PCI Express est né le 22 juillet 2002. Son créateur était Intel Corporation, et c'est ce jour-là que sa documentation technique est devenue disponible. Jusqu'à présent, au stade du développement, le « bus » portait la désignation 3GIO (entrée-sortie de troisième génération). Ces deux noms ont été labellisés PCI SIG (l'organisation qui promeut désormais cette norme).

PCIe est une connexion point à point hautes performances qui a remplacé le bus PCI (lu PiSiI). Physiquement différent en ce sens n'utilise pas commun lignes dédiées pour la communication avec le processeur, mais possède la sienne pour chaque appareil connecté. Tension de transmission du signal est de 0,8 volt. Chaque canal représente deux conducteurs physiques (quatre contacts). Lors de la transmission d'informations, huit bits sont codés sous forme de dix, ce qui offre une bonne protection contre les interférences.

Son modèle logiciel commun est similaire à son prédécesseur. Pour la transmission des données, qui dans ce cas s'effectue de manière séquentielle, un protocole physique à bande passante élevée est utilisé. Utilisé pour connecter des appareils hautes performances périphériques. Le pseudobus s'est vu attribuer le rôle de canal local d'échange de données.

Différences entre PCI Express et PCI

PCI est avant tout un bus, c'est-à-dire un canal commun partagé par tous les périphériques qui y sont connectés. Et PCI Express - chaque appareil a ses propres chemins, qui sont physiquement conçus. Continuité de la structure numérique du transfert d'informations simplifie l'adaptation produits existants précédemment fabriqués pour fonctionner avec l'ancien pneu. En production, il s'avère qu'il suffit d'apporter des modifications mineures à la conception et que vous pouvez produire la même variété, mais avec une nouvelle interface.

Principe de fonctionnement, compatibilité

Étant bidirectionnelle, la connexion transmet les données en série en mode batch. Le débit dépend de la mise en œuvre dans chaque cas spécifique. PCI Express peut être une (1x), deux ou plusieurs lignes de transport (2X, 4X, 6x, 8x, 12x, 16x, 32x), qui déterminent la longueur de l'emplacement sur la carte mère. Il est typique que l'équipement soit capable de fonctionner avec n'importe lequel d'entre eux, mais les cartes d'extension adaptées à des vitesses élevées ne peuvent pas physiquement s'insérer dans des emplacements moins productifs, car leur taille n'est tout simplement pas adaptée. Bien qu'au contraire, les cartes d'extension moins productives, dotées de groupes de contacts courts, s'intègrent facilement dans des groupes plus grands et fonctionnent correctement.

Dans le tableau nous avons fourni un tableau récapitulatif du ratio nombre de lignes et bande passante:

Disponible dès maintenant plusieurs spécifications pneus :

• PCI Express 1.0 et 1.1. Les premières et les moins productives solutions, qui ne sont désormais pratiquement plus utilisées. Ils sont stockés sur d’anciennes planches encore utilisées.
• 2.0. Toutes les qualités déterminantes pour les performances ont été retravaillées et améliorées, les protocoles logiques ont été améliorés, la gestion des communications a été entièrement optimisée et la détection automatique des modules enfichables a été améliorée.
• Spécification du câble externePCIe. Permet de connecter des équipements avec un câble jusqu'à 10 m de long.
• 2.1. Un analogue intermédiaire du 2.0 avec quelques fonctionnalités avancées précédant l'apparition du 3.0.
• 3.0. Des vitesses de 8 gigatransactions par seconde (GT/s) sont rendues possibles grâce au nouveau système de cryptage 128b/130b. Ainsi, la différence entre PCI 2.0 et 3.0 réside dans le cryptage et la vitesse de transfert des données.
• 4.0. La norme a été récemment approuvée - le 5 octobre 2017. Par rapport au précédent, la vitesse est doublée. Les indicateurs individuels liés à la virtualisation ont augmenté et la transmission des paquets de données a été optimisée.
• 5.0. La sortie est provisoirement prévue pour l'hiver-printemps 2019. Une prise en charge étendue des applications permettant de visualiser la réalité virtuelle est annoncée.

Connecteurs existants et types de ports

Il existe de nombreux ports de connexion pour l'interface. Examinons quelques-uns des plus courants :

• MiniPCI-E (M.2). Un bus commun pour certains des protocoles et périphériques informatiques les plus courants dotés d'interfaces PCIe x1 et x4.
• Carte Express. Un connecteur similaire, mais avec une sortie bus uniquement pour x1 PCIe.
• AdvancedTCA, MicroTCA – ports pour équipements de communication.
• MobilePCIExpressModule (MXM) – développé par NVIDIA pour connecter des cartes vidéo.
• StackPC – pour créer des superordinateurs, vous permet de faire évoluer les appareils informatiques.

Comment connaître la version PCI Express de votre carte mère

Il est généralement écrit près de l'emplacement lui-même sur la carte mère, mais peut être écrit ailleurs. Encore souvent écrire sur l'emballage carte mère et indiqué dans le manuel. Vous pouvez accéder au site officiel et saisir le numéro de série de la carte mère dans la recherche, ou essayer de rechercher la spécification par nom et révision (variété).

Les périphériques les plus courants pour les emplacements x16 les plus productifs sont les cartes vidéo et les disques SSD. Des contrôleurs comme USB supplémentaire, SATA et ports haut débit similaires ou divers adaptateurs, tels que des cartes son, musicales, des modules Wi-Fi.

Carte vidéo

Disque dur

Adaptateur sans fil

Brochage PCI Express

Il est plus facile de montrer de manière exhaustive l'emplacement des sorties des lignes de communication en utilisant l'exemple des lignes du port le plus grand et le plus rapide.

Périphérique du groupe de contacts à emplacement PCI-Express 16x :

La connexion PCIe a prouvé son efficacité. Il répond à toutes les exigences modernes en matière de vitesse de transfert d'informations et de stabilité opérationnelle. Posséder énorme potentiel la modernisation permet de maintenir la compatibilité de plusieurs appareils différentes générations: contrôleurs, adaptateurs. En outre, il constitue un large canal pour augmenter la puissance de calcul. Le secteur des télécommunications constitue un endroit particulier et inattendu pour l'application de cette technologie.

Introduit en 2002, ce type de transport les données sont toujours les plus pertinentes, les plus répandues, en constante évolution et toujours prometteuses.

PCI Express contre PCI
Nouvelles des fronts sonores

Quand pouvons-nous nous attendre à des cartes son PCIe ?

Nos lecteurs s'interrogent sur le retard de sortie des cartes son PCI Express. Citation du forum : « Sur les nouvelles cartes mères, les emplacements PCI classiques sont rares et le son intégré est trop médiocre. Que demandent les constructeurs ? Il semble que beaucoup de temps s'est écoulé, où sont les cartes PCI Express ?

En effet, la spécification PCI Express a été annoncée mi-2002. PCIe est destiné à remplacer le bus PCI, qui est la norme généralement acceptée pour les cartes d'extension depuis plus d'une décennie.

Les principales différences entre PCI Express et PCI :

1. PCI Express est un bus série et non parallèle. Les principaux avantages sont un coût réduit, une miniaturisation, une meilleure mise à l'échelle, des paramètres électriques et de fréquence plus favorables (pas besoin de synchroniser toutes les lignes de signaux) ;
2. La spécification est divisée en une pile de protocoles, dont chaque couche peut être améliorée, simplifiée ou remplacée sans affecter les autres ;
3. La spécification contient des possibilités échange à chaud kart;
4. Le cahier des charges inclut la possibilité de créer canaux virtuels, garantissant la bande passante et le temps de réponse, collectant des statistiques de QoS (Qualité de Service) ;
5. La spécification inclut la capacité de contrôler l'intégrité des données transmises (CRC) ;
6. La spécification inclut des capacités de gestion de l'énergie.

En réalité, les seuls appareils disponibles sur le marché sont les cartes vidéo, qui permettent d'utiliser au mieux une bande passante élevée. Machine à sous vidéo Cartes PCI Le e 16x a la vitesse la plus élevée et est connecté au northbridge du chipset. Cependant, même l'introduction des cartes vidéo a eu lieu avec gros problèmes. En raison du manque de demande et des gains de performances très faibles par rapport à l’AGP, les constructeurs ont subi des pertes. Et cela prend en compte l'absence totale d'alternative, puisque le slot AGP des nouveaux chipsets PCIe a été supprimé.

Qu'en est-il des emplacements périphériques PCIe 1x pour les cartes d'extension, telles que les cartes son, les modems, les tuners TV, etc. ? Pour eux, non seulement il existe des emplacements PCI, mais il n'y a également aucun avantage potentiel à passer à un nouveau bus. Faut-il s'étonner que, ayant tiré les leçons de l'expérience des géants des cartes vidéo, les fabricants de périphériques dotés de budgets et de marges de manœuvre plus modestes n'aient pas pris de risques et ne se sont pas précipités pour produire des cartes PCIe. Pourtant, PCIe 16x pour la vidéo est une chose, mais PCIe 1x pour les périphériques est complètement différent. Tout le monde se souvient du sort des connecteurs défectueux inventés par Intel pour les cartes audio/modems/réseau AMR, CNR, ACR.

La motivation des utilisateurs est affaiblie par un autre facteur. Chipsets modernes et les cartes mères basées sur celles-ci offrent des capacités intégrées étendues : audio AC"97/HDA, réseau 100 Mbit/1 Gbit, matrice RAID, 8 ports USB2.0. De quoi d’autre l’utilisateur moyen a-t-il besoin ? La catégorie des passionnés s'inquiétera très probablement de la présence d'emplacements PCI sur la carte mère, afin de ne pas gaspiller d'argent. Surtout si cela s'applique aux appareils qui disposent de suffisamment de PCI en réserve. Pour le son, il existe également une alternative : les périphériques USB et FireWire.

On ne peut que regretter les acheteurs qui ont encore une fois acheté du « mégahertz » et se sont retrouvés dans une situation de manque d'emplacements PCI gratuits. Mais c'est le sort inévitable de ceux qui courent devant la locomotive et achètent imprudemment quelque chose « pour l'avenir » - pour payer le progrès avec leur portefeuille et se faire un ulcère, en jurant sur les problèmes, les problèmes et en blâmant grandes entreprises dans une conspiration mondiale. Les adeptes du PCIe vivent inévitablement dans l’espoir que des périphériques pour le nouveau bus apparaîtront bientôt.

Dans le domaine audio, beaucoup espéraient une nouvelle génération de cartes son Creative pour PCIe. Mais le développement du X-Fi pour le bus PCI a duré plus de 5 ans. Selon le constructeur, les tentatives d'adaptation au PCIe ont provoqué des difficultés techniques, notamment en termes de latence (délai de retard sonore pour la mise en mémoire tampon et le traitement), de sorte que les cartes pour le nouveau bus ne devraient pas être commercialisées dans un avenir proche. En ce qui concerne les inquiétudes concernant la perte de bénéfices liée à la vente potentielle de cartes PCIe qui n'existent pas encore, Creative ne parvient pas à expédier des cartes X-Fi avec bus PCI aux magasins. Depuis plusieurs mois consécutifs, les nouvelles cartes sont rares et se vendent instantanément.

Du côté technique, un bus série avec la même fréquence a une latence plus élevée qu'un bus parallèle, car il n'y a donc pas de lignes de signal de service pour les tâches audio, où le plus important n'est pas la vitesse de pointe lors du transfert de gigaoctets, mais la rapidité. accès aux petits volumes, il est moins adapté. Malheureusement, il est difficile de trouver des tests comparatifs entre les cartes PCIe 1x et les cartes sur Internet. PCI. Les affirmations publicitaires sur la supériorité du bus PCIe dans tous les domaines sont difficiles à prendre au pied de la lettre.

L'encyclopédie indépendante Wikipédia dit ce qui suit : « PCIe envoie toutes les commandes de contrôle, y compris les interruptions, dans le même sens que les données. Le protocole série ne peut pas être divisé en parties distinctes, la latence est donc comparable à celle du PCI.<...>La spécification PCIe appelle ces données entrelacées « voies de données »<...>ces données ne réduisent pas nécessairement la latence des petits paquets de données transmis sur le bus. »

La raison pour laquelle certaines personnes considèrent le PCI comme une interface obsolète pour les cartes son reste floue. Une chose ressort clairement des spécifications : les périphériques audio existants ne sont pas limités par les paramètres PCI. Habituellement, faute d’arguments fondés sur des faits fiables, la discussion se transforme en guerre de religion.

Le principal magazine anglais d'équipements audio professionnels, Sound on Sound, a organisé dans son numéro de décembre 2005 une table ronde avec des représentants de fabricants d'équipements audio professionnels et leur a posé des questions similaires. Nous publions une partie de la discussion en traduction russe (la version complète en anglais peut être lue sur le site Internet de la revue mentionnée).

Prise en charge PCI Express

Les PC dotés de slots PCI Express sont disponibles sur le marché depuis plus d'un an, mais aucune interface audio PCI Express n'a encore été annoncée. Que pensez-vous des capacités du nouveau bus ? De nouveaux produits prenant en charge le PCI Express devraient-ils être développés ?

Matthias Carstens, RME : La conception du bus PCI Express est beaucoup plus complexe que celle du PCI. Il ne fait aucun doute que l’industrie audio professionnelle aura besoin d’un an ou plus pour rechercher et produire des échantillons. Selon certaines sources, tôt ou tard solutions prêtes à l'emploi apparaîtra.

PCI a tout ce dont vous avez besoin pour les besoins courants. Le PCI Express ne sera utile que pour une utilisation multipiste professionnelle, lorsque le bus sera le facteur limitant. Par exemple, lors de l'utilisation de plusieurs cartes HDSP MADI (chacune avec 64 entrées/sorties), PCI Express devrait être d'une aide significative. Il n'est donc pas surprenant que nous envisageons de porter la carte MADI vers PCI Express, mais date exacte pas encore connu.

Il est intéressant de noter que les premières cartes PCI Express Firewire sont désormais disponibles. Les premiers tests montrent que tout fonctionne comme d'habitude. C'est bon signe, car si le PCI Express était totalement inutilisable (par exemple, clics constants malgré une bande passante élevée), personne dans le monde audio ne serait surpris. Des tests supplémentaires avec plusieurs Fireface fonctionnant à 192 kHz seront nécessaires pour déterminer les limites de l'utilisation du PCI Express à des fins audio. Si le pneu est neuf s'adapte mieux(et même si toutes les interfaces Firewire sont basées sur PCI), la mise en œuvre du PCI Express ira plus vite.

Klaus Reitmüller, ESI : Le bus PCI Express est au moins aussi avancé et flexible que le PCI ou le PCI-X. Cependant, ils ne sont pas compatibles. Cela pose aujourd’hui de grandes difficultés aux fabricants de fer. Quoi qu'il en soit, le PCI Express fait définitivement partie des projets de développement futurs d'ESI Professional.

Rue Milo, Écho : Nous évaluons actuellement le bus PCI Express et produirons probablement des produits qui le prendront en charge à l'avenir. Un avantage potentiel par rapport au PCI réside dans la qualité de service et les capacités de gestion de la bande passante. En théorie, cela pourrait permettre une latence inférieure à celle du PCI, qui est déjà meilleure que le Firewire ou l'USB.

Bret Costin, M-Audio : PCI Express promet une bande passante accrue, mais nos utilisateurs sont jusqu'à présent plutôt satisfaits des produits Firewire, USB et PCI. Peu d'ordinateurs actuels disposent d'emplacements PCI Express supplémentaires pour l'audio, et il ne semble pas encore y avoir de prise en charge du PCI Express parmi les fabricants de puces audio.

Phil Palmer, Edirol : Nous n’avons pas encore de projets pour PCI Express. Edirol/Roland a dirigé le développement d'interfaces USB pour PC et Mac. Nous travaillons toujours en étroite collaboration avec Apple sur les produits Firewire. Nous pensons que se concentrer sur ces technologies est la meilleure façon de produire des produits de pointe. Le protocole PCI Express est encore très nouveau et, comme toutes les technologies à haut débit, il était très probablement destiné à l'origine à une sorte de transfert de données unidirectionnel continu, typique des contrôleurs de disque et des cartes graphiques.

Mario Michel, Terratec : Les systèmes audio PCI Terratec Producer sont toujours basés sur des puces de contrôleur PCI dédiées, telles que le VIA1712(24). Jusqu'à aujourd'hui, nous n'avons pas entendu parler de puces de contrôleur audio PCI Express standard, nous n'avons donc aucun projet. Dans tous les cas, PCI Express est principalement nécessaire pour un grand nombre de canaux audio (par exemple 64 canaux pour MADI). Nous ne prévoyons pas de lancer de tels appareils dans un avenir proche.

Peter Peck, Yamaha : Yamaha ne peut pas commenter les nouveaux développements en cours. Nous nous concentrons sur le développement de produits mLAN car les besoins de nos utilisateurs sont largement satisfaits par les capacités du bus IEEE1394. DANS ce moment Il n'est pas urgent de se précipiter pour développer le PCI Express, alors qu'il y a déjà tellement d'entrées et de sorties via mLAN qu'il dépasse la plupart des demandes de travail avec l'audio. Cependant… il ne faut jamais dire jamais !

Jim Cooper, MOTU : En tant que fabricant leader interfaces sonores, MOTU
étudie sérieusement toutes les nouvelles technologies d'interface.

Mort des cartes PCI

Avec l'annonce du PCI Express et la popularité des interfaces USB et Firewire, de nombreux musiciens commencent à supposer que les cartes son PCI s'apparentent à une espèce en voie de disparition. Combien de temps pensez-vous qu’il faudra pour que l’interface PCI disparaisse complètement, comme cela s’est produit avec la précédente norme ISA ?

Klaus Reitmüller, ESI : Actuellement, les solutions de bus PCI et PCI-X sont les plus rentables, aussi bien dans le segment haut de gamme où plusieurs canaux audio sont requis (par exemple, notre série MaXiO), que sur le marché d'entrée de gamme (produits tels que Juli @ ou ESP1010) . Le bus PCI permet de mettre en œuvre des solutions au meilleur rapport qualité/prix, ce qui n'est pas encore possible pour des périphériques USB ou Firewire au même prix ou avec la même qualité. Même pour cette raison, nous continuerons à voir des périphériques audio PCI pendant encore longtemps. À terme, le PCI Express remplacera le PCI et s'imposera comme une solution de choix par rapport au Firewire et certainement à l'USB.

Jim Cooper, MOTU : Les systèmes MOTU actuels sur PCI sont toujours plus performants que les produits Firewire ou USB, même sur les bus Firewire B (800 Mbps) et USB 2.0 (480 Mbps) de deuxième génération. Et nos ventes le confirment. Les systèmes PCI MOTU restent très attractifs pour de nombreux utilisateurs - principalement les acheteurs haut de gamme qui ont besoin la plus haute qualité ADC/DAC, dans la mesure du possible, un grand nombre de chaînes, divers formats Interfaces, faible latence et mélange inter-interface à grande échelle fournis par notre série de produits PCI424. Nous pensons que le système PCI424 est le plus le meilleur système, parmi ceux disponibles à la vente.

Bret Costin, M-Audio : Plus probablement, ce sera deux ans plus tard. Les performances des cartes son ISA et PCI étaient très différentes, puisque ces dernières présentaient de sérieux avantages par rapport à ISA. Les avantages d'aujourd'hui ne sont pas aussi importants et, par conséquent, la promotion n'est pas suffisamment agressive pour introduire de nouvelles technologies.

Mario Michel, Terratec : Nos développements se concentrent sur l'USB 1.1/2.0 et le IEEE1394 Firewire 400/800. Nous ne prévoyons pas de nouveaux systèmes PCI dans un avenir proche et continuerons à mettre à jour les pilotes et logiciels pour les produits PCI existants. pendant longtemps. Nous vendrons nos systèmes PCI aussi longtemps que les clients seront prêts à les acheter, et je suis convaincu que les ventes stables de périphériques PCI se poursuivront au cours des 2-3 prochaines années.

Phil Palmer, Edirol : C'est difficile à prédire, mais je pense que les produits PCI continueront d'exister jusqu'à ce que les fabricants cessent d'installer des emplacements PCI dans les ordinateurs.

Matthias Carstens, RME : Au moins les 5 prochaines années. A MON HUMBLE AVIS.

Rue Milo, Écho : Les avantages du PCI Express par rapport au PCI pour l'audio ne sont pas aussi importants qu'ils l'étaient dans le cas de la supériorité du PCI sur l'ISA. Le PCI continuera probablement d'exister jusqu'à ce que les slots PCI disparaissent des cartes mères (cela a pris plusieurs années dans le cas de l'ISA), donc les appareils audio achetés aujourd'hui Interfaces PCI restera adapté pendant longtemps. Cependant, nous pouvons nous attendre à ce que la plupart des fabricants finissent par passer au PCI Express ou ne prennent en charge que les interfaces série.

Peter Peck, Yamaha : D'après mon expérience, les musiciens préfèrent la flexibilité des périphériques externes, avec la possibilité de transférer du matériel vers un autre ordinateur sans ouvrir le boîtier. De plus, avec l’utilisation croissante d’ordinateurs portables pour la production musicale, les appareils externes s’avéreront encore plus attractifs pour l’acheteur. Cette flexibilité permet une durée de vie plus longue dispositif externe comparé à cartes internes et gagner beaucoup d'argent. C'est un autre facteur qui met en danger le bus PCI.

Merci à Sound on Sound pour cette interview intéressante. Tout récemment, la première apparition de l'interface audio PCIe a été signalée, mais uniquement pour Mac.

Digidesign propose deux versions égales de son système de production audio professionnel Pro Tools|HD. Le constructeur s'efforce d'assurer la compatibilité avec le maximum d'ordinateurs équipés de bus PCI, PCI-X et PCIe, c'est pourquoi il continue de sortir la version existante pour PCI et annonce une nouvelle version pour PCI Express.

Sortie prévue de Pro Tools|HD Version PCI e pour le nouveau Série Apple Power Mac G5. Depuis neuf Ordinateurs puissants Les Mac G5 ne disposent que de trois emplacements PCIe et la prise en charge PCIe pour Pro Tools|HD est initialement limitée à un maximum de trois cartes. Si tu veux plus grand nombre cartes, vous devez utiliser Digidesign Expansion|HD (2 400 $), qui est un module externe 4U avec un adaptateur d'extension des bus PCI, PCI-X, PCIe vers 6 emplacements PCI.

Il n'existe actuellement aucune option pour la plateforme Windows. Digidesign prévoit de tester et d'adapter le système PCIe aux ordinateurs Windows une fois que cette plate-forme deviendra standard avec au moins trois emplacements PCIe libres sur chaque machine. Jusqu'à présent, vous pouvez utiliser la version PCI sans problème.

Les systèmes Pro Tools|HD compatibles PCIe ont le même prix que les solutions PCI. Offres Digidesign programme spécial mise à niveau de Pro Tools LE ou Pro Tools TDM vers des systèmes Pro Tools|HD sur des bus PCI, PCIe. Il existe également un programme permettant de remplacer la version PCI par PCIe.

Le site Digidesign contient une FAQ intéressante, à partir de laquelle vous pouvez comprendre que : Digidesign ne va pas arrêter de sortir la version PCI dans un avenir proche, les solutions PCIe nécessitent le progiciel Digidesign Pro Tools HD version 7.1 pour fonctionner, cela ne sera pas possible Pour installer plus de trois cartes PCIe, les solutions d'extension PCIe vers PCIe n'existent pas.

Rappelons que Système professionnel Tools|HD, dans les deux variantes avec une seule carte HD Core (PCI) ou Accel Core (PCIe), fournit 32 canaux d'entrée/sortie, 96 pistes audio et coûte 7 995 $. Deux cartes offrent deux fois plus de fonctionnalités pour 10 995 $. Trois cartes coûteront 13 995 $.

Félicitations aux fans de bus PCIe : la glace est brisée !

Matthias Carstens de RME, participant à la table ronde Sound On Sound, a commenté la situation après l'annonce de Pro Tools|HD PCIe : « Naturellement, nous ajouterons des versions PCI Express des produits existants à notre gamme. Selon lui, les premières annonces devraient avoir lieu l'année prochaine au Frankfurt Musikmesse. « Grâce aux dernières technologies FPGA, nous serons en mesure de mettre pleinement en œuvre tous les développements RME existants. Par exemple, HDSP 9652, où la technologie FPGA est entièrement implémentée dans le modèle actuel. Cette carte n'a pas de Steady Clock, et il lui manque également l'inversion de phase et le gain optionnel de +6 dB dans le Total Mix. Dans la version PCI Express, nous pouvons ajouter ces fonctionnalités. Nous créerons également une version PCI Express de la carte d'interface HDSP existante pour les utilisateurs Digiface et Multiface, mais elle sera fonctionnellement identique au modèle PCI pour la compatibilité avec les périphériques externes.

Pour l'instant, RME n'a pas l'intention d'offrir aux utilisateurs la possibilité de mettre à niveau les cartes PCI vers PCI Express, et Mathias a noté que l'annonce d'un produit PCIe pour la plate-forme Apple n'a pas affecté les projets de son entreprise de commercialiser des produits PCI Express. La raison pour laquelle d'autres fabricants n'annoncent pas de cartes PCI Express est peut-être qu'il n'existe pas de solutions d'accompagnement pour mettre en œuvre le nouveau bus, telles que des ponts PCIe à PCI, ou des puces de contrôleur disponibles dans le commerce comme la Via Envy24, qui sont largement répandues. utilisés dans le grand public.Cartes son et interfaces PCI. Mais de telles solutions n’existent pas en raison du manque de demande. Nous sommes dans un cercle vicieux que seuls les leaders du marché peuvent évidemment briser ; les autres rattraperont leur retard. Le mot appartient aux fabricants de puces.

Chaque utilisateur de PC a ouvert au moins une fois le gestionnaire de périphériques sur son ordinateur. Qu’il s’agisse d’un ordinateur de bureau ordinaire ou d’un ordinateur portable, vous pouvez trouver partout un contrôleur dit PCI. Qu'est-ce que c'est et pourquoi est-il nécessaire sur un ordinateur ? Où le chercher et que faire avec ?

Qu'est-ce qu'un contrôleur PCI ?

PCI est un bus universel permettant de connecter divers appareils. Ils sont généralement situés sur la carte mère de l'ordinateur et, avec leur aide, diverses cartes supplémentaires peuvent y être connectées. Il sera plus facile pour les propriétaires d'un ordinateur de bureau de trouver des connecteurs PCI sur leur PC. Lorsque vous retirez le capot latéral du boîtier, vous verrez la carte mère de votre PC, sur laquelle se trouvent plusieurs gros connecteurs blancs. Ces connecteurs sont appelés bus PCI. Avec leur aide, vous pouvez connecter une carte vidéo, une carte son, des cartes avec connecteurs supplémentaires (USB ou COM), une carte réseau, etc.

Le contrôleur PCI lui-même fait partie de la carte mère et est responsable du fonctionnement normal des bus eux-mêmes et des périphériques qui y sont connectés. Les emplacements PCI peuvent avoir différentes versions et sont destinés à différents types de planches. Si vous regardez attentivement la carte mère du PC, vous remarquerez que le connecteur pour connecter la carte vidéo est différent des autres. Ceci est dû au fait que les cartes vidéo offrent un taux d'échange de données plus élevé avec carte mère, et ils consomment également plus d’électricité. Sur les cartes mères, vous pouvez également trouver un petit connecteur PCI, conçu pour le réseau ou diverses autres cartes qui consomment moins d'énergie et ne nécessitent pas un large canal de transfert de données.

Installation d'un périphérique PCI

Choisir appareil supplémentaire pour votre PC, découvrez quelle version des slots PCI est installée sur votre carte mère. N'oubliez pas que les différentes versions de ces connecteurs diffèrent par leur forme, donc un périphérique pour une version du connecteur ne sera pas physiquement compatible avec une autre version du connecteur trouvée sur la carte mère.

Savoir si un appareil est compatible avec votre carte mère est assez simple :

1. Téléchargez Everest, installez-le et exécutez-le.
2. Dans la colonne de gauche, sélectionnez « Périphériques » et sélectionnez-y « Périphériques PCI ». La fenêtre centrale du programme sera divisée en deux ; la fenêtre supérieure listera tous les périphériques connectés aux bus PCI. En cliquant sur l'appareil, dans la fenêtre inférieure, vous pouvez voir des informations sur l'appareil et le bus lui-même auquel il est connecté. Vous y trouverez également la version du bus PCI.
3. Vous pouvez le faire plus facilement et trouver une description de votre carte mère sur Internet, puis simplement la comparer avec les caractéristiques de l'appareil que vous souhaitez installer. Vous pouvez connaître le modèle de la carte mère à l'aide du programme Everest en ouvrant la section « carte mère ».

Si la carte sélectionnée est compatible avec votre carte mère, vous pouvez procéder à l'installation directe de l'appareil.

1. Retirez le capot latéral du boîtier du PC.
2. Sélectionnez l'emplacement PCI dans lequel le périphérique sera installé ou retirez le périphérique que vous souhaitez remplacer par un nouveau de l'emplacement souhaité.
3. Insérez simplement la carte avec précaution afin qu'elle s'insère complètement dans le connecteur. Ici, vous ne pouvez pas vous tromper, car il est physiquement impossible d'installer la carte de manière incorrecte dans le connecteur.
4. Connectez des connecteurs supplémentaires (si nécessaire) et replacez le couvercle du boîtier.
5. Démarrez votre PC. Lorsque le système d'exploitation démarre, vous verrez Message système qu'un nouvel appareil a été connecté. Installez les pilotes nécessaires à son fonctionnement à partir du disque d'installation fourni avec l'appareil, en téléchargeant le pilote depuis le réseau ou en utilisant installation automatique Conducteurs.

Problèmes liés au contrôleur PCI

Parfois, après la réinstallation du système d'exploitation, vous pouvez rencontrer prochain problème- le système ne pourra pas reconnaître le contrôleur PCI. Lorsque vous ouvrez le Gestionnaire de périphériques, vous trouverez l'élément « Matériel inconnu » au lieu de « Contrôleur PCI ». La solution au problème est très simple : téléchargez le pilote requis sur le site Web du fabricant de votre carte mère et installez-le.

HighPoint RocketRAID 2320 : Le deuxième contrôleur RAID SATA II de notre laboratoire avec une interface PCIe.

L'interface PCI Express (PCIe) est sur le marché depuis environ un an et demi, mais elle est encore largement perçue comme nouvelle interface cartes graphiques. Cartes mères de bureau avec offre de support PCI Express emplacements supplémentaires avec cette interface, mais ils sont très rarement utilisés aujourd'hui. En fait, comme les versions avec une bande passante plus élevée sur les cartes mères pour serveurs et postes de travail.

Même si le PCI Express x16 pourrait théoriquement fournir plus de bande passante que le PCI-X 533 (8 Go/s contre 4,26 Go/s), il est important de souligner que le PCIe n'était pas destiné à remplacer le PCI-X, mais d'autres, plus anciens. interfaces. PCIe visait à remplacer Interface graphique AGP pour des raisons marketing et aussi pour ouvrir la voie à des cartes graphiques doubles. Et le bus PCI parallèle 32 bits obsolète devait également être remplacé. Le PCI peut difficilement être qualifié de bon bus selon les normes modernes : il offre une bande passante relativement faible, qui est de plus partagée entre tous les périphériques PCI. Les technologies modernes telles que le Gigabit Ethernet, les périphériques haute définition et les contrôleurs de stockage nécessitent une bande passante plus élevée.

Venons-en au fait du PCI Express : cette interface n'est pas forcément plus rapide que le PCI-X, mais elle est plus simple et fournit de la bande passante par appareil. C'est pourquoi de plus en plus de chipsets pour serveurs/postes de travail prenant en charge le PCI Express apparaissent aujourd'hui : il est trop tentant d'allouer de la bande passante à chaque périphérique.

L'une des applications possibles peut immédiatement être appelée contrôleurs de réseau et de stockage, car ils ont longtemps souffert de « l'étroitesse » de l'interface. Il est compréhensible que la création d'un environnement de test Ethernet 10 Gbit/s soit plus difficile que l'utilisation de contrôleurs de disque. Par conséquent, nous avons choisi RAID pour les tests.

Nous avons sélectionné les deux derniers contrôleurs HighPoint Serial ATA II RAID RocketRAID, les modèles 2220 et 2320, car ils sont construits sur la même technologie et ne diffèrent que par l'interface. Le 2220 est un modèle PCI-X et le 2320 utilise l'interface x4 PCI Express.

PCI-X est une version considérablement améliorée du bus parallèle Peripheral Components Interconnect (PCI). Il est construit sur une topologie de bus classique et nécessite un grand nombre de pistes/contacts pour la connexion. Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, la bande passante disponible est partagée entre tous les appareils.

Contrairement au PCI classique de votre ordinateur, qui a une largeur de 32 bits, le PCI-X est un bus de 64 bits. En conséquence, le débit est automatiquement doublé, tout comme le nombre de pistes/broches et la taille des emplacements. Mais tout le reste, y compris les protocoles de transmission, les signaux et les types de connecteurs, est rétrocompatible. Autrement dit, une carte PCI 32 bits (3,3 V) peut être installée dans l'emplacement PCI-X. De plus, de nombreux 64 bits Cartes PCI-X peut fonctionner dans des emplacements PCI 32 bits, mais, bien sûr, avec un débit sensiblement réduit.

Mais même cette extension de bus ne fournissait toujours pas une bande passante suffisante pour les contrôleurs de disques professionnels SCSI, iSCSI, Fibre Channel, Ethernet 10 Gbit/s, InfiniBand et autres. Par conséquent, le PCI-SIG (Special Interest Group) a ajouté plusieurs gradations de vitesse à la spécification, allant de PCI-X 66 (Rev. 1.0b) à PCI-X 533 (Rev. 2.0). Le tableau suivant fournit des informations détaillées.

	Largeur des pneus	Fréquence d'horloge	Les fonctions	Bande passante
PCI-X66	64 bits	66 MHz	Prise à chaud, 3,3 V	533 Mo/s
PCI-X133	64 bits	133 MHz	Prise à chaud, 3,3 V	1,06 Go/s
PCI-X266		133 MHz (DDR)		2,13 Go/s
PCI-X533	64 bits, en option seulement 16 bits	133 MHz (QDR)	Prise à chaud, 3,3 et 1,5 V, prise en charge ECC	4,26 Go/s

Comme vous pouvez le constater, après avoir atteint 133 MHz avec PCI-X 133, la vitesse d'horloge n'a plus augmenté. Pour fournir une bande passante plus élevée, deux technologies que vous connaissez probablement déjà ont été utilisées : les bus mémoire et les FSB. PCI-X 266 s'appuie sur une technologie de double transfert de données Doubles données Taux lorsque les données sont transmises sur l'impulsion d'horloge descendante et montante. Le PCI-X 533 va encore plus loin et utilise le Quad Data Rate. Intel utilise cette technologie depuis longtemps pour le FSB des processeurs Pentium 4 et Xeon.

Les emplacements larges sur la gauche sont le bus PCI-X 64 bits.

Source : Présentation PCI-SIG PCI-X 2.0.

Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, la bande passante totale avec un maximum de 4,26 Go/s est partagée entre tous les appareils connectés au bus. De plus, si un appareil n'est pas capable de fonctionner à des températures élevées fréquence d'horloge, le système réduira la vitesse du bus à la valeur globale la plus basse, jusqu'à 33 MHz. Cependant, c’est le prix à payer pour la compatibilité. Mais le problème peut être résolu en implémentant plusieurs ponts PCI-X sur la carte mère. Les produits dotés de cette capacité sont proposés par tous les fabricants de qualité professionnelle, notamment des sociétés telles qu'Asus, Supermicro et Tyan.

La rétrocompatibilité est un gros plus du PCI-X. Les administrateurs veulent être absolument sûrs que les nouveaux équipements fonctionneront correctement. C'est pourquoi l'introduction de nouvelles technologies sur le marché des serveurs et des postes de travail n'est pas si rapide. Pourquoi dire adieu à une technologie rétrocompatible, offrant des performances suffisantes et disposant d’une large base matérielle ? Il est peu probable que cette situation change à l'avenir, puisqu'aujourd'hui le PCI-SIG travaille déjà sur la norme PCI-X 1066. Il doublera encore une fois le débit et recevra en outre de nouvelles fonctionnalités telles que le fonctionnement à la volée. compression des données, chemins de sauvegarde automatiques et sécurité contre les pannes. De plus, la prise en charge du transfert isochrone peut apparaître, mais la compatibilité avec le PCI conventionnel devra alors être abandonnée.

La norme PCI Express est l'un des fondements des ordinateurs modernes. Les emplacements PCI Express occupent depuis longtemps une place importante sur toute carte mère d'ordinateur de bureau, supplantant d'autres normes, telles que PCI. Mais même la norme PCI Express a ses propres variantes et modèles de connexion qui diffèrent les uns des autres. Sur les nouvelles cartes mères, à partir de 2010 environ, vous pouvez voir toute une dispersion de ports sur une carte mère, désignés par PCIE ou PCI-E, qui peut différer par le nombre de lignes : une x1 ou plusieurs x2, x4, x8, x12, x16 et x32.

Voyons donc pourquoi il existe une telle confusion parmi le port périphérique PCI Express, apparemment simple. Et quel est le but de chaque norme PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 et x32 ?

Qu'est-ce que le bus PCI Express ?

Dans les années 2000, lors du passage de la norme vieillissante PCI (extension - interconnexion des composants périphériques) au PCI Express, ce dernier présentait un énorme avantage : au lieu d'un bus série, qui était PCI, un bus point à point le bus d'accès a été utilisé. Cela signifiait que chaque port PCI individuel et les cartes qui y étaient installées pouvaient tirer pleinement parti de la bande passante maximale sans interférer les uns avec les autres, comme c'était le cas avec une connexion PCI. À cette époque, le nombre de périphériques insérés dans les cartes d’extension était abondant. Les cartes réseau, les cartes audio, les tuners TV, etc. nécessitaient tous une quantité suffisante de ressources PC. Mais contrairement à la norme PCI, qui utilisait un bus commun pour le transfert de données avec plusieurs périphériques connectés en parallèle, PCI Express, considéré de manière générale, est un réseau de paquets avec une topologie en étoile.

PCI Express x16, PCI Express x1 et PCI sur une seule carte

En termes simples, imaginez votre ordinateur de bureau comme un petit magasin avec un ou deux vendeurs. L’ancienne norme PCI était comme une épicerie : tout le monde attendait dans la même file pour être servi, rencontrant des problèmes de vitesse avec la limitation d’un seul vendeur derrière le comptoir. PCI-E s'apparente davantage à un hypermarché : chaque client suit son propre parcours d'épicerie et à la caisse, plusieurs caissiers prennent la commande en même temps.

De toute évidence, un hypermarché est plusieurs fois plus rapide qu'un magasin ordinaire en termes de rapidité de service, du fait que le magasin ne peut pas se permettre la capacité de plus d'un vendeur avec une seule caisse enregistreuse.

Également avec des voies de données dédiées pour chaque carte d'extension ou composants de carte mère intégrés.

L'influence du nombre de lignes sur le débit

Maintenant, pour prolonger notre métaphore du magasin et de l'hypermarché, imaginons que chaque rayon de l'hypermarché ait ses propres caissières qui leur sont réservées. C'est là qu'intervient l'idée de plusieurs voies de données.

Le PCI-E a connu de nombreux changements depuis sa création. De nos jours, les nouvelles cartes mères utilisent généralement la version 3 de la norme, la version 4, plus rapide, devenant plus courante, la version 5 étant attendue en 2019. Mais différentes versions utilisent les mêmes connexions physiques, et ces connexions peuvent être réalisées en quatre tailles principales : x1, x4, x8 et x16. (Des ports x32 existent, mais sont extrêmement rares sur les cartes mères d'ordinateurs classiques).

Les différentes tailles physiques des ports PCI-Express permettent de les diviser clairement selon le nombre de connexions simultanées à la carte mère : plus le port est grand physiquement, plus il peut transmettre un maximum de connexions à la carte ou inversement. Ces connexions sont également appelées lignes. Une ligne peut être considérée comme une piste composée de deux paires de signaux : une pour l'envoi de données et l'autre pour la réception.

Différentes versions de la norme PCI-E autorisent des vitesses différentes sur chaque voie. Mais de manière générale, plus il y a de voies sur un seul port PCI-E, plus les données peuvent circuler rapidement entre le périphérique et le reste de l'ordinateur.

Revenons à notre métaphore : si nous parlons d'un seul vendeur dans un magasin, alors la bande x1 sera ce seul vendeur au service d'un seul client. Un magasin avec 4 caissiers a déjà 4 lignes x4. Et ainsi de suite, vous pouvez attribuer des caissiers en fonction du nombre de lignes, en multipliant par 2.

Diverses cartes PCI Express

Types de périphériques utilisant PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 et x32

Pour la version PCI Express 3.0, la vitesse de transfert de données maximale globale est de 8 GT/s. En réalité, la vitesse pour la version PCI-E 3 est légèrement inférieure à un gigaoctet par seconde et par voie.

Ainsi, un appareil utilisant le port PCI-E x1, comme une carte son basse consommation ou une antenne Wi-Fi, pourra transmettre des données depuis vitesse maximumà 1 Gbit/s.

Une carte qui s'insère physiquement dans un emplacement plus grand - x4 ou x8, par exemple, une carte d'extension USB 3.0 pourra transférer des données respectivement quatre ou huit fois plus rapidement.

La vitesse de transfert des ports PCI-E x16 est théoriquement limitée à une bande passante maximale d'environ 15 Gbps. C'est plus que suffisant en 2017 pour tous les modernes cartes vidéo graphiques, développé par NVIDIA et AMD.

Majorité cartes vidéo discrètes utiliser un emplacement PCI-E x16

Le protocole PCI Express 4.0 permet d'utiliser 16 GT/s, et PCI Express 5.0 utilisera 32 GT/s.

Mais actuellement, aucun composant ne pourrait utiliser ce nombre de voies avec un débit maximal. Les cartes graphiques haut de gamme modernes utilisent généralement x16 PCI Express 3.0. Cela n'a aucun sens d'utiliser les mêmes voies pour une carte réseau qui n'utilisera qu'une seule voie sur le port x16, puisque le port Ethernet n'est capable de transférer des données que jusqu'à un gigabit par seconde (soit environ un huitième du débit de une voie PCI-E - rappelez-vous : huit bits dans un octet).

Sur le marché, vous pouvez trouver des transistors Disques PCI-E, qui prennent en charge le port x4, mais ils semblent sur le point d'être remplacés par la nouvelle norme M.2 en évolution rapide. pour les SSD pouvant également utiliser le bus PCI-E. Les cartes réseau haut de gamme et le matériel passionné tel que les contrôleurs RAID utilisent une combinaison de formats x4 et x8.

Les tailles des ports et des voies PCI-E peuvent varier

C'est l'un des problèmes les plus déroutants avec PCI-E : un port peut être créé au format x16, mais ne pas avoir suffisamment de voies pour transporter les données, par exemple, uniquement x4. En effet, même si le PCI-E peut transporter un nombre illimité de connexions individuelles, il existe toujours une limite pratique à la capacité de bande passante du chipset. Les cartes mères moins chères dotées de chipsets bas de gamme ne peuvent avoir qu'un seul emplacement x8, même si cet emplacement peut physiquement accueillir une carte au facteur de forme x16.

De plus, les cartes mères destinées aux joueurs incluent jusqu'à quatre emplacements PCI-E complets avec x16 et le même nombre de voies pour une bande passante maximale.

Évidemment, cela peut poser des problèmes. Si la carte mère dispose de deux emplacements x16, mais que l'un d'entre eux ne dispose que de voies x4, l'ajout d'une nouvelle carte graphique réduira les performances de la première jusqu'à 75 %. Il ne s’agit bien entendu que d’un résultat théorique. L'architecture des cartes mères est telle que vous ne constaterez pas de forte baisse des performances.

La configuration correcte de deux cartes vidéo graphiques doit utiliser exactement deux emplacements x16 si vous souhaitez un confort maximal avec un tandem de deux cartes vidéo. Le manuel du bureau vous aidera à savoir combien de lignes possède un emplacement particulier sur votre carte mère. site internet du fabricant.

Parfois, les fabricants marquent même le nombre de lignes sur le PCB de la carte mère à côté du slot.

Vous devez savoir qu'une carte x1 ou x4 plus courte peut physiquement s'insérer dans un emplacement x8 ou x16 plus long. La configuration des broches des contacts électriques rend cela possible. Naturellement, si la carte est physiquement plus grande que l’emplacement, vous ne pourrez pas l’insérer.

Par conséquent, n'oubliez pas que lors de l'achat de cartes d'extension ou de la mise à niveau des cartes actuelles, vous devez toujours vous rappeler à la fois la taille de l'emplacement PCI Express et le nombre de voies requises.