Verze sběrnice PCI. Rozhraní PCI v počítači: typy a účel. Foto přetaktování autobusu pci expres

V tomto článku probereme důvody úspěchu sběrnice PCI a popíšeme vysoce výkonnou technologii, která ji nahrazuje - sběrnici PCI Express. Rovněž budeme zvažovat historii vývoje, hardwarové a softwarové úrovně sběrnice PCI Express, funkce její implementace a vyjmenovat její výhody.

Když na začátku 90. let. objevila se, pak sama Technické specifikace výrazně překonal všechny autobusy, které do té doby existovaly, jako ISA, EISA, MCA a VL-bus. V té době se sběrnice PCI (Peripheral Component Interconnect), která běžela na frekvenci 33 MHz, dobře hodila pro většinu periferních zařízení. Ale dnes se situace v mnoha ohledech změnila. Předně se výrazně zvýšily takty procesoru a paměti. Například taktovací frekvence procesorů se zvýšila z 33 MHz na několik GHz, zatímco pracovní frekvence PCI se zvýšila pouze na 66 MHz. Vznik technologií, jako je Gigabit Ethernet a IEEE 1394B, hrozil, že veškerá šířka pásma sběrnice PCI by mohla být vynaložena na servis jednoho zařízení založeného na těchto technologiích.

Architektura PCI má přitom oproti svým předchůdcům řadu výhod, takže bylo iracionální ji úplně revidovat. Předně nezávisí na typu procesoru, plně podporuje izolaci vyrovnávací paměti, technologii masteringu sběrnice a technologii PnP. Izolace vyrovnávací paměti znamená, že sběrnice PCI pracuje nezávisle na vnitřní sběrnici procesoru, což umožňuje, aby sběrnice procesoru fungovala nezávisle na rychlosti a zatížení systémové sběrnice. Díky technologii sběrnice sběrnice mohou periferie přímo řídit přenos dat po sběrnici, místo aby čekaly na pomoc od CPU, což by ovlivnilo výkon systému. Konečně podpora Plug and Play umožňuje automatickou konfiguraci a konfiguraci zařízení, která ji používají, a vyhýbá se problémům s propojkami a přepínači, což do značné míry zničilo životy majitelů zařízení ISA.

Navzdory nepochybnému úspěchu PCI čelí v současné době vážným problémům. Mezi ně patří omezená šířka pásma, nedostatek funkcí pro přenos dat v reálném čase a nedostatek podpory. síťové technologie nová generace.

Srovnávací charakteristiky různých standardů PCI

Je třeba poznamenat, že skutečná propustnost může být menší než teoretická vzhledem k principu protokolu a zvláštnostem topologie sběrnice. Celková šířka pásma je navíc sdílena mezi všechna zařízení, která jsou k ní připojena, takže čím více zařízení sedí na sběrnici, tím menší šířku pásma každé z nich získá.

Vylepšení standardu, jako jsou PCI -X a AGP, byla navržena tak, aby odstranila jeho hlavní nevýhodu - nízkou rychlost hodin. Zvýšení hodinové frekvence v těchto implementacích však znamenalo snížení efektivní délky sběrnice a počtu konektorů.

Nová generace sběrnice - PCI Express (zkráceně PCI -E) byla poprvé představena v roce 2004 a byla navržena tak, aby vyřešila všechny problémy, se kterými se její předchůdce potýkal. Většina dnešních nových počítačů je vybavena PCI Express. Přestože v nich nechybí ani standardní PCI sloty, není daleko k tomu, kdy se autobus stane historií.

Architektura PCI Express

Architektura sběrnice má vrstvenou strukturu, jak je znázorněno na obrázku.

Sběrnice podporuje model adresování PCI, což umožňuje pracovat se vším, na čem je tento moment ovladače a aplikace. Sběrnice PCI Express navíc používá standardní mechanismus PnP poskytovaný předchozím standardem.

Zvažte účel různých úrovní organizace PCI-E. Na programové úrovni sběrnice jsou vytvářeny požadavky na čtení / zápis, které jsou přenášeny na transportní úrovni pomocí speciálního paketového protokolu. Datová vrstva je zodpovědná za kódování opravující chyby a zajišťuje integritu dat. Základní hardwarová vrstva se skládá z duálního simplexního kanálu tvořeného vysílacím a přijímacím párem, souhrnně označovaným jako odkaz. Celková rychlost Sběrnice 2,5 Gb / s znamená, že šířka pásma pro každou linku PCI Express je 250 Mb / s v každém směru. S přihlédnutím ke ztrátě režie protokolu je pro každé zařízení k dispozici přibližně 200 Mb / s. Tato šířka pásma je 2–4krát větší, než jaká byla k dispozici pro zařízení PCI. A na rozdíl od PCI, pokud je šířka pásma distribuována mezi všechna zařízení, pak jde do každého zařízení v plném rozsahu.

Dnes existuje několik verzí standardu PCI Express, které se liší šířkou pásma.

Šířka pásma sběrnice PCI Express x16 pro různé verze PCI-E, Gb / s:

32/64
64/128
128/256

Formáty sběrnice PCI-E

V současné době jsou k dispozici různé možnosti Formáty PCI Express, v závislosti na účelu platformy - stolní počítač, notebook nebo server. Servery, které vyžadují větší šířku pásma, mají více slotů PCI-E a tyto sloty mají více kmenů. Naproti tomu notebooky mohou mít pouze jednu linku pro zařízení střední rychlosti.

Grafická karta PCI Express x16.

Rozšiřující karty PCI Express jsou velmi podobné kartám PCI, ale sloty PCI-E mají zvýšenou přilnavost, aby bylo zajištěno, že karta nevyklouzne ze slotu v důsledku vibrací nebo během přepravy. Existuje několik tvarových faktorů slotů PCI Express, jejichž velikost závisí na počtu použitých pruhů. Například sběrnice se 16 pruhy je označena jako PCI Express x16. Přestože celkový počet drah může být až 32, v praxi je dnes většina základních desek vybavena PCI Express x16.

Menší rozměry lze zapojit do větších slotů, aniž by byl ohrožen výkon. Například kartu PCI Express x1 lze zapojit do slotu PCI Express x16. Stejně jako u sběrnice PCI můžete v případě potřeby k připojení zařízení použít prodlužovací kabel PCI Express.

Vzhled různých typů konektorů na základní deska... Shora dolů: slot PCI-X, slot PCI Express x8, slot PCI, slot PCI Express x16.

Expresní karta

Standard Express Card nabízí velmi jednoduchý způsob přidání hardwaru do systému. Cílovým trhem pro moduly Express Card jsou notebooky a malé počítače. Na rozdíl od tradičních rozšiřujících karet pro stolní počítače se karta Express může připojit k systému kdykoli, když je počítač spuštěn.

Jednou z populárních karet Express Card je karta PCI Express Mini Card, navržená jako náhrada karet Mini PCI. Karta vytvořená v tomto formátu podporuje PCI Express i USB 2.0. Rozměry karty PCI Express Mini Card jsou 30 × 56 mm. Kartu PCI Express Mini lze připojit k PCI Express x1.

Výhody PCI-E

Technologie PCI Express poskytuje oproti PCI výhodu v následujících pěti oblastech:

Vyšší produktivita. S jediným pruhem má PCI Express dvojnásobnou šířku pásma než PCI. V tomto případě se propustnost zvyšuje úměrně k počtu linek ve sběrnici, jejichž maximální počet může dosáhnout 32. Další výhodou je, že informace o sběrnici lze přenášet současně v obou směrech.
Zjednodušení I / O. PCI Express využívá výhod sběrnic, jako jsou AGP a PCI-X, a přitom nabízí méně složitou architekturu a snadnou implementaci.
Vrstevnatá architektura. PCI Express nabízí architekturu, která pojme nové technologie a nevyžaduje významnou aktualizaci softwaru.
Technologie I / O nové generace. PCI Express poskytuje nové příležitosti pro získávání dat pomocí technologie souběžného přenosu dat a zajišťuje včasné získávání informací.
Snadnost použití. PCI-E výrazně usnadňuje uživateli upgrade a rozšíření systému. Další formáty Express karty, jako je ExpressCard, dramaticky zvyšují schopnost přidávat vysokorychlostní periferie na servery a notebooky.

Závěr

PCI Express je technologie periferní sběrnice, která nahrazuje technologie jako ISA, AGP a PCI. Jeho použití výrazně zvyšuje výkon počítače, stejně jako schopnost uživatele rozšiřovat a aktualizovat systém.

Praktické přetaktování

Metody přetaktování CPU

Existují dva způsoby přetaktování: zvýšení frekvence systémové sběrnice (FSB) a zvýšení multiplikátoru (multiplikátor). V tuto chvíli nelze druhou metodu použít na téměř všechny sériové procesory AMD. Výjimkou z pravidla jsou: procesory Athlon XP ( Thoroughbred, Barton, Thorton) / Duron (Applebred), vydáno před 39. týdnem 2003, Athlon MP, Sempron (socket754; pouze downgrade), Athlon 64 (pouze downgrade), Athlon 64 FX53 / 55. U sériových procesorů Intel je multiplikátor také zcela uzamčen. zvýšením multiplikátoru je to „bezbolestnější“ a nejjednodušší, protože se zvyšuje pouze taktovací frekvence procesoru a frekvence paměťové sběrnice, sběrnice AGP / PCI zůstávají nominální, proto určete maximální taktovací frekvenci procesor, na kterém může pomocí tohoto správně fungovat Metoda je obzvláště jednoduchá. Škoda, že nyní je docela obtížné, ne -li nemožné, najít na trhu procesory AthlonXP s odemčeným multiplikátorem. Možná. Přetaktování procesoru zvýšením FSB má své vlastní zvláštnosti. Například s rostoucí frekvencí FSB se zvyšuje frekvence paměťové sběrnice a frekvence sběrnice AGP / PCI. Zvláštní pozornost by měla být věnována frekvencím sběrnice PCI / AGP, které ve většině čipových sad souvisí s frekvencí FSB (neplatí pro nForce2, nForce3 250). Tuto závislost lze obejít, pouze pokud má BIOS vaší základní desky příslušné parametry - takzvané děliče zodpovědné za poměr PCI / AGP k FSB. Potřebný dělič můžete vypočítat pomocí vzorce FSB / 33, to znamená, že pokud je frekvence FSB = 133 MHz, pak 133 by mělo být děleno 33 a dostanete požadovaný dělič - v tomto případě to jsou 4. Jmenovitý kmitočet pro sběrnici PCI je 33 MHz a maximální - 38–40 MHz, nedoporučuje se jej mírně řečeno zvyšovat: může to vést ke zničení zařízení PCI. Ve výchozím nastavení frekvence paměťové sběrnice stoupá synchronně s frekvencí FSB, takže pokud paměť nemá dostatečný potenciál pro přetaktování, může hrát omezující roli. Pokud je zřejmé, že frekvence paměti RAM dosáhla svého limitu, můžete provést následující:

Zvyšte časování paměti (například změňte 2,5-3-3-5 na 2,5-4-4-7-to vám může pomoci vytlačit několik dalších MHz z RAM).
Zvyšte napětí na paměťových modulech.
Přetaktujte procesor a paměť asynchronně.

Čtení je matka učení

Nejprve si musíte prostudovat pokyny pro vaši základní desku: najděte části nabídky systému BIOS zodpovědné za frekvenci FSB, RAM, časování paměti, multiplikátor, napětí, děliče frekvence PCI / AGP. Pokud systém BIOS nemá žádný z výše uvedených parametrů, lze přetaktování provést pomocí propojek (propojek) na základní desce. Účel každého propojky najdete ve stejných pokynech, ale obvykle samotná deska obsahuje informace o funkci každého z nich. Stává se, že sám výrobce záměrně skrývá „pokročilá“ nastavení systému BIOS - k jejich odemčení je třeba stisknout určitou kombinaci kláves (často se to vyskytuje u základních desek vyráběných společností Gigabyte). Opakuji: všechny potřebné informace najdete v pokynech nebo na oficiálních stránkách výrobce základní desky.

Praxe

Přejdeme do systému BIOS (obvykle pro vstup musíte při přepočtu množství paměti RAM stisknout klávesu Del (tj. Když se po restartu / zapnutí počítače na obrazovce objeví první data, stiskněte klávesu Del) , ale existují modely základních desek s jiným klíčem pro vstup do systému BIOS - například F2), hledáme nabídku, ve které můžete změnit frekvenci systémové sběrnice, paměťové sběrnice a spravovat časování (obvykle tyto parametry jsou umístěné na jednom místě). Myslím si, že přetaktování procesoru zvýšením multiplikátoru nezpůsobí žádné potíže, pojďme tedy rovnou ke zvýšení frekvence systémové sběrnice. Zvyšte frekvenci FSB (asi o 5-10% nominální hodnoty), poté uložte změny, restartujte počítač a počkejte. Pokud je vše v pořádku, systém začne s novou hodnotou FSB a v důsledku toho s vyšší taktovací frekvencí procesoru (a paměti, pokud je synchronně přetaktujete). Zavádění systému Windows bez jakýchkoli excesů znamená, že polovina bitvy již byla hotova. Dále spusťte program CPU-Z (v době psaní tohoto článku byla jeho nejnovější verze 1,24) nebo Everest a ujistěte se, že se zvýšil takt procesoru. Nyní musíme zkontrolovat stabilitu procesoru - myslím, že každý má na svých pevných discích distribuci 3DMark 2001/2003 - ačkoli jsou navrženy tak, aby detekovaly výkon grafické karty, ale pro povrchní kontrolu stability systému můžete “ řídit je také. K serióznějšímu testu musíte použít Prime95, CPU Burn-in 1.01, S&M (podrobněji o programech testerů níže). Pokud systém prošel testem a chová se stabilně, restartujeme a začínáme znovu: znovu přejděte do systému BIOS, zvyšte frekvenci FSB, uložte změny a znovu otestujte systém. Pokud jste během testování „vyhozeni“ z programu, systém zamrzne nebo se restartuje, měli byste se „vrátit“ o krok zpět - na frekvenci procesoru, když byl systém stabilní - a provést rozsáhlejší testování, abyste se ujistili, že práce je zcela stabilní. Nezapomeňte sledovat teplotu procesoru a frekvence sběrnic PCI / AGP (v OS lze frekvenci a teplotu PCI zobrazit pomocí programu Everest nebo proprietárních programů výrobce základní desky).

Vzestup napětí

Nedoporučuje se zvyšovat napětí na procesoru o více než 15–20%, ale je lepší, aby se pohybovalo v rozmezí 5–15%. Má to svůj smysl: zvyšuje se stabilita práce a otevírají se nové obzory pro přetaktování. Buďte ale opatrní: s rostoucím napětím roste spotřeba energie a odvod tepla procesoru a v důsledku toho se zvyšuje zátěž napájecího zdroje a stoupá teplota. Většina základních desek umožňuje nastavit napětí na RAM na 2,8-3,0 V, bezpečný limit je 2,9 V (pro další zvýšení napětí je potřeba udělat voltmod základní desky). Hlavní věcí, když napětí stoupá (nejen v paměti RAM), je řídit uvolňování tepla a pokud se zvýšilo, organizovat chlazení přetaktované součásti. Jeden z lepší způsoby Určení teploty jakékoli součásti počítače je dotykem ruky. Pokud se nemůžete dotknout součásti bez bolesti z popálení, potřebuje naléhavé chlazení! Pokud je součást horká, ale můžete ji držet za ruku, pak by její chlazení neuškodilo. A pouze pokud máte pocit, že je součást sotva teplá nebo dokonce studená, pak je vše v pořádku a nepotřebuje chlazení.

Časování a frekvenční děliče

Časování je zpoždění mezi jednotlivými operacemi prováděnými řadičem při přístupu k paměti. Je jich šest: RAS-to-CAS Delay (RCD), CAS Latency (CL), RAS Precharge (RP), Precharge Delay nebo Active Precharge Delay (často označované jako Tras), SDRAM Idle Timer nebo SDRAM Idle Cycle Limit , Délka série ... Popisovat význam každého z nich je nesmyslné podnikání a nikdo jej nepotřebuje. Je lepší hned zjistit, co je lepší: nízké časování nebo vysoká frekvence. Existuje názor, že časování je důležitější pro procesory Intel, zatímco pro AMD - frekvence. Nezapomeňte však, že pro procesory AMD je nejčastěji důležitá frekvence paměti dosažená v synchronním režimu. Pro různé procesory„nativní“ jsou různé frekvence paměti. U procesorů Intel jsou za „vlastní“ považovány následující kombinace frekvencí: 100: 133, 133: 166, 200: 200. U AMD na čipových sadách nForce je synchronní provoz FSB a RAM lepší a asynchronie má na AMD + VIA malý vliv. V systémech s procesorem AMD je frekvence paměti u FSB nastavena v následujících procentech: 50%, 60%, 66%, 75%, 80%, 83%, 100%, 120%, 125%, 133%, 150 %, 166%, 200% jsou stejní dělitelé, ale jsou prezentováni trochu jiným způsobem. A v systémech s procesorem Intel vypadají děliče známější: 1: 1, 4: 3, 5: 4 atd.

Černá obrazovka

Ano, to se také stává :) - například při přetaktování: nastavíte pouze takovou frekvenci procesoru nebo RAM (možná jste uvedli příliš nízké časování paměti), aby se počítač nemohl spustit - nebo spíše se spustí, ale obrazovka zůstává černý a systém nevykazuje žádné „známky života“. Co dělat v tomto případě?

Mnoho výrobců staví ve svých základních deskách systém automatického resetování parametrů na nominální hodnotu. A po takovém „incidentu“ s nadhodnocenou frekvencí nebo nízkým časováním by měl tento systém odvést „špinavou“ práci, ale ne vždy se to stane, takže musíte být připraveni na práci s pery.
Po zapnutí počítače stiskněte a podržte klávesu Ins, po které by se měl úspěšně spustit, a musíte vstoupit do systému BIOS a nastavit provozní parametry počítače.
Pokud vám druhá metoda nepomůže, musíte vypnout počítač, otevřít pouzdro, najít na základní desce propojku zodpovědnou za obnovení nastavení systému BIOS - takzvaný CMOS (obvykle se nachází v blízkosti BIOS čipy) - a nastavte jej do režimu Jasný CMOS po dobu 2–3 sekund a poté se vraťte do nominální polohy.
Existují modely základních desek bez propojky pro resetování nastavení systému BIOS (výrobce na to spoléhá automatický systém obnovit nastavení systému BIOS) - pak musíte na chvíli vyjmout baterii, což závisí na výrobci a modelu základní desky (takový experiment jsem provedl na svém Epox EP -8RDA3G: Vyndal jsem baterii, čekal 5 minut a nastavení systému BIOS bylo resetováno).

Informační programy a utility

CPU-Z je jedním z nejlepší programy které poskytují základní informace o procesoru, základní desce a paměti RAM nainstalované ve vašem počítači. Rozhraní programu je jednoduché a intuitivní: nic není nadbytečné a to nejdůležitější je na očích. Program podporuje nejnovější inovace ze světa „hardwaru“ a je pravidelně aktualizován. Nejnovější verze v době psaní tohoto článku je 1.24. Velikost - 260 Kb. Program si můžete stáhnout na cpuid.com.

Everest Home / Professional Edition (dříve AIDA32) je informační a diagnostický nástroj s pokročilejšími funkcemi pro prohlížení informací o nainstalovaném hardwaru, operačním systému, DirectX atd. Rozdíly mezi domácí a profesionální verzí jsou následující: Verze Pro nemá testovací modul RAM (čtení / zápis), chybí jí také celkem zajímavá podsekce Overclock, která obsahuje základní informace o procesoru, základní desce, RAM, procesoru teplota, základní deska. základní deska a pevný disk, stejně jako přetaktování procesoru v procentech :). Verze Home neobsahuje softwarové účetnictví, pokročilé sestavy, interakci s databázemi, vzdálenou správu a funkce na podnikové úrovni. Obecně jsou to všechny rozdíly. Sám používám domácí verzi nástroje, protože Nepotřebuji další funkce verze Pro. Skoro jsem zapomněl zmínit, že Everest umožňuje prohlížet frekvenci sběrnice PCI - k tomu je potřeba rozbalit sekci Základní deska, kliknout na podsekci se stejným názvem a najít položku Vlastnosti sběrnice Chipset / Skutečná frekvence. Nejnovější verze v době psaní tohoto článku je 1.51. Domácí verze je zdarma a váží 3 Mb, verze Pro je placená a zabírá 3,1 Mb. Nástroj si můžete stáhnout na lavalys.com.

Testování stability

Název programu CPU Burn-in mluví sám za sebe: program je navržen tak, aby „zahřál“ procesor a zkontroloval jeho stabilní provoz. V hlavním okně CPU Burn -in musíte zadat dobu trvání a v možnostech vybrat jeden ze dvou testovacích režimů:

testování s povolenou kontrolou chyb (Povolit kontrolu chyb);
testování s deaktivovanou kontrolou chyb, ale s maximálním „zahříváním“ procesoru (Zakázat kontrolu chyb, maximální tvorba tepla).

Když je povolena první možnost, program zkontroluje správnost výpočtů procesoru a druhá umožní procesoru „zahřát“ téměř na teploty blízké maximu. CPU Burn-in váží asi 7 Kb.

Dalším slušným měřítkem pro testování CPU a RAM je Prime95. Jeho hlavní výhodou je, že když je detekována chyba, program samovolně „nezavěsí“, ale zobrazí data o chybě a době jejího zjištění na pracovním poli. Otevřením nabídky Možnosti -> Test mučení ... si můžete nezávisle vybrat ze tří testovacích režimů nebo zadat vlastní parametry. Pro efektivnější detekci chyb procesoru a paměti je nejlepší nastavit třetí testovací režim (Blend: otestovat něco ze všeho, testováno hodně RAM). Prime95 váží 1,01 Mb a lze jej stáhnout z webu mersenne.org.

Program S&M byl vydán relativně nedávno. Nejprve byl koncipován pro testování stability měniče výkonu procesoru, poté byl implementován test RAM a podpora procesorů Pentium 4 s technologií HyperThreading. V tuto chvíli podporuje nejnovější verze S&M 1.0.0 (159) více než 32 (!) Procesorů a probíhá kontrola stability procesoru a RAM, navíc má S&M flexibilní systém nastavení. Shrneme -li všechny výše uvedené, lze tvrdit, že S&M je jedním z nejlepších programů svého druhu, ne -li nejlepším. Rozhraní programu bylo přeloženo do ruštiny, takže je poměrně obtížné se v nabídce zmást. S&M 1.0.0 (159) váží 188 Kb, můžete si jej stáhnout na testmem.nm.ru.

Výše uvedené testovací programy jsou navrženy tak, aby testovaly stabilitu procesoru a RAM a identifikovaly chyby v jejich práci, všechny jsou zdarma. Každý z nich načte procesor a paměť téměř úplně, ale chci vám připomenout, že programy používané v každodenní práci a nejsou určeny k testování, mohou jen zřídka tolik načíst procesor a RAM, takže můžeme říci, že testování probíhá s určitým okrajem.

Autor nepřijímá žádnou odpovědnost za rozdělení jakýchkoli Hardware váš počítač, stejně jako pro chyby a „závady“ v práci jakéhokoli softwaru nainstalovaného ve vašem počítači.

"- V tomhle vlaku nikdo nic neví!"
- A co jiného očekávat od těchto nečinných cizinců?
Agatha Christie, Orient Express.

Takže, pánové, je na čase vyměnit pneumatiku, která je uznávaným průmyslovým standardem již 10 let. PCI, jehož první verze standardu byla vyvinuta již v roce 1991, žila dlouhý a šťastný život, v různých podobách byla základem pro malé i velké servery, průmyslové počítače, notebooky a grafická řešení (připomeňme, že AGP také sleduje své původ z PCI a je jeho specializovanou a rozšířenou verzí). Ale než budeme hovořit o novém produktu, zdání historických babiček, pamatovat si, jak probíhal vývoj PCI. Neboť více než jednou bylo poznamenáno, že když mluvíme o budoucích vyhlídkách, je vždy užitečné najít historické analogie: Historie PCI

V roce 1991 společnost Intel navrhuje základní verzi (1.0) návrhu standardu PCI (Peripheral Component Interconnect). PCI má nahradit ISA (a později její nepříliš úspěšnou a drahou serverovou rozšířenou verzi EISA). Kromě výrazně zvýšené propustnosti se nová sběrnice vyznačuje schopností dynamicky konfigurovat prostředky přidělené připojeným zařízením (přerušení).

V roce 1993 skupina PCI Special Interest Group (PCISIG, PCI Special Interest Group, organizace, která se starala o vývoj a přijetí různých standardů souvisejících s PCI) vydává aktualizovanou revizi 2.0 standardu, která se stala základem pro rozsáhlé rozšíření PCI (a jeho různé modifikace) v oboru informační technologie... Do aktivit PCISIG je zapojeno mnoho známých společností, včetně průkopníka PCI, Intel Corporation, která dala tomuto odvětví mnoho dlouhodobých, historicky úspěšných standardů. Základní verze PCI (IEEE P1386.1):

Taktovací frekvence sběrnice 33 MHz, používá se synchronní přenos dat;
Špičková propustnost 133 MB za sekundu;
32bitová paralelní datová sběrnice;
32bitový adresní prostor (4 GB);
Úroveň signálu 3,3 nebo 5 voltů.

Později se objeví následující klíčové úpravy pneumatik:

Je povolena šířka sběrnice PCI 2.2 - 64bitová sběrnice a / nebo 66 MHz, tj. špičková šířka pásma až 533 MB / s;
PCI-X, 64bitový PCI 2.2 se zvýšenou frekvencí až 133 MHz (maximální šířka pásma 1066 MB / s);
PCI-X 266 (PCI-X DDR), verze DDR PCI-X (efektivní frekvence 266 MHz, skutečných 133 MHz s přenosem na obou okrajích hodinového signálu, šířka pásma špičky 2,1 GB / s);
PCI-X 533 (PCI-X QDR), verze QDR PCI-X (efektivní frekvence 533 MHz, maximální šířka pásma 4,3 GB / s);
Mini PCI - PCI se slotem ve stylu SO -DIMM, který se používá hlavně pro miniaturní síťové karty, modemové karty a další karty v přenosných počítačích;
Kompaktní PCI - standardní formát (moduly jsou vloženy od konce do skříně se společnou sběrnicí vzadu) a konektor určený především pro průmyslové počítače a další kritické aplikace;
Accelerated Graphics Port (AGP) je vysokorychlostní verze PCI optimalizovaná pro grafické akcelerátory. Neexistuje žádná arbitráž sběrnice (tj. Je povoleno pouze jedno zařízení, s výjimkou nejnovější verze 3.0 standardu AGP, kde mohou být dvě zařízení a sloty). Převody směrem k akcelerátoru jsou optimalizovány, existuje sada speciálních doplňkových funkcí specifických pro grafiku. Poprvé se tato sběrnice objevila společně s prvními systémovými sadami pro procesor Pentium II. Existují tři základní verze protokolu AGP, další specifikace pro napájení (AGP Pro) a 4 rychlosti přenosu dat - od 1x (266 MB / s) do 8x (2 GB / s), včetně úrovní signálu 1,5, 1,0 a 0,8 voltů .

Zmiňujeme také CARDBUS - 32bitovou verzi sběrnice pro karty PCMCIA, s připojením za provozu a některými další funkce, má však mnoho společného se základní verzí PCI.

Jak vidíme, hlavní vývoj pneumatiky jde následujícími směry:

Tvorba specializovaných úprav (AGP);
Tvorba specializovaných tvarových faktorů (Mini PCI, Compact PCI, CARDBUS);
Zvýšení bitové hloubky;
Zvýšení taktovací frekvence a používání schémat přenosu dat DDR / QDR.

To vše je vzhledem k obrovské životnosti takového univerzálního standardu celkem logické. Body 1 a 2 navíc nemají za cíl zachovat kompatibilitu se základními kartami PCI, ale body 3 a 4 se provádějí zvětšením původního slotu PCI a umožňují instalaci konvenčních 32bitových karet PCI. Pro spravedlnost poznamenáváme, že během vývoje sběrnice došlo k záměrné ztrátě kompatibility se starými kartami, a to i pro základní verzi slotu PCI - například ve specifikaci 2.3 zmínka o podpoře úrovně signálu 5 V a napájecí napětí zmizelo. V důsledku toho mohou serverové desky vybavené touto úpravou sběrnice trpět, když jsou v nich nainstalovány staré 5voltové karty, ačkoli z hlediska geometrie konektoru jsou pro ně tyto karty vhodné.

Jako každá jiná technologie (například architektury jádra procesoru) má však sběrnicová technologie své vlastní rozumné limity škálování, když se blíží tomu, zvyšuje se šířka pásma s většími a vyššími náklady. Zvýšená taktovací frekvence vyžaduje nákladnější zapojení a ukládá významná omezení délky signálních linek, zvětšení bitové šířky nebo použití řešení DDR s sebou nese také mnoho problémů, které v konečném důsledku vedou ke zvýšení nákladů. A pokud v segmentu serverů budou řešení, jako je PCI-X 266/533, ještě nějakou dobu ekonomicky odůvodněná, ve spotřebitelských počítačích jsme je neviděli a neuvidíme. Proč? Je zřejmé, že v ideálním případě by šířka pásma sběrnice měla růst synchronizovaně s růstem výkonu procesoru, přičemž prodejní cena by měla nejen zůstat stejná, ale v ideálním případě také klesat. V tuto chvíli je to možné pouze s novou technologií autobusů. Dnes si o nich povíme: Éra sériových autobusů

Není tedy pro nikoho tajemstvím, že v dnešní době je ideální front-end, tak či onak, konzistentní. Pryč jsou dny vícejádrových centronixů a tlustých hadic (nelze to porazit zadkem) SCSI - ve skutečnosti je to dědictví ještě před érou PC. Přechod probíhal pomalu, ale jistě: nejprve klávesnice a myš, pak modem, po letech a letech - skenery a tiskárny, videokamery, digitální fotoaparáty. USB, IEE1394, USB 2. V tuto chvíli se všechna externí externí zařízení spotřebitelů přesunula do sériového připojení. Bezdrátová řešení jsou hned za rohem. Mechanismus je zřejmý - v dnešní době je výhodnější vložit do čipu maximální funkčnost (hot plugging, sekvenční kódování, přenos a příjem, dekódování dat, protokoly směrování a ochrany proti chybám atd. Nutné k vytlačení potřebné topologické flexibility a výrazné šířka pásma z dvojice vodičů), než aby řešily nadměrné objemy kontaktů, hadice se stovkami vodičů uvnitř, drahé pájení, stínění, zapojení a měď. V dnešní době jsou sériové sběrnice pohodlnější nejen z pohledu koncového uživatele, ale také z pohledu banálního prospěchu - šířka pásma se násobí vzdáleností dělenou dolary. Časem se tento trend nemohl rozšířit do vnitřních částí počítače - již vidíme první ovoce tohoto přístupu - Serial ATA. Navíc je možné tento trend extrapolovat nejen na systémové sběrnice (hlavní téma tohoto článku), ale také na paměťové sběrnice (sluší se říci, že podobný příklad již existoval - Rambus, ale průmysl právem považováno za předčasné) a dokonce i na sběrnici procesoru (potenciálně více HT je dobrým příkladem). Kdo ví, kolik kontaktů bude mít Pentium X - možná méně než sto, za předpokladu, že polovina z nich je uzemněna a napájena. Čas zpomalit a formulovat výhody sériových sběrnic a rozhraní:

S výhodou se přenáší stále větší část implementace sběrnice na křemík, což usnadňuje ladění, zvyšuje flexibilitu a zkracuje dobu vývoje;
Perspektiva organického využívání dalších nosných signálů v budoucnosti, například optických;
Úspora místa (bez zásahu do miniaturizace kapsy) a snížení složitosti instalace;
Jednodušší implementace hot-plugging a dynamické konfigurace v jakémkoli smyslu;
Schopnost alokovat zaručené a izochronní kanály;
Přechod ze sdílených autobusů s arbitrací a nepředvídatelnými přerušeními, nepohodlnými pro spolehlivé / kritické systémy, k předvídatelnějším spojům point-to-point;
Cenově výhodnější a flexibilnější z hlediska škálovatelnosti topologie;
Nestačí to ??? ;-).

V budoucnu bychom měli očekávat přechod na bezdrátové sběrnice, technologie jako UWB (Ultra Wide Band), nicméně to není záležitost příštího roku nebo dokonce pěti let.

Nyní je čas diskutovat o všech výhodách na konkrétním příkladu - novém standardu systémová sběrnice PCI Express, jehož masová distribuce do segmentu PC a středních / malých serverů se očekává v polovině příštího roku. PCI Express - pouze fakta

PCI Express - klíčové rozdíly

Podívejme se blíže na klíčové rozdíly mezi PCI Express a PCI:

Jak již bylo mnohokrát řečeno - nová sběrnice je sériová, nikoli paralelní. Hlavními výhodami jsou snížení nákladů, miniaturizace, lepší škálování, příznivější elektrické a frekvenční parametry (není třeba synchronizovat všechny signální linky);
Specifikace je rozdělena na celou hromadu protokolů, přičemž každou vrstvu lze vylepšit, zjednodušit nebo vyměnit, aniž by to ovlivnilo zbytek. Například může být použit jiný nosič signálu nebo může být eliminováno směrování v případě vyhrazeného kanálu pouze pro jedno zařízení. Lze přidat další možnosti ovládání. Vývoj takové sběrnice bude mnohem méně bolestivý - zvýšení propustnosti nevyžaduje změnu řídicího protokolu a naopak. Rychle a pohodlně vyvíjejte přizpůsobené speciální funkce;
Původní specifikace obsahuje karty vyměnitelné za provozu;
Původní specifikace obsahuje možnost vytvářet virtuální kanály, garantovat šířku pásma a dobu odezvy, shromažďovat statistiky QoS (Quality of Service);
Původní specifikace obsahuje schopnost řídit integritu přenášených dat (CRC);
Původní specifikace obsahovala možnosti správy napájení.

Širší rozsah použitelnosti, pohodlnější škálování a adaptace, bohatá sada původně inherentních schopností. Všechno je tak dobré, že tomu nemůžu uvěřit. Ve vztahu k této pneumatice však i zanícení pesimisté hovoří spíše pozitivně než negativně. A to není překvapující-kandidát na desetiletý trůn společného standardu pro velké množství různých aplikací (od mobilních a vestavěných až po servery třídy Enterprise nebo kritické aplikace) prostě musí vypadat bezchybně ze všech stran, alespoň na papír :-). Jak to bude v praxi - sami se brzy přesvědčíme. PCI Express - jak to bude vypadat

Nejjednodušší způsob, jak přejít na PCI-Express pro standardní stolní systémy, vypadá takto:

Je však logické očekávat, že se v budoucnu objeví vzhled nějakého rozbočovače PCI Express. Pak bude sjednocení severního a jižního mostu zcela oprávněné. Zde je několik příkladů možných topologií systému. Klasický počítač se dvěma můstky:

Jak již bylo zmíněno, je k dispozici a standardizován slot Mini PCI Express:

A nový slot pro externí vyměnitelné karty, podobný CARDBUS, do kterého se dostává nejen PCI Express, ale také USB 2.0:

Je zajímavé, že pro karty existují dva tvarové faktory, které se však neliší tloušťkou jako dříve, ale šířkou:

Řešení je velmi pohodlné-zaprvé, provedení dvoupodlažní instalace uvnitř karty je mnohem nákladnější a nepohodlnější než výroba karty s větší deskou uvnitř, a za druhé, karta s plnou šířkou skončí s dvojnásobkem šířky pásma, tj. druhý konektor nebude nečinný. Z elektrického nebo protokolárního hlediska není sběrnice NewCard žádnou novinkou, všechny funkce nezbytné pro výměnu za provozu nebo úsporu energie jsou již stanoveny v základní specifikaci PCI Express.

Pro usnadnění přechodu je k dispozici mechanismus pro kompatibilitu se softwarem napsaným pro PCI (ovladače zařízení, OS). Kromě toho jsou sloty PCI Express, na rozdíl od PCI, umístěny na druhé straně sekce vyhrazené pro rozšiřující kartu, tj. může koexistovat na jednom místě se sloty PCI. Uživatel si bude muset pouze vybrat, kterou kartu chce vložit. Za prvé, vzhled PCI Express se očekává na počátečních serverových (dvouprocesorových) platformách Intel v první polovině roku 2004, poté na stolních platformách a pracovních stanicích třídy Enthusiast (ve stejném roce). Jak rychle bude PCI Express podporován jinými výrobci čipových sad, není jasné, nicméně NVIDIA i SIS na tuto otázku odpovídají kladně, ačkoli konkrétní časové období neuvádějí. Grafická řešení (akcelerátory) od NVIDIA a ATI, vybavená vestavěnou podporou PCI Express x16, byla plánována dlouho a připravují se na vydání v první polovině roku 2004. Mnoho dalších výrobců se aktivně účastní vývoje a testování PCI Express a také hodlají své produkty představit do konce roku 2004.

Uvidíme! Existuje podezření, že dítě vyšlo úspěšně.
Bon voyage PCI Express: Odjezd 2004, Příchod 2014.

Na jaře 1991 Intel dokončil vývoj první prototypu sběrnice PCI. Inženýři měli za úkol vyvinout levné a produktivní řešení, které by umožnilo realizaci procesorů 486, Pentium a Pentium Pro. Kromě toho bylo nutné vzít v úvahu chyby, kterých se VESA dopustila při návrhu sběrnice VLB (elektrické zatížení neumožňovalo připojení více než 3 rozšiřujících karet), a také implementovat automatickou konfiguraci zařízení.

V roce 1992 se objevila první verze sběrnice PCI, Intel oznámil, že bude otevřen standard sběrnice, a vytváří skupinu PCI Special Interest Group. Díky tomu dostane každý zainteresovaný vývojář možnost vytvářet zařízení pro sběrnici PCI bez nutnosti zakoupení licence. První verze sběrnice měla taktovací frekvenci 33 MHz, mohla být 32 nebo 64bitová a zařízení mohla pracovat se signály 5 V nebo 3,3 V. Teoreticky byla šířka pásma sběrnice 133 MB / s, ale ve skutečnosti šířka pásma byla asi 80 MB / s.

Hlavní charakteristiky:

frekvence sběrnice - 33,33 nebo 66,66 MHz, synchronní přenos;
šířka sběrnice - 32 nebo 64 bitů, multiplexovaná sběrnice (adresa a data jsou přenášena po stejných linkách);
špičková šířka pásma pro 32bitovou verzi, pracující na 33,33 MHz - 133 MB / s;
paměťový adresní prostor - 32 bitů (4 bajty);
adresní prostor vstupně -výstupních portů - 32 bitů (4 bajty);
konfigurační adresní prostor (pro jednu funkci) - 256 bajtů;
napětí - 3,3 nebo 5 V.

Foto konektorů:

MiniPCI - 124 pinů
MiniPCI Express MiniSata / mSATA - 52 pinů

Apple MBA SSD, 2012
Apple SSD, 2012
Apple PCIe SSD
MXM, grafická karta, 230/232 pinů
MXM2 NGIFF 75 pinů KLÍČ A PCIe x2 KLÍČ B PCIe x4 Sata SMBus
MXM3, grafická karta, 314 pinů
PCI 5V
PCI Universal
PCI-X 5v
AGP Universal
AGP 3,3 v
Napájení AGP 3,3 v + ADS
PCIe x1
PCIe x16
Vlastní PCIe
ISA 8bit
ISA 16bit
eISA
VESA
NuBus
PDS
PDS
Slot Apple II / GS Expasion
Rozšiřující sběrnice PC / XT / AT 8 bitů
ISA (průmyslová standardní architektura) - 16 bitů
eISA
MBA - 16bitová architektura Micro Bus
MBA - architektura Micro Bus se 16bitovým videem
MBA - 32bitová architektura Micro Bus
MBA - Micro Bus architektura s 32bitovým videem
ISA 16 + VLB (VESA)
Přímý slot PDS procesoru
PDS s přímým slotem procesoru 601
Přímý slot procesoru LC PERCH
NuBus
PCI (Peripheral Computer Interconnect) - 5v
PCI 3.3v
CNR (Communications / network Riser)
AMR (Audio / Modem Riser)
ACR (Advanced communication Riser)
PCI-X (PCI periferní) 3.3v
PCI-X 5v
Možnost PCI 5v + RAID - ARO
AGP 3.3v
AGP 1,5v
AGP Universal
AGP Pro 1,5v
Napájení AGP Pro 1,5v + ADC
PCIe (expresní propojení periferních komponent) x1
PCIe x4
PCIe x8
PCIe x16

PCI 2.0

První verze základního standardu, která se rozšířila, používala jak karty, tak sloty se signálním napětím pouhých 5 voltů. Špičková propustnost - 133 MB / s.

PCI 2.1 - 3.0

Od verze 2.0 se lišily možností současného provozu několika masterů sběrnic (anglický master sběrnice, takzvaný konkurenční režim) a také vzhledem k univerzálním rozšiřujícím kartám schopným pracovat jak ve slotech s napětím 5 voltů a ve slotech pomocí 3, 3 voltů (s frekvencí 33 respektive 66 MHz). Špičková propustnost pro 33 MHz je 133 MB / s a pro 66 MHz je 266 MB / s.

Verze 2.1 - práce s 3,3 voltovými kartami a přítomnost odpovídajících elektrických vedení byla volitelná.
Verze 2.2 - rozšiřující karty vyrobené v souladu s těmito normami mají univerzální klíč napájecího konektoru a jsou schopné pracovat v mnoha pozdějších variantách slotů sběrnice PCI, v některých případech také ve slotech verze 2.1.
Verze 2.3 není kompatibilní s kartami PCI dimenzovanými na 5 voltů, a to navzdory pokračujícímu používání 32bitových slotů s 5voltovými dongly. Rozšiřující karty mají univerzální konektor, ale nejsou schopné pracovat v 5voltových slotech dřívějších verzí (až 2,1 včetně).
Verze 3.0 - Dokončuje přechod na 3,3 voltové karty PCI, 5 voltové karty PCI již nejsou podporovány.

PCI 64

Rozšíření základního standardu PCI zavedené ve verzi 2.1, které zdvojnásobuje počet datových linek, a tedy i šířku pásma. Slot PCI 64 je rozšířenou verzí běžného slotu PCI. Formálně je kompatibilita 32bitových karet se 64bitovými sloty (v závislosti na přítomnosti celkového podporovaného signálního napětí) úplná a kompatibilita 64bitové karty s 32bitovými sloty je omezená (v každém případě výkon bude ztracen). Pracuje na hodinové frekvenci 33 MHz. Špičková propustnost je 266 MB / s.

Verze 1 - používá 64bitový slot PCI a 5 voltů.
Verze 2 - používá 64bitový slot PCI a 3,3 voltů.

PCI 66

PCI 66 je 66 MHz vývoj PCI 64; ve slotu používá 3,3 voltů; karty mají univerzální nebo 3,3 V. Maximální propustnost je 533 MB / s.

PCI 64/66

Kombinace PCI 64 a PCI 66 umožňuje až čtyřnásobnou rychlost přenosu dat oproti základnímu standardu PCI; Používá 64bitové 3,3voltové sloty kompatibilní pouze s univerzálními a 3,3voltovými 32bitovými rozšiřujícími kartami. Karty PCI64 / 66 mají buď univerzální (ale omezenou kompatibilitu s 32bitovými sloty), nebo 3,3 V (druhá možnost je zásadně nekompatibilní s 32bitovými 33MHz sloty populárních standardů). Špičková propustnost - 533 MB / s.

PCI-X

PCI -X 1.0 - rozšíření sběrnice PCI64 přidáním dvou nových pracovních frekvencí, 100 a 133 MHz, a také mechanismem pro oddělené transakce pro zlepšení výkonu, když pracuje více zařízení současně. Obecně zpětně kompatibilní se všemi 3,3 V a univerzálními kartami PCI. Karty PCI-X obvykle běží v 64bitovém formátu 3,3 V a mají omezenou zpětnou kompatibilitu se sloty PCI64 / 66 a některé karty PCI-X jsou univerzální formát a jsou schopni pracovat (i když nemá téměř žádnou praktickou hodnotu) v obvyklém PCI 2.2 / 2.3. V obtížných případech, abyste si byli zcela jisti, že kombinace základní desky a rozšiřující karty funguje, musíte se podívat na seznamy kompatibility výrobců obou zařízení.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0-dále rozšiřuje možnosti PCI-X 1.0; přidané frekvence 266 a 533 MHz, stejně jako korekce chyb parity přenosu dat (ECC). Umožňuje rozdělení na 4 nezávislé 16bitové sběrnice, které se používají výhradně v vestavěné a průmyslové systémy; signální napětí je sníženo na 1,5 V, ale konektory jsou zpětně kompatibilní se všemi kartami pomocí signálního napětí 3,3 V. V současné době pro neprofesionální segment trhu s vysoce výkonnými počítači (výkonné pracovní stanice a servery základní úrovně) , ve které je použita sběrnice PCI-X, se vyrábí velmi málo základních desek s podporou sběrnice. Příkladem základní desky pro takový segment je ASUS P5K WS. V profesionálním segmentu se používá v řadičích RAID, v SSD discích pro PCI-E.

Mini PCI

Form factor PCI 2.2, navržený pro použití hlavně v přenosných počítačích.

PCI Express

PCI Express nebo PCIe nebo PCI-E (také známý jako 3GIO pro I / O 3. generace; nezaměňovat s PCI-X a PXI)- počítačová sběrnice(i když na fyzické úrovni sběrnice není, jedná se o spojení point-to-point) pomocí programový model Sběrnice PCI a vysoce výkonný fyzický protokol založený na sériový přenos dat... Vývoj standardu PCI Express zahájila společnost Intel poté, co byla sběrnice InfiniBand opuštěna. Oficiálně se první základní specifikace PCI Express objevila v červenci 2002. PCI Express vyvíjí skupina PCI Special Interest Group.

Na rozdíl od standardu PCI, který pro přenos dat využíval společnou sběrnici s několika paralelně připojenými zařízeními, je PCI Express obecně paketová síť s topologie hvězd... Zařízení PCI Express spolu komunikují prostřednictvím prostředí přepínačů, přičemž každé zařízení je přímo připojeno prostřednictvím připojení point-to-point k přepínači. Sběrnice PCI Express navíc podporuje:

hot swap karet;
garantovaná šířka pásma (QoS);
hospodaření s energií;
kontrola integrity přenášených dat.

Sběrnice PCI Express je určena k použití pouze jako místní sběrnice. Vzhledem k tomu, že softwarový model PCI Express je do značné míry zděděn z PCI, lze stávající systémy a řadiče upravit tak, aby používaly sběrnici PCI Express nahrazením pouze fyzické vrstvy, aniž by došlo ke změně softwaru. Vysoký špičkový výkon sběrnice PCI Express umožňuje její použití místo sběrnic AGP, a ještě více PCI a PCI-X. De facto PCI Express nahradil tyto sběrnice v osobních počítačích.

MiniCard (Mini PCIe) je náhradou za formát Mini PCI. Do slotu Mini Card jsou vyvedeny následující sběrnice: x1 PCIe, 2.0 a SMBus.
- M.2 je druhá verze Mini PCIe, až x4 PCIe a SATA.
ExpressCard - Podobně jako u formátu PCMCIA. Slot ExpressCard má sběrnici x1 PCIe a USB 2.0, karty ExpressCard podporují připojení za provozu.
AdvancedTCA, MicroTCA - tvarový faktor pro modulární telekomunikační zařízení.
Mobile PCI Express Module (MXM) je průmyslový formát navržený pro notebooky společností NVIDIA. Slouží k připojení grafických akcelerátorů.
Specifikace kabelu PCI Express umožňují prodloužit délku jednoho připojení na desítky metrů, což umožňuje vytvářet počítače s periferními zařízeními umístěnými ve značné vzdálenosti.
StackPC je specifikace pro stavbu stohovatelných počítačových systémů. Tato specifikace popisuje rozšiřující konektory StackPC, FPE a jejich vzájemné uspořádání.

Navzdory skutečnosti, že standard umožňuje x32 linek na port, jsou taková řešení fyzicky poměrně těžkopádná a nejsou k dispozici.

Rok uvolnění	Verze PCI Express	Kódování	Rychlost přenos	Propustnost na x linkách
Rok uvolnění	Verze PCI Express	Kódování	Rychlost přenos	× 1	× 2	× 4	× 8	× 16
2002	1.0	8b / 10b	2,5 GT / s	2	4	8	16	32
2007	2.0	8b / 10b	5 GT / s	4	8	16	32	64
2010	3.0	128b / 130b	8 GT / s	~7,877	~15,754	~31,508	~63,015	~126,031
2017	4.0	128b / 130b	16 GT / s	~15,754	~31,508	~63,015	~126,031	~252,062
2019	5.0	128b / 130b	32 GT / s	~32	~64	~128	~256	~512

PCI Express 2.0

PCI-SIG vydala specifikaci PCI Express 2.0 15. ledna 2007. Hlavní novinky v PCI Express 2.0:

Zvýšená šířka pásma: 500 MB / s šířka jednoho řádku nebo 5 GT / s ( Gigatransakce / s).
Byla provedena vylepšení přenosového protokolu mezi zařízeními a programovacím modelem.
Dynamické řízení rychlosti (pro ovládání rychlosti komunikace).
Upozornění na šířku pásma (k upozornění softwaru na změny rychlosti a šířky sběrnice).
Služby řízení přístupu-Volitelné možnosti správy transakcí point-to-point.
Kontrola časového limitu spuštění.
Reset úrovně funkcí je volitelný mechanismus pro resetování funkcí (funkce PCI) uvnitř zařízení PCI.
Přepsat limit napájení (přepsat limit napájení slotu při připojení zařízení, která spotřebovávají více energie).

PCI Express 2.0 je plně kompatibilní s PCI Express 1.1 (staré budou fungovat na základních deskách s novými konektory, ale pouze s rychlostí 2,5 GT / s, protože staré čipové sady nemohou podporovat dvojnásobnou rychlost přenosu dat; nové grafické adaptéry budou bez problémů fungovat staré sloty PCI Express 1.x).

PCI Express 2.1

Z hlediska fyzických charakteristik (rychlost, konektor) odpovídá 2,0, v softwarové části přibyly funkce, jejichž zavedení je plně plánováno ve verzi 3.0. Protože se většina základních desek prodává s verzí 2.0, přítomnost pouze grafické karty s 2.1 neumožňuje použití režimu 2.1.

PCI Express 3.0

Specifikace PCI Express 3.0 byly schváleny v listopadu 2010. Rozhraní má přenosovou rychlost 8 GT / s ( Gigatransakce / s). Navzdory tomu byla jeho skutečná šířka pásma ve srovnání se standardem PCI Express 2.0 stále dvojnásobná. Toho bylo dosaženo díky agresivnějšímu schématu kódování 128b / 130b, kde 128 bitů dat odeslaných po sběrnici je kódováno 130 bitů. Současně byla zachována plná kompatibilita s předchozími verzemi PCI Express. Karty PCI Express 1.xa 2.x budou fungovat ve slotu 3.0 a naopak karta PCI Express 3.0 bude fungovat ve slotech 1.xa 2.x.

PCI Express 4.0

Skupina PCI Special Interest Group (PCI SIG) uvedla, že PCI Express 4.0 by mohla být standardizována do konce roku 2016, ale v polovině roku 2016, kdy se řada čipů připravovala na výrobu, média uvedla, že standardizace se očekávala na začátku roku 2017. To Očekává se, že bude mít šířku pásma 16 GT / s, to znamená, že bude dvakrát rychlejší než PCIe 3.0.

Zanechte svůj komentář!

Aktuální stránka: 6 (celkem kniha má 11 stran)

Písmo:

100% +

Parametry přetaktování čipové sady a sběrnice

Zvýšením frekvencí čipové sady a sběrnic můžete zvýšit jejich výkon, ale v praxi je často nutné nastavit pevné hodnoty těchto frekvencí, aby nedošlo k jejich nadměrnému nárůstu při přetaktování procesoru.

HT Frequency (frekvence LDT, HT Link Speed)

Tento parametr mění frekvenci sběrnice HT (HyperTransport), přes kterou komunikují procesory AMD s čipovou sadou. Jako hodnoty pro tento parametr lze použít multiplikátory a pro výpočet skutečné frekvence vynásobte vybraný multiplikátor hodnotou základní frekvence (200 MHz). A v některých verzích systému BIOS musíte místo multiplikátorů vybrat frekvenci sběrnice HT z několika dostupných hodnot.

U procesorů řady Athlon 64 byla maximální frekvence NT 800-1000 MHz (multiplikátor 4 nebo 5) a u procesorů Athlon P / Phenom II-1800-2000 MHz (multiplikátor 9 nebo 10). Při přetaktování musí být multiplikátor pro HT sběrnici někdy snížen, aby po zvýšení základní frekvence frekvence HT nepřekročila povolené limity.

Hodiny AGP / PCI

Parametr nastavuje frekvence sběrnic AGP a PCI.

Možné hodnoty:

□ Auto - frekvence se vybírají automaticky;

. 66,66 / 33,33, 72,73 / 36,36, 80,00 / 40,00 - frekvence sběrnic AGP a PCI. Výchozí hodnota je 66,66 / 33,33, zatímco ostatní lze použít pro přetaktování.

Hodiny PCIE (frekvence PCI Express (MHz))

Tento parametr vám umožňuje ručně změnit frekvenci sběrnice PCI Express.

Možné hodnoty:

□ Auto - nastaví se standardní frekvence (obvykle 100 MHz);

□ 90 až 150 MHz - Kmitočet lze nastavit ručně a rozsah nastavení závisí na modelu základní desky.

Zkreslení hodin CPU (Zkosení hodin MCH / ICH)

Parametry umožňují upravit offset hodinových signálů procesoru (CPU), stejně jako severního (MCH) a jižního (ICH) mostu.

Možné hodnoty:

□ Normální - automaticky se nastaví optimální hodnota (doporučeno pro normální provoz a mírné zrychlení);

□ od 50 do 750 - množství hodinových signálů posunutých v pikosekundách. Volba tohoto parametru může zlepšit stabilitu systému při přetaktování.

Popruh FSB k severnímu mostu

Tento parametr se používá u některých základních desek k nastavení provozního režimu severního můstku čipové sady v závislosti na frekvenci FSB.

Možné hodnoty:

□ Auto - parametry čipové sady se upravují automaticky (tato hodnota je doporučena pro provoz počítače v normálním režimu);

□ 200 MHz, 266 MHz, 333 MHz, 400 MHz - frekvence FSB, pro kterou je nastaven provozní režim čipové sady. Vyšší hodnoty zvyšují maximální možnou frekvenci FSB během přetaktování, ale snižují výkon čipové sady. Optimální hodnotu parametru během přetaktování je obvykle nutné zvolit experimentálně.

Regulace napájecího napětí čipové sady

Kromě napájecího napětí procesoru a paměti vám některé základní desky umožňují také upravit napětí komponent čipové sady a úrovně signálu. Názvy odpovídajících parametrů se mohou lišit v závislosti na výrobci desky. Zde jsou nějaké příklady:

□ Čipová sada Jádro PCIE napětí;

□ MCH & PCIE 1,5V napětí;

Core Jádro PCH (PCH 1,05 / 1,8);

Vol Napětí čipové sady NF4;

□ Napětí PCIE;

□ Řízení přepětí FSB;

□ NV napětí (NBVcore);

□ SB I / O napájení;

Core SB Core Power.

Praxe ukazuje, že změna uvedených napětí ve většině případů nemá znatelný účinek, takže ponechte tato napětí na Auto (normální).

Šířit spektrum

Když součásti moderního počítače pracují na vysokých frekvencích, je to nežádoucí elektromagnetická radiace které mohou rušit různá elektronická zařízení. K mírnému snížení velikosti radiačních impulsů se používá spektrální modulace hodinových impulsů, díky čemuž je záření rovnoměrnější.

Možné hodnoty:

□ Povoleno - je aktivován režim modulace hodinových pulzů, který mírně snižuje úroveň elektromagnetického rušení ze systémové jednotky;

□ 0,25%, 0,5% - úroveň modulace v procentech (nastaveno v některých verzích systému BIOS);

□ Zakázáno - režim Spread Spectrum je deaktivován.

RADA

Pro stabilní provoz systému vždy při přetaktování vypněte Spread Spectrum.

Některé modely základní desky mají několik nezávislých parametrů, které řídí režim Spread Spectrum pro jednotlivé systémové komponenty, například CPU Spread Spectrum, SATA Spread Spectrum, PCIE Spread Spectrum atd.

Příprava na přetaktování

Před přetaktováním nezapomeňte provést několik důležitých kroků.

□ Zkontrolujte stabilitu systému v normálním režimu. Přetaktování počítače, který je běžně náchylný k haváriím nebo zamrzání, nemá smysl, protože přetaktování tuto situaci jen zhorší.

□ Najděte všechny potřebné parametry systému BIOS, které budou během přetaktování potřeba, a porozumějte jejich účelu. Tyto parametry byly popsány výše, ale pro různé modely mohou se lišit a abyste vzali v úvahu vlastnosti konkrétní desky, musíte si prostudovat její pokyny.

□ Seznamte se s metodou resetování systému BIOS pro váš model desky (viz Kapitola 5). To je nezbytné k obnovení nastavení systému BIOS v případě neúspěšného přetaktování.

□ Zkontrolujte provozní teploty hlavních součástí a jejich chlazení. K ovládání teplot můžete použít diagnostické nástroje z disku CD na základní desku nebo programy třetích stran: EVEREST, SpeedFan (www.almico.com) atd. Ke zlepšení chlazení bude možná nutné vyměnit chladič procesoru za výkonnější jeden a také přijmout opatření ke zlepšení chlazení čipové sady, grafického adaptéru a paměti RAM.

Přetaktování procesorů Intel Core 2

Rodina procesorů Intel Core 2 je jednou z nejúspěšnějších v historii počítačového průmyslu díky vysokému výkonu, nízké produkci tepla a vynikajícímu potenciálu přetaktování. Od roku 2006 vydal Intel desítky modelů této rodiny procesorů pod různými ochranné známky: Core 2 Duo, Core 2 Quad, Pentium Dual-Core a dokonce Celeron.

K přetaktování procesorů Core 2 je třeba zvýšit frekvenci FSB, jejíž nominální hodnota může být 200, 266, 333 nebo 400 MHz. Přesnou frekvenci FSB můžete zjistit ve specifikaci vašeho procesoru, ale nezapomeňte, že frekvence FSB je uvedena s ohledem na čtyřnásobek rychlosti přenosu dat. Například u procesoru Core 2 Duo E6550 2,33 GHz (1333 MHz FSB) je skutečná frekvence FSB 1333: 4 = 333 MHz.

Zvýšení frekvence FSB automaticky zvýší frekvence RAM, čipové sady, sběrnic PCI / PCIE a dalších komponent. Před přetaktováním byste je proto měli násilně snížit, abyste zjistili maximální pracovní frekvenci procesoru. Jakmile je to známo, můžete vybrat optimální pracovní frekvence pro ostatní komponenty.

Sekvence přetaktování může být následující.

1. Nastavte BIOS na nejlepší nastavení pro váš systém. Vyberte Disabled (Vypnuto) pro Spread Spectrum, což není příliš kompatibilní s přetaktováním. Můžete mít několik takových parametrů: pro procesor (CPU), sběrnici PCI Express, rozhraní SATA atd.

2. Zakažte technologie během přetaktování. energeticky úsporný Intel Podpora SpeedStep a C1E. Po dokončení všech experimentů můžete tyto funkce znovu povolit, abyste snížili spotřebu energie procesoru.

3. Ručně nastavte frekvence sběrnice PCI / PCIE. U sběrnice PCI byste měli nastavit frekvenci na 33 MHz a u PCI Express je lepší nastavit hodnotu v rozsahu 100-110 MHz. V některých modelech desek mohou při hodnotě Auto nebo jmenovce 100 MHz výsledky dopadnout hůře než při nestandardní hodnotě 101 MHz.

4. Snižte frekvenci paměti RAM. V závislosti na modelu desky to lze provést jedním ze dvou způsobů:

■ nastavte minimální hodnotu frekvence RAM pomocí parametru Frekvence paměti nebo podobně (pro přístup k tomuto parametru bude možná nutné vypnout automatické ladění paměti);

■ nastavte minimální hodnotu multiplikátoru, která určuje poměr frekvence FSB k paměti pomocí parametru FSB / Memory Ratio, Multiplikátor systémové paměti nebo podobně.

Protože se metody pro změnu frekvence paměti na různých deskách liší, doporučujeme restartovat počítač a pomocí diagnostických nástrojů EVEREST nebo CPU-Z ověřit, zda se frekvence paměti skutečně snížila.

5. Po přípravných krocích můžete přejít přímo k postupu přetaktování. Nejprve můžete zvýšit frekvenci FSB o 20-25% (například z 200 na 250 MHz nebo z 266 na 320 MHz) a poté zkusit načíst operační systém a zkontrolovat její práci. Parametr pro nastavení lze nazvat CPU FSB Clock, CPU Overclock v MHz nebo něco jiného.

POZNÁMKA

Abyste získali přístup k ručnímu nastavení FSB, bude možná nutné zakázat automatické nastavení frekvence procesoru (parametr CPU Host Clock Control) nebo dynamické přetaktování základní desky. Například v systému Desky ASUS nastavte přetaktování AI (AI Tuning) na Manual.

6. Pomocí obslužného programu CPU-Z zkontrolujte skutečné pracovní frekvence procesoru a paměti, abyste se ujistili, že děláte správnou věc (obr. 6.3). Nezapomeňte sledovat provozní teploty a napětí. Spusťte 1–2 testovací programy a ujistěte se, že nedojde k selhání nebo zamrznutí.

7. Pokud test přetaktovaného počítače proběhl bez poruch, můžete jej restartovat, zvýšit frekvenci FSB o 5 nebo 10 MHz a poté znovu zkontrolovat provozuschopnost. Pokračujte, dokud se systém poprvé nerozbije.

8. Dojde -li k selhání, můžete frekvenci FSB snížit, aby se systém vrátil do stabilního stavu. Pokud ale chcete znát maximální frekvenci procesoru, musíte zvýšit napětí jádra pomocí parametru CPU VCore Voltage nebo CPU Voltage. Je nutné plynule měnit napájecí napětí a ne více než 0,1-0,2 V (až 1,4-1,5 V). Při testování počítače se zvýšeným napětím procesoru dávejte pozor na jeho teplotu, která by neměla překročit 60 ° C. Konečným cílem této fáze přetaktování je najít maximální frekvenci FSB, při které může procesor pracovat po dlouhou dobu bez zhroucení nebo přehřátí.

9. Vyzvednout optimální parametry paměť s náhodným přístupem. V kroku 4 jsme snížili jeho frekvenci, ale jak se frekvence FSB zvyšovala, zvyšovala se také frekvence paměti. Skutečnou hodnotu frekvence paměti lze vypočítat ručně nebo ji určit pomocí obslužných programů EVEREST, CPU-Z atd. EVEREST a podobně.

Rýže. 6.3.Řízení skutečné frekvence procesoru v programu CPU-Z

10. Poté, co se procesor přetaktuje a vyberou optimální parametry paměťové sběrnice, byste měli komplexně otestovat rychlost přetaktovaného počítače a stabilitu jeho provozu.

Přetaktování procesorů Intel Core i3 / 5/7

Do roku 2010 byly nejoblíbenější Procesory Intel Core 2, ale do té doby je konkurenční modely od AMD téměř dohnaly výkonem a navíc byly prodány za více nízké ceny... Koncem roku 2008 však Intel vyvinul procesory Core i7 se zcela novou architekturou, ale vyráběly se v malých dávkách a byly velmi drahé. Očekává se, že čipy s novou architekturou přijdou k masám až v roce 2010. Společnost plánuje vydat několik modelů pro všechny segmenty trhu: Core i7 pro výkonové systémy, Core i5 pro segment středního trhu a Core i3 pro systémy základní úrovně.

Proces přetaktování procesorů Intel Core i3 / 5/7 se příliš neliší od přetaktování čipů Core 2, ale abyste dosáhli dobrých výsledků, měli byste vzít v úvahu hlavní rysy nové architektury: přenos řadiče paměti DDR3 přímo do procesor a nahrazení sběrnice FSB novou sériovou sběrnicí QPI. Podobné principy se již dlouho používají v procesorech AMD, nicméně Intel udělal vše na velmi vysoké úrovni a v době vydání knihy je výkon procesorů Core i7 pro konkurenci nedosažitelný.

Princip vynásobení základní frekvence 133 MHz (BCLK) určitými faktory slouží k nastavení provozních frekvencí procesoru, RAM, paměťových modulů, řadiče DDR3, mezipaměti a sběrnice QPI. Hlavní metodou přetaktování procesorů je tedy zvýšení základní frekvence, ale tím se automaticky zvýší frekvence všech ostatních komponent. Stejně jako v případě přetaktování Core 2 musíte nejprve snížit multiplikátor RAM, aby po zvýšení základní frekvence nebyla frekvence paměti příliš vysoká. Během extrémního přetaktování může být nutné nastavení multiplikátorů pro sběrnici QPI a řadič DDR3 a ve většině případů budou tyto součásti fungovat normálně na vyšších frekvencích.

Na základě výše uvedeného může být přibližné pořadí přetaktování systému založeného na Core i3 / 5/7 následující.

1. Nastavte BIOS na nejlepší nastavení pro váš systém. Zakažte Spread Spectrum, Intel SpeedStep a C1E Support Energy Saving Technologies a Intel Turbo Boost Technology.

2. Nastavte minimální multiplikátor pro RAM pomocí multiplikátoru systémové paměti nebo podobného. Ve většině desek je minimální možný multiplikátor 6, což v běžném režimu odpovídá 800 MHz. K tomuto účelu používají základní desky ASUS parametr frekvence DRAM, který by měl být nastaven na DDR3-800 MHz.

3. Po přípravných krocích můžete začít zvyšovat základní frekvenci pomocí frekvence BCLK nebo podobné. Můžete začít s frekvencí 160–170 MHz a poté ji postupně zvyšovat o 5–10 MHz. Jak ukazují statistiky, u většiny procesorů je možné zvýšit základní frekvenci na 180–220 MHz.

4. Když dojde k první poruše, můžete mírně snížit základní frekvenci, aby se systém vrátil do provozuschopného stavu, a důkladně jej otestovat na stabilitu. Pokud chcete z procesoru vyždímat maximum možného, můžete zkusit zvýšit napájecí napětí o 0,1-0,3 V (až 1,4-1,5 V), ale měli byste se postarat o efektivnější chlazení. V některých případech můžete zvýšit potenciál přetaktování systému zvýšením napětí sběrnice QPI a mezipaměti L3 (Uncore), RAM nebo systému CPU s fázově uzamčenou smyčkou (CPU PLL).

5. Po určení frekvence, na které může procesor pracovat dlouhou dobu bez poruch a přehřátí, můžete vybrat optimální parametry RAM a dalších komponent.

Přetaktování procesorů AMD Athlon / Phenom

V polovině roku 2000 AMD vyrobilo procesory Athlon 64, které na tu dobu nebyly špatné, ale procesory Intel Core 2 vydané v roce 2006 je ve všech ohledech překonaly. Procesory Phenom vydané v roce 2008 nedokázaly výkonnostně dohnat Core 2 a teprve v roce 2009 jim mohly procesory Phenom II konkurovat za stejných podmínek. Do této doby však měl Intel připraven Core i7 a čipy AMD byly použity v systémech základní a střední třídy.

Potenciál přetaktování procesorů AMD je o něco nižší než u Intel Core a závisí na modelu procesoru. Paměťový řadič je umístěn přímo v procesoru a komunikace s čipovou sadou probíhá prostřednictvím speciální sběrnice HyperTransport (HT). Provozní frekvence procesoru, paměti a HT sběrnice je určena vynásobením základní frekvence (200 MHz) určitými faktory.

K přetaktování procesorů AMD se používá hlavně způsob zvýšení základní frekvence procesoru, přičemž se automaticky zvýší frekvence sběrnice HyperTransport a frekvence paměťové sběrnice, takže je bude třeba před zahájením přetaktování snížit. Sortiment společnosti zahrnuje také modely s odemčeným multiplikátorem (řada Black Edition) a takové čipy lze přetaktovat zvýšením multiplikátoru; v tomto případě není třeba upravovat parametry RAM a sběrnice NT.

Procesory Athlon, Phenom nebo Sempron můžete přetaktovat v následujícím pořadí.

1. Nastavte nastavení systému BIOS, která jsou pro váš systém optimální. Vypněte technologie Cool „n“ Quiet a Spread Spectrum.

2. Snižte frekvenci paměti RAM. Chcete -li to provést, musíte nejprve zrušit nastavení parametrů paměti pomocí SPD (parametr časování paměti pomocí parametru SPD nebo podobného) a poté zadat nejnižší možnou frekvenci v parametru Frekvence paměti pro parametr nebo podobně (obr. 6.4).

3. Snižte frekvenci sběrnice HyperTransport pomocí parametru HT Frequency nebo podobně (obr. 6.5) o 1-2 kroky. Například u procesorů Athlon 64 je nominální frekvence HT 1000 MHz (multiplikátor 5) a můžete ji snížit na 600-800 MHz (multiplikátor 3 nebo 4). Pokud má váš systém parametr pro nastavení frekvence řadiče paměti zabudovaného v procesoru, například Frekvence CPU / NB, doporučuje se také snížit jeho hodnotu.

4. Nastavte pevné frekvence pro sběrnice PCI (33 MHz), PCI Express (100-110 MHz) a AGP (66 MHz).

5. Po všech výše uvedených krocích můžete začít se samotným přetaktováním. Nejprve můžete zvýšit základní frekvenci o 10–20% (například z 200 na 240 MHz), poté zkuste načíst operační systém a zkontrolovat jeho fungování. Nastavovaný parametr lze nazvat CPU FSB Clock, CPU Overclock v MHz nebo podobně.

Rýže. 6.4. Nastavení frekvence RAM

Rýže. 6.5. Snížení provozní frekvence sběrnice HyperTransport

6. Pomocí nástroje CPU-Z zkontrolujte skutečné pracovní frekvence procesoru a paměti. Pokud test přetaktovaného počítače proběhl bez poruch, můžete pokračovat ve zvyšování základní frekvence o 5-10 MHz.

7. Pokud dojde k poruše, můžete snížit základní frekvenci, aby se systém vrátil do stabilního stavu, nebo pokračovat v přetaktování se zvýšením napětí jádra (obrázek 6.6). Potřebujete plynule měnit napájecí napětí a ne více než 0,2-0,3 V. Při testování počítače se zvýšeným napájecím napětím procesoru dávejte pozor na teplotu procesoru, která by neměla být vyšší než 60 ° C.

Rýže. 6.6. Zvýšení napětí jádra procesoru

8. Po přetaktování procesoru nastavte optimální frekvenci sběrnice HT, RAM a jeho řadiče, vyzkoušejte rychlost a stabilitu přetaktovaného počítače. Chcete -li snížit zahřívání procesoru, zapněte technologii Cool "n" Quiet a zkontrolujte stabilitu provozu v tomto režimu.

Odemykání jader v procesorech Phenom ll / Athlon II

Rodina procesorů AMD Phenom II, která byla vydána v roce 2009, má různé modely se dvěma, třemi a čtyřmi jádry. AMD uvolnilo dvou- a tříjádrové modely vypnutím jednoho nebo dvou jader v čtyřjádrovém procesoru. To bylo vysvětleno úvahami o hospodárnosti: pokud byla v jednom z jader čtyřjádrového procesoru nalezena závada, nebyla vyhozena, ale vadné jádro bylo vypnuto a prodáváno jako tříjádro.

Jak se později ukázalo, zamčené jádro lze povolit pomocí systému BIOS a některé odemčené procesory mohou dobře fungovat se všemi čtyřmi jádry. Tento jev lze vysvětlit skutečností, že v průběhu času se počet defektů ve výrobě čtyřjádrových procesorů snižoval, a protože na trhu byla poptávka po dvou a tříjádrových modelech, výrobci mohli násilně zakázat plně funkční jádra.

V době vydání knihy bylo známo o úspěšném odemykání většiny modelů této rodiny: řada Phenom II X3 7xx, řada Phenom II X2 5xx, řada Athlon II X3 7xx, řada Athlon II X3 4xx a některé další. U čtyřjádrových modelů Phenom II X4 8xx a Athlon II X4 6xx existuje možnost odblokování mezipaměti L3 a u jednojádrového Sempron 140-druhé jádro. Pravděpodobnost odblokování závisí nejen na modelu, ale také na dávce, ve které je procesor uvolněn. Byly hry, ve kterých bylo možné odemknout více než polovinu procesorů a v některých hrách bylo možné odemknout pouze vzácné kopie.

K odemčení je nutné, aby BIOS základní desky podporoval technologii Advanced Clock Calibration (ACC). Tuto technologii podporují čipsety AMD s modelem Southbridge SB750 nebo SB710 a některé čipsety NVIDIA, například GeForce 8200, GeForce 8300, nForce 720D, nForce 980.

Samotný postup odemykání je jednoduchý, stačí nastavit hodnotu Auto pro parametr Advanced Clock Calibration nebo podobný. Některé desky MSI by také měly povolit možnost Unlock CPU Core. V případě selhání se můžete pokusit upravit ACC ručně experimentálním výběrem hodnoty parametru Value. Někdy se po zapnutí systému ACC nemusí systém vůbec spustit a budete muset vymazat obsah CMOS pomocí propojky (viz kapitola 5). Pokud se vám nepodařilo žádným způsobem odemknout procesor, vypněte ACC a procesor bude fungovat normálně.

Parametry odemčeného procesoru můžete zkontrolovat pomocí diagnostických nástrojů EVEREST nebo CPU-Z, ale abyste si konečně byli jisti pozitivním výsledkem, měli byste provést komplexní počítačový test. Odemykání se provádí na základní desce a nemění fyzický stav procesoru. Odemykání můžete kdykoli zrušit deaktivací ACC, a když nainstalujete odemčený procesor na jinou desku, bude opět uzamčen.