Что такое pci express.нужен ли в компьютере pcie 4.0
Содержание:
- Что такое PCI Express и что он обозначает?
- Когда его можно будет использовать
- Нужно ли апгрейдить компьютер ради PCIe 4.0
- Архитектурная модель PCI Express
- Проверка исправности линий PCI-E на видеокарте с помощью диагностической платы
- Распиновка PCI-Express 1x
- Устаревшие поколения
- Старые материнские платы не получат PCIe 4.0
- Разъёмы Править
- Улучшенные шлейфовые райзера для видеокарт
- Влияние количества линий на пропускную способность
Что такое PCI Express и что он обозначает?
PCI Express означает Peripheral Component Interconnect Express и представляет собой стандартный интерфейс для подключения периферийного оборудования к материнской плате на компьютере. Другими словами, PCI Express или сокращенно PCIe — это интерфейс, который подключает к материнской плате внутренние карты расширения, такие как видеокарты, звуковые карты, адаптеры Ethernet и Wi-Fi . Кроме того, PCI Express также используется для подключения некоторых типов твердотельных накопителей, которые обычно очень быстрые.
Какие типы слотов и размеров PCI Express существуют, и что означают линии PCIe? Для подключения плат расширения к материнской плате PCI Express использует физические слоты. Обычными слотами PCI Express, которые мы видим на материнских платах, являются PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 и PCIe x16. Число, которое следует за буквой «х», говорит нам о физических размерах слота PCI Express, который, в свою очередь, определяется количеством контактов на нем. Чем больше число, тем длиннее слот PCIe и тем больше контактов, которые соединяют плату расширения с гнездом.
Кроме того, число «х» также указывает, сколько полос доступно в этом слоте расширения. Вот как сравниваются часто используемые слоты PCIe:
- PCIe x1: имеет 1 полосу , 18 контактов и длину 25 мм
- PCIe x4: имеет 4 линии , 32 контакта и длину 39 мм
- PCIe x8: имеет 8 линий , 49 контактов и длину 56 мм
- PCIe x16: имеет 16 линий , 82 контакта и длину 89 мм
Линии PCI Express — это пути между набором микросхем материнской платы и слотами PCIe или другими устройствами, являющимися частью материнской платы, такими как разъем процессора, слоты M.2 SSD, сетевые адаптеры, контроллеры SATA или контроллеры USB.
В PCI Express каждая полоса индивидуальна, что означает, что она не может быть разделена между различными устройствами. Например, если ваша видеокарта подключена к слоту PCIe x16, это означает, что она имеет 16 независимых линий, выделенных только для нее. Никакой другой компонент не может использовать эти полосы, кроме графической карты.
Вот идея, которая может упростить вам понимание того, что такое линии PCI Express: просто представьте, что PCI Express — это магистраль, а автомобили, которые едут по ней, — это данные, которые передаются. Чем больше полос движения доступно на шоссе, тем больше автомобилей можно проехать по нему; чем больше у вас PCIe-линий, тем больше данных можно передать.
Карта PCI Express может устанавливаться и работать в любом слоте PCIe, доступном на материнской плате, если этот слот не меньше платы расширения. Например, вы можете установить карту PCIe x1 в слот PCIe x16. Тем не менее, вы не можете сделать обратное. Например, вы можете установить звуковую карту PCIe x1 в слот PCIe x16, но вы не можете установить графическую карту PCIe x16 в слот PCIe x1.
Какие версии PCI Express существуют, и какую скорость передачи данных (пропускную способность) они поддерживают?
Сегодня используются четыре версии PCI Express: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0 и PCI Express 4.0. Каждая версия PCIe поддерживает примерно удвоенную пропускную способность предыдущего PCIe . Вот что предлагает каждый из них:
- PCI Express 1.0: имеет пропускную способность 250 МБ / с на линию
- PCI Express 2.0: имеет пропускную способность 500 МБ / с на линию
- PCI Express 3.0: имеет пропускную способность 984,6 МБ / с на линию
- PCI Express 4.0: имеет пропускную способность 1969 МБ / с на линию
Помните, что слоты PCIe могут предложить не одну, а несколько дорожек? Значения полосы пропускания, которые мы разделили, умножаются на количество линий, доступных в слоте PCIe. Если вы хотите рассчитать, сколько пропускной способности доступно для определенной платы расширения, вам нужно умножить пропускную способность PCIe на линию на количество доступных для нее линий.
Например, графическая карта, которая поддерживает PCI Express 4.0 и подключена к слоту PCIe x16, имеет доступ к общей пропускной способности около 31,51 ГБ / с. Это результат умножения 1969 МБ / с на 16 (пропускная способность PCIe на линию * 16 линий). Впечатляет, правда?
Вот как масштабируются версии PCI Express, если принять во внимание линии PCI Express:
В будущем появятся новые версии PCI Express, такие как PCI Express 5.0 и PCI Express 6.0. Спецификация PCIe 5.0 была доработана летом 2019 года, предлагая пропускную способность до 3938 МБ / с на линию и до 63 ГБ / с в конфигурации x16. Однако, скорее всего, мы не увидим его в ближайшее время на компьютерном оборудовании потребительского уровня.
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.
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.
Нужно ли апгрейдить компьютер ради PCIe 4.0
Как уже говорилось выше, последней из официально вышедших версий PCIe является версия 5.0 (опубликованы официальные спецификации, но на практике она не используется). Самой «свежей» версией из используемых по состоянию на конец 2020 года является PCIe 4.0, и, судя по всему, еще долго будет таковой оставаться. Она вышла в 2017 году, однако внедрена в конкретные устройства лишь недавно, в 2019 году. Ее начала использовать компания AMD в процессорах Ryzen архитектуры Zen 2, а также в видеокартаx Radeon серии RX 5700 / 5500. Несомненно, это значительное достижение AMD, однако, оно пока является лишь заделом на будущее и не дает никаких практических преимуществ перед конкурентами. Компания Intel внедрять PCIe 4.0 в свои процессоры не торопится. Не спешит делать это и компания nVidia, видеокарты которой пока довольствуются PCIe 3.0. Все дело в том, что на современном этапе развития компьютерной техники возможностей PCIe 3.0 вполне достаточно. Превосходство PCIe 4.0 можно увидеть лишь в синтетических тестах. В практических же сценариях необходимости в настолько высоких скоростях обмена данными пока нет. Видеокарты с PCIe 4.0 вполне нормально работают и в системах с PCIe 3.0. Более того, даже в компьютерах с PCIe 2.0 они показывают почти такую же производительность в играх и других приложениях, как в компьютерах с PCIe 4.0. Но продлится это, судя по всему, не долго. Направлением, где в ближайшее время станет реально востребованной PCIe 4.0, являются современные М.2 SSD-накопители, быстродействие которых уже почти «уперлось в потолок » стандарта PCIe 3.0. Затем черед дойдет до видеокарт и другого оборудования. Так что апгрейдить старый компьютер только ради PCIe 4.0 пока нецелесообразно
Однако при покупке нового компьютера, который планируется к использованию достаточно длительнное время, брать во внимание версию PCIe, поддерживаемую его внутренними устройствами, однозначно нужно
Архитектурная модель PCI Express
- Подробности
- Родительская категория: PCI Express
- Категория: PCI Express
Архитектура PCI Express разделена на три уровня:
- уровень транзакций (Transaction Layer) — верний уровень архитектуры, отвечающий за сборку и разборку транзакционных пакетов TLP (Transaction Layer Packets). Эти пакеты используются для транзакций чтения и записи, а также сообщения о событиях некоторых типов. Каждый пакет TLP имеет уникальный идентификатор, который позволяет направить ответный пакет его отправителю. В TLP используются различные форматы адресации, зависящие от типов транзакций. Пакет может иметь атрибуты отмены слежения за когерентностью NS (No Snoop) и «расслабленной» упорядоченности RO (Relaxed Ordering). Каждая транзакция, требующая ответа, выполняется в виде расщепленной. Уровень транзакций отвечает и за управление потоком, реализованное на основе механизма кредитов;
- канальный уровень (Data Link Layer), промежуточный в стеке, первым делом отвечает за управление связью, обнаружение ошибок и организации повторных передач, до успеха или признания отказа соединения. К пакетам, полученным от уровня транзакций, канальный уровень добавляет номера пакетов и контрольные коды. Канальный уровень и сам является генератором и получателем пакетов DLLP (Data Link Layer Packet), используемых для управления соединением;
- физический уровень изолирует канальный от всех подробностей передачи сигналов. Он состоит из двух субблоков. Логический субблок при передаче выполняет распределение данных по линиям, скремблирование, кодирование по схеме 8B/10B, кадрирование и преобразование в последовательный код. При приеме выполняются обратные действия. Дополнительные символы, обеспечиваемые кодированием 8B/10B, используются для служебной сигнализации. Логический субблок отвечает и за согласование соединения, инициализацию и т. п. Электрический субблок отвечает за электрическое согласование, синхронизацию, обнаружение приемника. Уровневая модель, принятая в PCI Express, позволяет, не затрагивая остальных уровней, заменить физический уровень или его субблоки, когда появятся более эффективные схемы кодирования и сигнализации. Интерфейс между физическим и канальным уровнем зависит от реализации этих компонентов и выбирается их разработчиком. Интерфейс физического уровня четко специфицирован, что обеспечивает возможность соединения устройств разного происхождения. Для тестирования на соответствие электрическим параметрам достаточно подключить устройство PCI Express к специальному тестеру.
Проверка исправности линий PCI-E на видеокарте с помощью диагностической платы
Китайский тестер PCI-E и AGP-видеокарт (стоит около 30 USD):
На обратной стороне платы размещены 32 микросхемы HCF4017 (десятичный счетчик с дешифратором) и другие детали:
Каждый индикаторный светодиод показывает исправность прохождения сигнала по линиям PCI-E между диагностической платой и видеокартой. При тестировании происходит обмен данными между устройствами, что позволяет выявить нарушения в прохождении сигнала.
Устройство производит проверку прохождения сигнала по каждой линии PCI-E:
Такой тестер очень полезен при проверке товара на почте, когда нет возможности принести компьютер и провести полноценную проверку видеокарты – «кота в мешке».
Для проверки видеокарт с интерфейсом PCI-E можно использовать любой из слотов, находящихся в левой части диагностической платы. Каждый из них соединен с двумя группами светодиодов (по 32 штуки в каждой), которые все без задержек должны засветиться при активации кнопки устройства со вставленной видеокартой и поданном на плату питании 12 вольт (не на видеокарту!).
Для запитывания тестовой платы можно использовать сетевой блок питания, либо сделать конструкцию, совмещающую пятивольтовый PowerBank с повышающим преобразователем, отрегулированным на выдачу 12 вольт, либо обеспечить питание от батареи из 8 батареек на 1,5В.
Одновременное свечение 64 светодиодов свидетельствует об исправности всех линий PCI-E от видеокарты. Если какие-то светодиоды не светятся, мигают или включаются с запаздыванием, то видеочип, скорее всего, неисправен.
Свечение светодиодов при тестировании видеокарты с поврежденными линиями PCI-E:
В редких случаях возможно повреждение проводящих дорожек от разъема до чипа, но, в большинстве случаев, происходит отслоение контактов полупроводникового кристалла от подложки, либо прогар в этой цепи.
Проверить линии PCI-E на видеокарте можно и без диагностической платы, с помощью омметра. Сопротивление всех линий PCI-E относительно земли должно быть примерно одинаковым. Обычно при майнинге убивают нулевую линию передачу данных из-за неправильно вставленного райзера. Если сопротивление (относительно Ground) на контактах B14, B15 (передача) и A14, A17 (прием) отличается от значений на контактах B19-20, B23-24, B27-28 (передача) и на A21-22, A25-26, A29-30 (прием), то видеочип, скорее всего, неисправен (или требует реболлинга).
Для понимания того, как проверить исправность линий PCI-E видеочипа, далее приводится информация относительно обмена данными между видеопроцессором и материнской платой.
Распиновка PCI-Express 1x
Pin | Side B Connector | Side A Connector | ||
# | Name | Description | Name | Description |
1 | +12v | +12 volt power | PRSNT#1 | Hot plug presence detect |
2 | +12v | +12 volt power | +12v | +12 volt power |
3 | +12v | +12 volt power | +12v | +12 volt power |
4 | GND | Ground | GND | Ground |
5 | SMCLK | SMBus clock | JTAG2 | TCK |
6 | SMDAT | SMBus data | JTAG3 | TDI |
7 | GND | Ground | JTAG4 | TDO |
8 | +3.3v | +3.3 volt power | JTAG5 | TMS |
9 | JTAG1 | +TRST# | +3.3v | +3.3 volt power |
10 | 3.3Vaux | 3.3v volt power | +3.3v | +3.3 volt power |
11 | WAKE# | Link Reactivation | PERST# | PCI-Express Reset signal |
Mechanical Key | ||||
12 | RSVD | Reserved | GND | Ground |
13 | GND | Ground | REFCLK+ | Reference Clock Differential pair |
14 | HSOp(0) | Transmitter Lane 0, Differential pair |
REFCLK- | |
15 | HSOn(0) | GND | Ground | |
16 | GND | Ground | HSIp(0) | Receiver Lane 0, Differential pair |
17 | PRSNT#2 | Hotplug detect | HSIn(0) | |
18 | GND | Ground | GND | Ground |
Устаревшие поколения
Стандартным интерфейсом для подключения видеокарт на данный момент является шина PCI-Express (PCIe или PCI-E), которая пришла на смену AGP.
Основное различием между PCI-Express 16x и PCI-Express 2.0 в том, что в версии 2.0 была увеличена максимальная пропускная способность до 8 Гбит/с в каждом направлении, а также увеличивает возможности энергоподачи до 300 Вт, для этого на видеокарты устанавливается 2 x 4-штырьковый разъем питания.
PCI-Express реализован в различных версиях, отличающихся пропускной способностью: 1x, 2x, 4x, 8x, 16x и 32х. Видеоинтерфейс PCI-E 16x обеспечивает пропускную способность равную 4 Гб/с в каждом направлении. Также были реализации PCI-Exp 8x (в бюджетных SLI- или CrossFire-решениях) и PCI-E 4x (или PCI-Express Lite).
Конечно, чем выше пропускная способность видеокарты, тем выше производительность и FPS в играх. Однако, у видеоинтерфейса AGP пропускная способность была практически такой же, как и у ранних версиях PCI-Express, и преимущество последнего было в масштабировании, а значит можно было подключить одновременно до четырех видеокарт.
Стандарт PCI-Express обеспечивает мощность питания: по напряжению 3,3 В до 3 А, по 12 В – до 5,5 А. Таким образом всего до 76 Вт отдаваемой видеокарте мощности. Но даже этого некоторым видеокартам не хватает и на них устанавливают один или несколько дополнительных 6-контактных разъема PCI-Express, при этом каждый способен дополнительно обеспечить ток по шине 12 В – до 6 А, а значит всего 72 или 144 Вт мощности. Значит PCI-Express 1.1 может обеспечить питание видеокарты, которые потребляют до 220 Вт электроэнергии.
Видеостандарт AGP имеет до 42 Вт отдаваемой мощности, так как по шине питания 3,3 В видеокарта потребляет до 6 А, по 5 В – до 2 А, по 12 В – 1А.
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.
Разъёмы Править
- MiniCard (Mini PCIe) — замена форм-фактора Mini PCI. На разъём Mini Card выведены шины: x1 PCIe, USB 2.0 и SMBus.
- ExpressCard — подобен форм-фактору PCMCIA. На разъём ExpressCard выведены шины x1 PCIe и USB 2.0, карты ExpressCard поддерживают горячее подключение.
- AdvancedTCA — форм-фактор для телекоммуникационного оборудования.
- Mobile PCI Express Module (MXM) — промышленный форм-фактор, созданный для ноутбуков фирмой NV > PCI Express X1 Править
Выводы PCI Express X1 | |||
---|---|---|---|
№ вывода | Назначение | № вывода | Назначение |
B1 | +12V | A1 | PRSNT1# |
B2 | +12V | A2 | +12V |
B3 | +12V | A3 | +12V |
B4 | GND | A4 | GND |
B5 | SMCLK | A5 | JTAG2 |
B6 | SMDAT | A6 | JTAG3 |
B7 | GND | A7 | JTAG4 |
B8 | +3.3V | A8 | JTAG5 |
B9 | JTAG1 | A9 | +3.3V |
B10 | 3.3V__AUX | A10 | 3.3V |
B11 | WAKE# | A11 | PERST# |
Перегородка | |||
B12 | RSVD | A12 | GND_A12 |
B13 | GND | A13 | REFCLK+ |
B14 | PETP0 | A14 | REFCLK- |
B15 | PETN0 | A15 | GND |
B16 | GND | A16 | PERP0 |
B17 | PRSNT2# | A17 | PERN0 |
B18 | GND | A18 | GND |
Mini PCI-E Править
Mini PCI Express — формат шины PCI Express для портативных устройств.
Для этого стандарта разъёма выпускается много периферийных устройств:
- WiFi-карты
- WiMax-карты
- GSM-модемы
- GPS-приёмники
- SSD-накопители — использует нестандартную распиновку разъёма Mini PCI-E (SSD Mini PCI Express)
- Контроллеры USB (2.0 или 3.0), SATA (I, II или III)
- Контроллер COM-портов (RS232)
- SMBus
- Выводы для индикаторных светодиодов
- Выводы подключения СИМ карт (для GSM WCDMA)
- Имеет зарезервированные контакты (для будущих устройств)
- Питание 1.5 В и 3.3 В
Выводы Mini PCI-E | |||
---|---|---|---|
№ вывода | Назначение | № вывода | Назначение |
51 | Зарезервировано | 52 | +3.3V |
49 | Зарезервировано | 50 | GND |
47 | Зарезервировано | 48 | +1.5V |
45 | Зарезервировано | 46 | LED_WPAN# |
43 | Зарезервировано | 44 | LED_WLAN# |
41 | Зарезервировано (+3.3V) | 42 | LED_WWAN# |
39 | Зарезервировано (+3.3V) | 40 | GND |
37 | Зарезервировано (GND) | 38 | USB_D+ |
35 | GND | 36 | USB_D- |
33 | PETp0 | 34 | GND |
31 | PETn0 | 32 | SMB_DATA |
29 | GND | 30 | SMB_CLK |
27 | GND | 28 | +1.5V |
25 | PERp0 | 26 | GND |
23 | PERn0 | 24 | +3.3Vaux |
21 | GND | 22 | PERST# |
19 | Зарезервировано (UIM_C4) | 20 | W_DISABLE# |
17 | Зарезервировано (UIM_C8) | 18 | GND |
Перегородка | |||
15 | GND | 16 | UIM_VPP |
13 | REFCLK+ | 14 | UIM_RESET |
11 | REFCLK- | 12 | UIM_CLK |
9 | GND | 10 | UIM_DATA |
7 | CLKREQ# | 8 | UIM_PWR |
5 | Зарезервировано (COEX2) | 6 | 1.5V |
3 | Зарезервировано (COEX1) | 4 | GND |
1 | WAKE# | 2 | 3.3V |
Файл:MiniPCI and MiniPCI Express cards.jpg
SSD Mini PCI Express Править
- PATA
- SATA
- USB
- Питание 3.3 В
Контакты SSD Mini PCI ExpressШаблон:Нет АИ
33 | Sata TX+ | 34 | GND |
31 | Sata TX- | 32 | IDE_DMARQ |
29 | GND | 30 | IDE_DMACK |
27 | GND | 28 | IDE_IOREAD |
25 | Sata RX+ | 26 | GND |
23 | Sata RX- | 24 | IDE_IOWR |
21 | GND | 22 | IDE_RESET |
19 | IDE_D7 | 20 | IDE_D8 |
17 | IDE_D6 | 18 | GND |
Перегородка | Перегородка | ||
15 | GND | 16 | IDE_D9 |
13 | IDE_D5 | 14 | IDE_D10 |
11 | IDE_D4 | 12 | IDE_D11 |
9 | GND | 10 | IDE_D12 |
7 | IDE_D3 | 8 | IDE_D13 |
5 | IDE_D2 | 6 | IDE_D14 |
3 | IDE_D1 | 4 | GND |
1 | IDE_D0 | 2 | IDE_D15 |
ExpressCard Править
Слоты ExpressCard на настоящее время (ноябрь 2010) применяются для подключения:
- Плат SSD накопителей
- Видеокарт
- Контроллеров 1394/FireWire (iLINK)
- Док-станций
- Измерительных приборов
- Памяти
- Адаптеров карт памяти (CF, MS, SD, xD, и т. д.)
- Мышей
- Сетевых адаптеров
- Параллельных портов
- Адаптеров PC Card/PCMCIA
- Расширения PCI
- Расширения PCI Express
- Дистанционного управления
- Контроллеров SATA
- Последовательных портов
- Адаптеров SmartCard
- ТВ-тюнеров
- Контроллеров USB
- Беспроводных сетевых адаптеров Wi-Fi
- Беспроводных широкополосных интернет-адаптеров (3G, CDMA, EVDO, GPRS, UMTS, и т. д.)
- Звуковых карт для домашнего мультимедиа и профессиональных аудиоинтерфейсов.
Улучшенные шлейфовые райзера для видеокарт
В качественных шлейфовых райзерах используют улучшенные экранированные высокопрочные риббонизированные линии передачи данных, которые теоретически обеспечивают скорость обмена на уровне стандарта PCI-E стандарта 3.0.
Защита от электромагнитных помех в них обеспечивается экранировкой осевых проводников для обмена данными специальным проводящим полимером.
Конструктивные особенности одной из разновидностей улучшенного шлейфа для райзеров:
Это позволяет уменьшить затухание сигнала и обеспечить выпуск шлейфовых райзеров длиной от 5 до 60 см (обычно длина шлейфового кабеля составляет 25, 35, 45 и 55 см).
Ширина шлейфа улучшенных райзеров производства китайской компании Bestar составляет 54 мм, толщина – 1,4 мм. Выпускаются следующие модели этих райзеров:
- R12SF- шлейф с разъемами Male/Female PCI-E 1x-4x;
- R11SR- шлейф с разъемами Male/Female PCI-E 1x-4x, гнездо PCI-E 4x повернуто на 90 градусов по отношению к плоскости шлейфа;
R13SF- шлейф с разъемами Male/Female PCI-E 1x-16x.
Улучшенный шлейфовый райзер BESTAR PCI-E 1x-4x с маркировкой R11SF-WP:
Улучшенный шлейфовый райзер PCI-E 16x-16x производства компании ASUS (с повернутым на 90 градусов разъемом для видеокарты):
Стремление улучшить работу видеокарт в майнинг ригах и снизить токовую нагрузку на материнку по цепи питания PCI-E привело к тому, что в райзерах стали добавлять дополнительное питание 12В. Как правило, это два провода, соединенные с контактами линии питания 12 вольт на гнезде PCI-E 16х райзера.
Шлейфовый райзер PCI-E 1x-16x с дополнительным питанием:
Для улучшения качества питания по линии 12 вольт в шлейфовые райзера с доппитанием часто добавляли сглаживающий электролитический конденсатор.
Шлейфовый райзер PCI-E 1x-16x с дополнительным питанием 12 от разъема Molex и сглаживающим конденсатором:
Для защиты от замыкания ножек электролитического конденсатора используется термоклей, который не всегда хорошо держится и часто отлетает. При неаккуратной установке такого райзера можно замкнуть ножки конденсатора, что практически гарантированно сожжет часть материнской платы и видеокарту.
Улучшенный шлейфовый райзер R11SF-WK с дополнительным кабелем питания с разъемом SATA:
Фирма ASRock также выпускала улучшенные райзера BTC Pro kit с шлейфами-кабелями передачи данных стандарта SATA.
Райзера ASRock BTC Pro kit с кабелем передачи данных SATA:
Райзера со шлейфами из-за своих больших геометрических размеров ухудшают циркуляцию воздуха в ригах и качество охлаждения видекарт. Кроме того, плоские неэкранированные шлейфы не обеспечивают качественного прохождения сигнала даже на небольшие расстояния, что приводит к увеличению количества ошибок при обмене между видеокартой и материнской платой. Отсутствие цепей стабилизации дополнительного питания видеокарты через райзер, а также его развязки с материнской платой приводят к частым поломкам видеокарт.
В итоге это привело к практически полному отказу майнеров от использования шлейфовых райзеров.
Единственным достоинством шлейфовых райзеров является их относительная дешевизна. Но это преимущество нивелируется уменьшением надежности работы майнинг ригов, увеличением риска сжечь дорогостоящие карты/материнскую плату из-за несовершенства системы обеспечения дополнительного питания, а также плохими условиями для охлаждения видеокарт, вынесенных от материнской платы большим шлейфом длиной на расстояние всего 30 см.
Современные райзера для передачи данных используют высококачественные кабеля стандарта USB3, а также обеспечивают стабилизированное питание видеокарт по линии 3,3 вольта.
Они состоят из трех компонентов:
- собственно плата райзера с гнездом для установки видеокарты и электронными компонентами системы стабилизации напряжения 3,3 вольта, предохранителями, разъемами и элементами развязки;
- плата-штекер PCI-E 1Х с переходником на кабель USB 3.0;
- удлинитель-кабель передачи данных стандарта USB 3.0 с двумя разъемами Male.
Устройство качественного кабеля USB 3.0:
В тонкий кабель USB невозможно вместить все экранирующие прослойки, либо сигнальные кабеля будут очень тонкими. Поэтому нужно выбирать толстые кабеля стандарта USB 3.0, изготовленные в соответствии со стандартами качества.
Адаптеры питания, которые идут в комплекте с райзерами лучше не использовать, так как лишние разъемы на пути между блоком питания и riser-ом ухудшают прохождение тока и со временем могут стать причиной нестабильной работы рига и даже возгорания в месте плохого контакта;
Влияние количества линий на пропускную способность
Теперь, чтобы расширить нашу метафору с магазином и гипермаркетом, представьте, что каждый отдел гипремаркета имеет своих кассиров, зарезервированных только для них. Вот тут-то и возникает идея нескольких полос передачи данных.
PCI-E прошел множество изменений со времени своего создания. В настоящее время новые материнские платы обычно используют уже 3 версию стандарта, причем более быстрая 4 версия становится все более распространенной, а версия 5 ожидается в 2020 году. Но разные версии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут быть выполнены в четырех основных размерах : x1, x4, x8 и x16. (x32-порты существуют, но крайне редко встречаются на материнских платах обычных компьютерах).
Различные физические размеры портов PCI-Express позволяют четко разделить их по количеству одновременных соединений с материнской платой: чем больше порт физически, тем больше максимальных подключений он способен передать на карту или обратно. Эти соединения еще называют линиями. Одну линию можно представить как дорожку, состоящею из двух сигнальных пар: одна для отправки данных, а другая для приема.
Различные версии стандарта PCI-E позволяют использовать разные скорости на каждой полосе. Но, вообще говоря, чем больше полос находится на одном PCI-E-порту, тем быстрее данные могут перетекать между периферийной и остальной частью компьютера.
Возвращаясь к нашей метафоре: если речь идёт об одном продавце в магазине, то полоса x1 и будет этим единственным продавцом, обслуживающим одного клиента. У магазина с 4-мя кассирами — уже 4 линии х4. И так далее можно расписать кассиров по количеству линий, умножая на 2.
Различные карты PCI Express