его использование материнскими платами 80486 и более ранними версиями Pentium.

Для механизма доступа № 2 порт ввода-вывода по адресу 0x0CF8 является 8-битным портом и используется для включения / отключения механизма доступа и установки номера функции. Он имеет следующий формат:

Порт ввода-вывода 0x0CFA («регистр пересылки») также является 8-битным портом и используется для установки номера шины для последующих обращений к пространству конфигурации PCI.

После включения механизма доступа; доступы к портам ввода-вывода от 0xC000 до 0xCFFF используются для доступа к пространству конфигурации PCI. Номер порта ввода-вывода имеет следующий формат:

Обратите внимание, что это ограничивает систему до 16 устройств на шину PCI.

Доступ к пространству конфигурации PCI с отображением памяти

PCI Express представил новый способ доступа к пространству конфигурации PCI, при котором просто отображается память и не используются порты ввода-вывода. Этот механизм доступа описан в PCI Express.

Обратите внимание, что системы, которые предоставляют механизм доступа с отображением памяти, также должны поддерживать механизм доступа PCI №1 для обратной совместимости.

Определение механизма доступа к пространству конфигурации

В целом есть 4 корпуса:

• компьютер не поддерживает PCI (либо компьютер слишком старый, либо ваша операционная система запускается в будущем после замены PCI)
• компьютер поддерживает механизм №2
• компьютер поддерживает механизм №1, но не поддерживает механизм доступа с отображением памяти
• компьютер поддерживает как механизм №1, так и механизм доступа с отображением памяти

Для систем BIOS «int 0x1A, AX = 0xB101 (проверка наличия PCI BIOS)» сообщит вам, использует ли система механизм №1 или механизм №2.Если эта функция не существует, вы не можете быть уверены, поддерживает ли компьютер PCI или нет. Если он говорит, что механизм №1 поддерживается, вы не узнаете, поддерживается ли также механизм доступа с отображением памяти или нет.

Для систем UEFI очень безопасно предположить, что механизм №2 не поддерживается; и вы можете проверить, поддерживает ли компьютер PCI или нет, проверив, существует ли протокол «Поддержка шины PCI». Если поддерживается PCI, нет простого способа определить, поддерживает ли (например) компьютер механизм №1 или нет.

Для систем BIOS и UEFI можно проверить таблицы ACPI, чтобы определить, поддерживается ли механизм доступа с отображением памяти.

Это оставляет несколько случаев невыясненными (например, когда вы не знаете, поддерживается ли механизм №1 или №2, несмотря на попытку всего вышеперечисленного). В этих случаях остается единственный вариант — зондирование вручную. Это означает 2 конкретных теста — поддерживается ли механизм №1 и если нет, поддерживается ли механизм №2. Обратите внимание, что ручное зондирование связано с риском; в том, что если нет PCI (т.е.г. в системе есть только ISA) доступ к порту ввода-вывода может вызвать неопределенное поведение (особенно в системах, где шина ISA игнорирует старшие 6 бит адреса порта ввода-вывода, где доступ к порту ввода-вывода 0x0CF8 аналогичен доступу к порту ввода-вывода 0x00F8).

Структура устройства PCI

Спецификация PCI определяет организацию 256-байтовых регистров пространства конфигурации и устанавливает специальный шаблон для этого пространства. На рисунках 2 и 3 показана структура 256-байтового пространства конфигурации.Все устройства, совместимые с PCI, должны поддерживать поля Vendor ID, Device ID, Command and Status, Revision ID, Class Code и Header Type. Реализация других регистров не является обязательной, в зависимости от функциональности устройства.

Следующие описания полей являются общими для всех типов заголовков:

• ID устройства: Определяет конкретное устройство. Если действительные идентификаторы назначаются поставщиком.
• ID поставщика: Идентифицирует производителя устройства.Где допустимые идентификаторы выделяются PCI-SIG (список здесь) для обеспечения уникальности, а 0xFFFF — недопустимое значение, которое будет возвращено при доступе для чтения к регистрам пространства конфигурации несуществующих устройств.
• Статус: Регистр, используемый для записи информации о состоянии для событий, связанных с шиной PCI.
• Команда: Обеспечивает контроль над способностью устройства генерировать циклы PCI и отвечать на них. Если единственная функция, гарантированно поддерживаемая всеми устройствами, — это когда в этот регистр записывается 0, устройство отключается от шины PCI для всех обращений, кроме доступа к пространству конфигурации.
• Код класса: Регистр только для чтения, указывающий тип функции, выполняемой устройством.
• Подкласс: Регистр только для чтения, который определяет конкретную функцию, которую выполняет устройство.
• Prog IF: Регистр только для чтения, который задает интерфейс программирования на уровне регистров, который есть у устройства, если он вообще есть.
• Идентификатор редакции: Задает идентификатор редакции для конкретного устройства. Если действительные идентификаторы назначаются поставщиком.
• BIST: Представляет это состояние и позволяет управлять устройством BIST (встроенное самотестирование).
• Тип заголовка: Определяет структуру остальной части заголовка, начиная с байта 0x10 заголовка, а также указывает, выполняет ли устройство несколько функций. Если значение 0x00 определяет обычное устройство, значение 0x01 указывает мост PCI-to-PCI, а значение 0x02 указывает мост CardBus. Если бит 7 этого регистра установлен, устройство выполняет несколько функций; в противном случае это однофункциональное устройство.
• Таймер задержки: Определяет таймер задержки в единицах тактовой частоты шины PCI.
• Размер строки кэша: Задает размер строки системного кэша в 32-битных единицах. Устройство может ограничить количество поддерживаемых размеров строки кэша. Если в это поле записано неподдерживаемое значение, устройство будет вести себя так, как если бы было записано значение 0.

Эта таблица применима, если Тип заголовка 00h. (Фигура 2)

Указатель возможностей

Следующие описания полей применимы, если Тип заголовка равен 0x00:

• Указатель CardBus CIS: Указывает на структуру информации о карте и используется устройствами, которые совместно используют микросхемы между CardBus и PCI.

• Линия прерывания: Определяет, к какому входу системных контроллеров прерываний подключен вывод прерывания устройства, и реализуется любым устройством, которое использует вывод прерывания. Для архитектуры x86 этот регистр соответствует номерам PIC IRQ 0-15 (а не номерам I / O APIC IRQ), а значение 0xFF определяет отсутствие соединения.

• Вывод прерывания: Указывает, какой вывод прерывания использует устройство. Где значение 0x01 — это INTA #, 0x02 — это INTB #, 0x03 — это INTC #, 0x04 — это INTD #, а 0x00 означает, что устройство не использует вывод прерывания.

• Макс. Задержка: Регистр только для чтения, который указывает, как часто устройству требуется доступ к шине PCI (в единицах 1/4 микросекунды).

• Min Grant: Регистр только для чтения, который указывает длину периода пакета в единицах 1/4 микросекунды, которая требуется устройству (при тактовой частоте 33 МГц).

• Указатель возможностей: точек (т. Е. Смещение в пространстве конфигурации этой функции) на связанный список новых возможностей, реализованных устройством.Используется, если бит 4 регистра состояния (бит списка возможностей) установлен в 1. Два нижних бита зарезервированы и должны быть замаскированы перед использованием указателя для доступа к пространству конфигурации.

Эта таблица применима, если тип заголовка — 01h (мост PCI-to-PCI) (рисунок 3)

.

PCI Значение и определение | Что такое межсоединение периферийных компонентов?

Главная »СРОК» П »

Кайти Нортон

В большинстве вычислительных контекстов PCI означает межсоединение периферийных компонентов , стандарт локальной шины, разработанный Intel. Хотя шины PCI больше не являются стандартом, в свое время они использовали 47 контактов для подключения звуковых карт, сетевых карт и видеокарт к компьютеру.Они были доступны в 32- или 64-битных версиях и могли работать с тактовой частотой 33 или 66 МГц. (32-битная шина PCI, работающая на частоте 33 МГц, обеспечит пропускную способность 133 Мбит / с.)

PCI обычно использовался в компьютерах, произведенных между 1995 и 2005 годами, и многие третьи стороны полагались на шины PCI для использования функции Plug n Play (PnP) Windows 95 и ранних компьютеров Apple. Конкуренты PCI в то время, карты с отраслевой стандартной архитектурой (ISA) и карты VESA, были сравнительно медленнее и в конечном итоге устарели.

PCI был в конечном итоге заменен технологией PCI Express (PCIe) и (чаще) USB. PCI eXtended (PCI-X) — это адаптация PCI, которая до сих пор используется на некоторых серверах и рабочих станциях.

PCI также является аббревиатурой от Payment Card Industry . В этом контексте PCI относится к разработке, управлению, обучению и ознакомлению с правилами, касающимися кредитных и дебетовых карт. Совет по стандартам безопасности PCI (PCI SSC) является руководящей организацией, которая с 2006 года публикует и обеспечивает соблюдение стандартов безопасности данных PCI (PCI-DSS).Членами PCI SSC являются Visa, Mastercard, American Express, Discover и JCB.

НОВОСТИ ВЕБОПЕДИИ

Будьте в курсе последних событий в терминологии Интернета с помощью бесплатного информационного бюллетеня Webopedia. Присоединяйтесь, чтобы подписаться сейчас.

.

Что такое PCI Express?

Peripheral Component Interconnect (PCI) Express (PCIe) — это технология масштабируемой последовательной шины ввода / вывода (I / O), которая в значительной степени заменила более ранние слоты PCI на материнских платах. Это порт, который позволяет устанавливать в компьютер определенные внутренние компоненты. В 2004 году слоты PCI Express начали появляться наряду со стандартными слотами, начав постепенный переход к новой технологии. Хотя некоторые стандартные слоты PCI все еще можно найти на материнских платах, многие пользователи компьютеров предпочитают PCI Express для видеокарт и других компонентов.

Мужчина держит компьютер

Назначение PCI Express

Слоты

PCIe находятся на многих материнских платах, что позволяет пользователям компьютеров устанавливать в них компоненты.Они позволяют материнской плате и другому программному обеспечению на компьютере получать доступ и использовать устройства, подключенные к этим слотам. Хотя PCIe использовался в течение первого десятилетия 21 века, новые слоты, вероятно, заменят их в какой-то момент в будущем.

Преимущества технологии PCIe

PCI Express — это соединение точка-точка, что означает, что оно не разделяет полосу пропускания, а напрямую связывается с устройствами через коммутатор, который направляет поток данных.Это позволяет выполнять «горячую замену» или «горячую замену», что означает, что карты в слотах PCIe можно заменять без выключения компьютера, и они потребляют меньше энергии, чем предыдущая технология PCI. Одной из наиболее многообещающих особенностей PCIe является его масштабируемость, а это означает, что большая пропускная способность может быть достигнута за счет добавления большего количества «полос».

PCI Express имеет несколько дополнительных преимуществ не только для пользователя, но и для производителей.Его можно реализовать как унифицированную структуру ввода-вывода для настольных компьютеров, серверов и рабочих станций, и его дешевле, чем стандарт PCI, реализовать на уровне материнской платы. Это снижает затраты потребителя. Он также разработан для совместимости с более ранними версиями операционных систем и драйверами устройств PCI.

Типы форматов PCIe

Первоначальное развертывание PCI Express предусматривало три потребительских варианта: x1, x2 и x16.Эти числа представляют «полосы»: x1 имеет 1 полосу; x2 имеет 2 полосы, а x16 — 16. Каждая дорожка двунаправленная и состоит из 4 кеглей. Дорожки в PCIe версии 1.x имели более низкую скорость доставки, но в PCIe 3.0 была введена скорость передачи 500 мегабайт в секунду (МБ / с) в каждом направлении, что в сумме составляет 1000 МБ / с или 1 гигабайт в секунду (ГБ / с) на полосу. .

PCIe и графические карты

16-полосный (x16) слот заменил порт ускоренной графики (AGP) на многих материнских платах и ​​подходит для графической карты PCIe.Платы со слотами x1 и x2 обычно имеют их для других компонентов, таких как звуковые или сетевые карты. По мере роста требований к компьютерной графике могут стать доступными слоты x32 и x64, а будущие версии PCIe могут улучшить скорость передачи данных.

Другие технологии PCI

PCI Express не следует путать с PCI eXtended (PCI-X), используемым на рынке серверов.PCI-X улучшен по сравнению со стандартной шиной PCI, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность 1 ГБ / с. PCIe также был разработан для рынка серверов, первоначально с зарезервированными форматами x4, x8 и x12. Это намного превышает возможности PCI-X.

История технологии PCI

Корпорация Intel впервые представила технологию PCI в начале 1990-х годов, чтобы заменить шину стандартной архитектуры (ISA).Несмотря на достаточную надежность, чтобы работать более десяти лет, общая доступная пропускная способность всего 133 Мбит / с, распределяемая между слотами, означала, что устройства с высокими требованиями быстро перегружали ресурсы компьютера. В 1997 году эта проблема была частично решена путем внедрения отдельного слота AGP с выделенной полосой пропускания. Однако по мере того, как производители компонентов разработали много востребованных устройств для компьютеров, потребовалась новая архитектура, что привело к появлению PCI Express.

.