Τι είναι ο δίαυλος PCI-Express;

Το PCI-Express ή απλά PCIe (αγγλ. Peripheral Component Interconnect Express) παρουσιάστηκε το 2004 από την κατασκευαστική εταιρεία Intel για να αντικαταστήσει τους προηγούμενους διαύλους PCI και AGP στον εξοπλισμό των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Χρησιμεύει για την ένωση πρόσθετων καρτών μονάδων με την ομάδα των κεντρικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων στην μητρική πλακέτα του υπολογιστή (δίσκοι αποθήκευσης (SSD), δίκτυα υψηλών ταχυτήτων).

Η διαφορά μεταξύ PCI-Express 3.0 με PCI-Express 2.0 είναι περίπου τα ίδια για 1fps είναι διαφορά. Η μεταφορά των δεδομένων γίνεται μέσω παρόδων, ενώ κάθε πάροδος αποτελείται από ένα ζεύγος αγωγών για την εκπομπή και ένα δεύτερο ζεύγος αγωγών για την λήψη των δεδομένων. Η σύνδεση των παρόδων μεταξύ της ομάδας των κεντρικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και των πρόσθετων υλικών (τις κάρτες δηλαδή) γίνεται με την βοήθεια ηλεκτρονικού μεταγωγέα. Για την κωδικοποίηση των δεδομένων εφαρμόζεται ο κώδικας 8B10B.

 
Ο δίαυλος PCIe είναι πλήρως διπλής κατεύθυνσης επικοινωνίας με ταχύτητα 1,25 GHz, η οποία θεωρητικά επιτρέπει ως μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων τα 250 MByte/s για κάθε πάροδο προς κάθε κατεύθυνση. Στην πραγματικότητα γίνονται εφικτές ταχύτητες των 240 MByte/s, όταν μεταφέρονται δεδομένα μεγάλης διάρκειας.

 

Όταν χρησιμοποιείται μόνο μία πάροδος, τότε ο δίαυλος ονομάζεται PCIe x1. Οι πάροδοι μπορούν να χρησιμοποιούνται και σε συνδυασμό, έτσι ώστε να αυξάνεται η ταχύτητα.

Το PCIe 4.0 ανακοινώθηκε το 2017 και άρχισε να γίνεται ευρέως διαθέσιμο το 2019. 

Προσφέρει Ταχύτητα Διπλής Κατεύθυνσης 16 GT/s (GigaTransfers per second) ανά λωρίδα (lane). Για μια σύνδεση 16 λωρίδων (x16), το συνολικό bandwidth είναι 32 GB/s (16 GB/s σε κάθε κατεύθυνση). Υπάρχει επίσης βελτιωμένη υποστήριξη για NVMe SSDs. Οι δίσκοι SSD που βασίζονται στο πρωτόκολλο NVMe εκμεταλλεύονται πλήρως το επιπλέον bandwidth, με αποτέλεσμα αυξημένες ταχύτητες ανάγνωσης και εγγραφής δεδομένων. Υποστήριξη καρτών γραφικών. Αν και οι περισσότερες κάρτες γραφικών δεν απαιτούν πλήρη χρήση του bandwidth του PCIe 4.0, οι απαιτητικές εφαρμογές, όπως η ανάλυση 4K gaming και η επεξεργασία βίντεο, ωφελούνται από την υψηλότερη ταχύτητα.

  

Σε σχέση τώρα με το PCIe 3.0 αύξησε αισθητά την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων, καθιστώντας το πιο κατάλληλο για μοντέρνες εφαρμογές υψηλής απόδοσης, όπως ταχύτεροι SSD και σύνθετες εργασίες που απαιτούν μεγάλη υπολογιστική ισχύ.

Η έκδοση PCIe 5.0, που ανακοινώθηκε το 2019 και ξεκίνησε να ενσωματώνεται σε μητρικές πλακέτες από το 2021, διπλασιάζει τις επιδόσεις του PCIe 4.0 και ανοίγει νέες δυνατότητες για ακόμη πιο απαιτητικές εφαρμογές. ΜΕ ταχύτητα διπλής κατεύθυνσης (Bandwidth). Το PCIe 5.0 προσφέρει 32 GT/s ανά λωρίδα, διπλασιάζοντας έτσι το συνολικό bandwidth σε 64 GB/s για x16 σύνδεση (32 GB/s σε κάθε κατεύθυνση). 

Ακόμη αυξημένη απόδοση σε AI και ML Εφαρμογές. Οι απαιτήσεις της τεχνητής νοημοσύνης (AI) και της μηχανικής μάθησης (ML) είναι τεράστιες σε όρους ταχύτητας επεξεργασίας δεδομένων και το PCIe 5.0 μπορεί να ανταποκριθεί καλύτερα σε αυτές τις απαιτήσεις, χάρη στο διπλάσιο bandwidth. Παρέχει βελτιωμένη υποστήριξη για δίκτυα 5G και υπολογιστές κέντρου δεδομένων (Data Centers). Οι αυξημένες απαιτήσεις από τα κέντρα δεδομένων και τα συστήματα υποστήριξης δικτύων 5G απαιτούν υψηλές ταχύτητες επεξεργασίας και μεταφοράς δεδομένων. 

Το PCIe 5.0 μπορεί να καλύψει αυτές τις ανάγκες, υποστηρίζοντας μέχρι και τεχνολογίες 40GbE και 100GbE Ethernet. Έχει επιδράσεις σε κάρτες γραφικών και SSDs. Αν και οι σημερινές κάρτες γραφικών δεν αξιοποιούν πλήρως το PCIe 5.0, αναμένονται μελλοντικές γενιές καρτών που θα εκμεταλλευτούν το αυξημένο bandwidth. Οι PCIe 5.0 SSDs ήδη σημειώνουν ταχύτητες ανάγνωσης/εγγραφής που φτάνουν τα 14-15 GB/s, πολύ υψηλότερες από αυτές του PCIe 4.0.

 

• PCIe x1 - χρησιμοποιεί μία πάροδο
• PCIe x4 - χρησιμοποιεί τέσσερις παρόδους
• PCIe x16 - χρησιμοποιεί δέκα έξι παρόδους
• PCIe x32 - χρησιμοποιεί τριάντα δύο παρόδους
• PCIe x64 - χρησιμοποιεί εξήντα τέσσερις παρόδους

 
Συνήθως χρησιμοποιείται ο τύπος PCIe x1 ως αντικαταστάτης του παλαιότερου PCI, ενώ για τις κάρτες γραφικών χρησιμοποιείται ο τύπος PCIe x16 ως αντικαταστάτης του παλαιότερου AGP.

Αρχιτεκτονική διαύλου PCI Express

Στους επαγγελματικούς επεξεργαστές χρησιμοποιούνται επιπλέον οι τύποι x4, x8, x32, x64.

 
Τα βύσματα των διαφόρων τύπων είναι συμβατά προς τα πάνω, δηλαδή βύσματα με μικρότερο αριθμό στον τύπο χωράνε σε πρίζες με τον ίδιο ή μεγαλύτερο αριθμό στον τύπο. Σε αυτή την περίπτωση, οι πάροδοι που δεν τροφοδοτούνται μένουν ανενεργοί.

 
Πηγή:wikipedia.org

Αν σας άρεσε το άρθρο και το βρήκατε χρήσιμο υποστηρίξτε στα κοινωνικά δίκτυα με ένα Like, tweet για να συνεχίσω. 

Ακολουθήσετε το Tech News in Greek στο Google News για να μαθαίνετε άμεσα όλα τα νέα.