Types de connecteurs PCI Express. Bus PCI, PCI-X et PCI Express

Lorsque vous changez une seule carte vidéo, n'oubliez pas que les nouveaux modèles peuvent tout simplement ne pas convenir à votre carte mère, car il n'y en a pas que plusieurs. différents types slots d'extension, mais aussi plusieurs versions différentes de ceux-ci (applicables à la fois à l'AGP et au PCI Express). Si vous n'êtes pas sûr de vos connaissances sur ce sujet, veuillez lire attentivement cette section.

Comme nous l'avons noté ci-dessus, la carte vidéo est insérée dans un emplacement d'extension spécial sur la carte mère de l'ordinateur et, via cet emplacement, la puce vidéo échange des informations avec processeur central systèmes. Sur cartes mères Le plus souvent, il existe des emplacements d'extension d'un ou deux types différents, différant par la bande passante, les paramètres d'alimentation et d'autres caractéristiques, et tous ne conviennent pas à l'installation de cartes vidéo. Il est important de connaître les connecteurs disponibles dans le système et d'acheter uniquement la carte vidéo qui leur correspond. Différents connecteurs d'extension sont physiquement et logiquement incompatibles, et une carte vidéo conçue pour un type ne s'intégrera pas dans un autre et ne fonctionnera pas.

Heureusement, au cours du passé, non seulement les emplacements d'extension ISA et VESA Local Bus (qui n'intéressent que les futurs archéologues) et les cartes vidéo correspondantes sont tombés dans l'oubli, mais aussi les cartes vidéo pour les emplacements PCI ont pratiquement disparu, et tous les modèles AGP sont désespérément obsolètes. Et tout le monde est moderne GPU Ils n'utilisent qu'un seul type d'interface : PCI Express. Auparavant, la norme AGP était largement utilisée, ces interfaces diffèrent considérablement les unes des autres, notamment en termes de débit, de capacités fournies pour alimenter la carte vidéo, ainsi que d'autres caractéristiques moins importantes.

Seule une très petite partie des cartes mères modernes ne disposent pas d'emplacements PCI Express, et si votre système est si ancien qu'il utilise une carte vidéo AGP, vous ne pourrez pas le mettre à niveau - vous devrez changer tout le système. Examinons de plus près ces interfaces : ce sont les emplacements que vous devez rechercher sur vos cartes mères. Voir les photos et comparer.

AGP (Accelerated Graphics Port ou Advanced Graphics Port) est une interface haute vitesse basée sur la spécification PCI, mais créée spécifiquement pour connecter des cartes vidéo et des cartes mères. Le bus AGP, bien que mieux adapté aux adaptateurs vidéo que le PCI (et non Express !), assure une communication directe entre le processeur central et la puce vidéo, ainsi que d'autres fonctionnalités qui augmentent les performances dans certains cas, par exemple, GART - le possibilité de lire les textures directement depuis mémoire vive, sans les copier dans la mémoire vidéo ; des vitesses d'horloge plus élevées, des protocoles de transfert de données simplifiés, etc., mais ce type de slot est désespérément obsolète et de nouveaux produits avec celui-ci ne sont pas sortis depuis longtemps.

Mais quand même, par souci d’ordre, mentionnons ce type. Les spécifications AGP sont apparues en 1997, lorsqu'Intel a publié la première version de la spécification, comprenant deux vitesses : 1x et 2x. Dans la deuxième version (2.0) AGP 4x est apparu, et dans la 3.0 - 8x. Examinons toutes les options plus en détail :
AGP 1x est une liaison 32 bits fonctionnant à 66 MHz, avec un débit de 266 Mo/s, soit deux fois la bande passante PCI (133 Mo/s, 33 MHz et 32 bits).
AGP 2x - canal 32 bits fonctionnant au double du débit de 533 Mo/s à la même fréquence de 66 MHz grâce à la transmission de données sur deux bords, similaire Mémoire DDR(uniquement pour la direction « vers la carte vidéo »).
AGP 4x est le même canal 32 bits fonctionnant à 66 MHz, mais grâce à d'autres ajustements, une fréquence quadruple « effective » de 266 MHz a été obtenue, avec un débit maximum de plus de 1 Go/s.
AGP 8x - des changements supplémentaires dans cette modification ont permis d'obtenir débit déjà jusqu'à 2,1 Go/s.

Les cartes vidéo dotées d'une interface AGP et les emplacements correspondants sur les cartes mères sont compatibles dans certaines limites. Les cartes vidéo évaluées à 1,5 V ne fonctionnent pas dans les emplacements 3,3 V, et vice versa. Cependant, il existe également des connecteurs universels prenant en charge les deux types de cartes. Les cartes vidéo conçues pour un slot AGP moralement et physiquement obsolète n'ont pas été envisagées depuis longtemps, donc pour en savoir plus sur les anciens systèmes AGP, il serait préférable de lire l'article :

PCI Express (PCIe ou PCI-E, à ne pas confondre avec PCI-X), anciennement connu sous le nom d'Arapahoe ou 3GIO, diffère du PCI et de l'AGP en ce sens qu'il s'agit d'une interface série plutôt que parallèle, permettant moins de broches et une bande passante plus élevée. PCIe n'est qu'un exemple du passage des bus parallèles aux bus série ; d'autres exemples de ce mouvement sont HyperTransport, Serial ATA, USB et FireWire. Un avantage important du PCI Express est qu'il permet d'empiler plusieurs voies simples sur un seul canal pour augmenter le débit. La conception série multicanal augmente la flexibilité, les appareils lents peuvent se voir attribuer moins de lignes avec un petit nombre de contacts et les appareils rapides peuvent se voir attribuer davantage.

L'interface PCIe 1.0 transfère les données à 250 Mo/s par voie, soit presque le double de la capacité des emplacements PCI classiques. Le nombre maximum de voies prises en charge par les emplacements PCI Express 1.0 est de 32, ce qui donne un débit allant jusqu'à 8 Go/s. Un emplacement PCIe avec huit voies de travail est à peu près comparable dans ce paramètre à la version AGP la plus rapide - 8x. Ce qui est encore plus impressionnant si l’on considère la capacité de transmettre simultanément dans les deux sens à des vitesses élevées. Les emplacements PCI Express x1 les plus courants offrent une bande passante à une seule voie (250 Mo/s) dans chaque direction, tandis que le PCI Express x16, qui est utilisé pour les cartes vidéo et combine 16 voies, fournit jusqu'à 4 Go/s de bande passante dans chaque direction.

Bien que la connexion entre deux périphériques PCIe soit parfois composée de plusieurs voies, tous les appareils prennent en charge au minimum une seule voie, mais peuvent éventuellement en gérer davantage. Physiquement, les cartes d'extension PCIe s'adaptent et fonctionnent correctement dans tous les emplacements de capacité égale ou égale. gros montant lignes, donc une carte PCI Express x1 fonctionnera sans problème dans les emplacements x4 et x16. De plus, la fente est physiquement plus grande taille peut fonctionner avec un nombre logiquement plus petit de lignes (par exemple, un connecteur x16 apparemment normal, mais seulement 8 lignes sont acheminées). Dans l'une des options ci-dessus, PCIe sélectionnera lui-même le maximum mode possible, et cela fonctionnera bien.

Le plus souvent, les connecteurs x16 sont utilisés pour les adaptateurs vidéo, mais il existe également des cartes avec des connecteurs x1. Et la plupart des cartes mères dotées de deux emplacements PCI Express x16 fonctionnent en mode x8 pour créer des systèmes SLI et CrossFire. Physiquement, les autres options de slot, telles que x4, ne sont pas utilisées pour les cartes vidéo. Je vous rappelle que tout cela ne s'applique qu'au niveau physique : il existe aussi des cartes mères avec des connecteurs physiques PCI-E x16, mais en réalité avec 8, 4 voire 1 canaux. Et toutes les cartes vidéo conçues pour 16 canaux fonctionneront dans de tels emplacements, mais avec des performances inférieures. À propos, la photo ci-dessus montre les emplacements x16, x4 et x1, et à titre de comparaison, il reste également PCI (ci-dessous).

Bien que la différence dans les jeux ne soit pas si grande. Par exemple, voici une revue de deux cartes mères sur notre site Web, qui examine la différence de vitesse Jeux 3D sur deux cartes mères, une paire de cartes vidéo de test dans lesquelles fonctionnent respectivement en modes 8 canaux et 1 canal :

La comparaison qui nous intéresse se trouve en fin d’article, faites attention aux deux derniers tableaux. Comme vous pouvez le constater, la différence avec des réglages moyens est très faible, mais dans les modes lourds, elle commence à augmenter et une grande différence est notée dans le cas d'une carte vidéo moins puissante. Prenez des notes s'il vous plaît.

PCI Express diffère non seulement par le débit, mais également par les nouvelles capacités de consommation d'énergie. Ce besoin est apparu parce que le slot AGP 8x (version 3.0) ne peut transférer que 40 watts au total, ce qui manquait déjà dans les cartes vidéo de l'époque conçues pour AGP, qui étaient installées avec une ou deux alimentations standard à quatre broches. connecteurs. L'emplacement PCI Express peut transporter jusqu'à 75 W, avec 75 W supplémentaires disponibles via le connecteur d'alimentation standard à six broches (voir ci-dessous). dernière section cette partie). DANS Dernièrement Des cartes vidéo sont apparues avec deux de ces connecteurs, ce qui donne au total jusqu'à 225 W.

Par la suite, le groupe PCI-SIG, qui développe les normes pertinentes, a présenté les principales spécifications du PCI Express 2.0. La deuxième version de PCIe a doublé la bande passante standard, de 2,5 Gbit/s à 5 Gbit/s, afin que le connecteur x16 puisse transférer des données à des vitesses allant jusqu'à 8 Go/s dans chaque direction. Dans le même temps, PCIe 2.0 est compatible avec PCIe 1.1 ; les anciennes cartes d'extension fonctionnent généralement bien sur les nouvelles cartes mères.

La spécification PCIe 2.0 prend en charge des vitesses de transfert de 2,5 Gbit/s et 5 Gbit/s, afin de garantir une compatibilité ascendante avec solutions existantes PCIe 1.0 et 1.1. La rétrocompatibilité PCI Express 2.0 permet d'utiliser les anciennes solutions 2,5 Gb/s dans des emplacements 5,0 Gb/s, qui fonctionneront alors simplement à une vitesse inférieure. Et les appareils conçus selon les spécifications de la version 2.0 peuvent prendre en charge des vitesses de 2,5 Gbit/s et/ou 5 Gbit/s.

Bien que la principale innovation de PCI Express 2.0 soit la vitesse doublée à 5 Gbit/s, ce n'est pas le seul changement ; il existe d'autres modifications pour augmenter la flexibilité, de nouveaux mécanismes pour contrôle du programme vitesse de connexion, etc. Nous sommes particulièrement intéressés par les changements liés à l'alimentation électrique des appareils, car les besoins en énergie des cartes vidéo augmentent régulièrement. PCI-SIG a développé une nouvelle spécification pour répondre à la consommation électrique croissante des cartes graphiques, qui étend les capacités d'alimentation actuelles à 225/300 W par carte graphique. Pour prendre en charge cette spécification, un nouveau connecteur d'alimentation à 2 x 4 broches est utilisé, conçu pour alimenter les cartes graphiques haut de gamme.

Les cartes vidéo et les cartes mères prenant en charge PCI Express 2.0 sont déjà apparues en vente à grande échelle en 2007, et vous n'en trouvez plus d'autres sur le marché. Les deux principaux fabricants de puces vidéo, AMD et NVIDIA, ont lancé de nouvelles gammes de GPU et de cartes vidéo basées sur celles-ci, prenant en charge la bande passante accrue de la deuxième version de PCI Express et tirant parti des nouvelles capacités logicielles. fourniture électrique pour les cartes d'extension. Tous sont rétrocompatibles avec les cartes mères équipées d'emplacements PCI Express 1.x, bien que dans de rares cas, il y ait une incompatibilité, vous devez donc être prudent.

En fait, l’émergence de la troisième version de PCIe était une évidence. En novembre 2010, les spécifications de la troisième version de PCI Express ont finalement été approuvées. Bien que cette interface ait un taux de transfert de 8 Gt/s au lieu de 5 Gt/s pour la version 2.0, son débit a encore augmenté exactement deux fois par rapport au standard PCI Express 2.0. Pour ce faire, nous avons utilisé un schéma de codage différent pour les données envoyées sur le bus, mais il était compatible avec Versions précédentes PCI Express reste le même. Les premiers produits de la version PCI Express 3.0 ont été présentés à l'été 2011, et les vrais appareils commencent tout juste à apparaître sur le marché.

Toute une guerre a éclaté entre les fabricants de cartes mères pour le droit d'être le premier à introduire un produit prenant en charge le PCI Express 3.0 (principalement basé sur Jeu de puces Intel Z68), et plusieurs sociétés ont présenté simultanément des communiqués de presse correspondants. Bien qu'au moment de la mise à jour du guide, il n'existe tout simplement pas de carte vidéo offrant un tel support, ce n'est donc tout simplement pas intéressant. Au moment où la prise en charge de PCIe 3.0 sera nécessaire, des cartes complètement différentes apparaîtront. Très probablement, cela n’arrivera pas avant 2012.

À propos, nous pouvons supposer que le PCI Express 4.0 sera introduit au cours des prochaines années et que la nouvelle version doublera également à nouveau la bande passante demandée à ce moment-là. Mais cela n’arrivera pas de sitôt et cela ne nous intéresse pas encore.

PCI Express externe

En 2007, le PCI-SIG, qui normalise formellement les solutions PCI Express, a annoncé l'adoption de la spécification PCI Express External Cabling 1.0, qui décrit une norme de transfert de données pour interface externe PCI Express 1.1. Cette version permet le transfert de données à une vitesse de 2,5 Gbps, et la suivante devrait augmenter le débit à 5 Gbps. La norme comprend quatre connecteurs externes : PCI Express x1, x4, x8 et x16. Les connecteurs plus anciens sont équipés d'une languette spéciale qui facilite la connexion.

La version externe de l'interface PCI Express peut être utilisée non seulement pour connecter des cartes vidéo externes, mais également pour disques externes et autres cartes d'extension. La longueur de câble maximale recommandée est de 10 mètres, mais elle peut être augmentée en connectant les câbles via un répéteur.

Théoriquement, cela pourrait faciliter la vie des amateurs d'ordinateurs portables, lorsqu'ils utilisent un cœur vidéo intégré à faible consommation lorsqu'ils fonctionnent sur batterie, et une carte vidéo externe puissante lorsqu'ils sont connectés à un moniteur de bureau. La mise à niveau de ces cartes vidéo est beaucoup plus simple : il n'est pas nécessaire d'ouvrir le boîtier du PC. Les fabricants peuvent créer des systèmes de refroidissement complètement nouveaux qui ne sont pas limités par les fonctionnalités des cartes d'extension, et l'alimentation électrique doit également être moins de problèmes- le plus susceptible d'être utilisé blocs externes alimentations conçues spécifiquement pour une carte vidéo spécifique ; elles peuvent être intégrées dans un boîtier externe avec une carte vidéo, en utilisant un seul système de refroidissement. Cela peut faciliter l'assemblage de systèmes sur plusieurs cartes vidéo (SLI/CrossFire), et compte tenu de l'augmentation constante de la popularité solutions mobiles de tels périphériques PCI Express externes allaient forcément gagner en popularité.

Ils auraient dû le faire, mais ils n’ont pas gagné. Depuis l'automne 2011, il n'existait pratiquement aucune option externe pour les cartes vidéo sur le marché. Leur gamme est limitée par des modèles de puces vidéo obsolètes et une sélection restreinte d'ordinateurs portables compatibles. Malheureusement, le commerce des cartes vidéo externes n'est pas allé plus loin et s'est lentement éteint. Nous n'entendons même plus de déclarations publicitaires gagnantes de la part des fabricants d'ordinateurs portables... Peut-être que la puissance des cartes vidéo mobiles modernes est tout simplement devenue suffisante, même pour les applications 3D exigeantes, y compris de nombreux jeux.

Il y a encore de l'espoir pour le développement solutions externes dans une interface de connexion évolutive périphériques Thunderbolt, anciennement connu sous le nom de Light Peak. Il a été développé par Intel Corporation sur la base de la technologie DisplayPort, et les premières solutions ont déjà été publiées par Apple. Thunderbolt combine les capacités de DisplayPort et PCI Express et vous permet de vous connecter appareils externes. Cependant, jusqu'à présent, ils n'existent tout simplement pas, bien que les câbles existent déjà :

Dans cet article, nous n'abordons pas les interfaces obsolètes ; la grande majorité des cartes vidéo modernes sont conçues pour l'interface PCI Express 2.0, donc lors du choix d'une carte vidéo, nous vous suggérons de ne la considérer que ; toutes les données sur AGP sont fournies à titre de référence uniquement. Les nouvelles cartes utilisent l'interface PCI Express 2.0, combinant la vitesse de 16 voies PCI Express, ce qui donne un débit allant jusqu'à 8 Go/s dans chaque direction, ce qui est plusieurs fois supérieur à la même caractéristique du meilleur AGP. De plus, PCI Express fonctionne à de telles vitesses dans chaque direction, contrairement à l'AGP.

D’un autre côté, les produits prenant en charge PCI-E 3.0 ne sont pas encore vraiment sortis, cela n’a donc pas beaucoup de sens de les considérer non plus. S'il s'agit de mettre à niveau une ancienne ou d'acheter une nouvelle carte ou de changer simultanément la carte système et la carte vidéo, il vous suffit alors d'acheter des cartes avec une interface PCI Express 2.0, qui sera tout à fait suffisante et la plus répandue pendant plusieurs années, d'autant plus que les produits différentes versions Les PCI Express sont compatibles entre eux.

PCI- Exprimer (PCIePCI-E)– bus série universel dévoilé pour la première fois 22 juillet 2002 de l'année.

Est général, unificateur un bus pour tous les nœuds de la carte système, dans lequel coexistent tous les appareils qui y sont connectés. Je suis venu remplacer un pneu obsolète PCI et ses variantes AGP, en raison des exigences accrues en matière de débit des bus et de l'incapacité d'améliorer les performances de vitesse de ces derniers à un coût raisonnable.

Le pneu agit comme changer, en envoyant simplement un signal d'un point à un autre sans le changer. Ceci permet, sans perte de vitesse évidente, avec un minimum de changements et d'erreurs transmettre et recevoir un signal.

Les données sur le bus vont simplexe(full duplex), c'est-à-dire simultanément dans les deux sens à la même vitesse, et signal le long des lignes coule en continu, même lorsque l'appareil est éteint (comme D.C., ou un signal binaire de zéros).

Synchronisation construit à l’aide d’une méthode redondante. Autrement dit, au lieu de 8 bits les informations sont transmises 10 bits, dont deux sont officiel (20% ) et servir dans un certain ordre balises Pour synchronisation générateurs d'horloge ou identifier les erreurs. Par conséquent, la vitesse déclarée pour une ligne en 2,5 Gbit/s, est en fait égal à environ 2,0 Gbit/s réel.

Nutrition chaque appareil sur le bus, sélectionné séparément et régulé grâce à la technologie ASPM (Gestion de l'alimentation à l'état actif). Il permet lorsque l'appareil est inactif (sans envoyer de signal) abaisser son générateur d'horloge et mets le bus en mode consommation d'énergie réduite. Si aucun signal n'est reçu au bout de quelques microsecondes, l'appareil considéré comme inactif et passe en mode attentes(le temps dépend du type d'appareil).

Caractéristiques de vitesse dans deux directions PCI- Exprimer 1.0 :*

1 X PCI-E ~ 500 Mbit/s

4x PCI-E ~ 2 Gbit/s

8 X PCI-E ~ 4 Gbit/s

16x PCI-E ~ 8 Gbit/s

32x PCI-E ~ 16 Gbit/s

*La vitesse de transfert de données dans un sens est 2 fois inférieure à ces indicateurs

15 janvier 2007, PCI-SIG a publié une spécification mise à jour appelée PCI-Express 2.0

La principale amélioration a été dans Vitesse 2 fois augmentée transmission de données ( 5,0 GHz, contre 2,5 GHz dans l'ancienne version). Également amélioré protocole de communication point à point(point à point), modifié composant logiciel et système ajouté surveillance des logiciels en fonction de la vitesse des pneus. En même temps, il a été préservé compatibilité avec versions de protocole PCI-E 1.x

Dans la nouvelle version de la norme ( PCI-Express 3.0 ), la principale innovation sera système de codage modifié Et synchronisation. Au lieu de 10 bits systèmes ( 8 bits information, 2 morceaux officiel), s'appliquera 130 bits (128 bits information, 2 morceaux officiel). Cela réduira pertes en vitesse de 20% à ~1,5%. Sera également repensé algorithme de synchronisationémetteur et récepteur, améliorés PLL(boucle à verrouillage de phase).Vitesse de transmission devrait augmenter 2 fois(par rapport à PCI-E 2.0), dans lequel la compatibilité restera avec les versions précédentes PCI-Express.

Au printemps 1991, Intel a achevé le développement du premier prototype du bus PCI. Les ingénieurs ont été chargés de développer une solution peu coûteuse et performante qui exploiterait les capacités des processeurs 486, Pentium et Pentium Pro. De plus, il a fallu prendre en compte les erreurs commises par VESA lors de la conception du bus VLB (la charge électrique ne permettait pas de connecter plus de 3 cartes d'extension), et aussi de mettre en œuvre configuration automatique dispositifs.

En 1992, la première version du bus PCI apparaît, Intel annonce que le standard de bus sera ouvert et crée le PCI Special Interest Group. Grâce à cela, tout développeur intéressé a la possibilité de créer des périphériques pour le bus PCI sans avoir à acheter de licence. La première version du bus avait une fréquence d'horloge de 33 MHz, pouvait être de 32 ou 64 bits et les appareils pouvaient fonctionner avec des signaux de 5 V ou 3,3 V. Théoriquement, le débit du bus était de 133 Mo/s, mais en réalité le débit était d'environ 80 Mo/s

Caractéristiques principales:

fréquence du bus - 33,33 ou 66,66 MHz, transmission synchrone ;
largeur du bus - 32 ou 64 bits, bus multiplexé (l'adresse et les données sont transmises sur les mêmes lignes) ;
le débit maximal pour la version 32 bits fonctionnant à 33,33 MHz est de 133 Mo/s ;
espace d'adressage mémoire - 32 bits (4 octets);
espace d'adressage des ports d'E/S - 32 bits (4 octets) ;
espace d'adressage de configuration (pour une fonction) - 256 octets ;
tension - 3,3 ou 5 V.

Photos de connecteurs :

MiniPCI-124 broches

MiniPCI Express MiniSata/mSATA - 52 broches

MBA SSD Apple, 2012

Disque SSD Apple, 2012

Disque SSD Apple PCIe

MXM, carte graphique, 230/232 broches

MXM2 NGIFF 75 broches

CLÉ A PCIe x2

CLÉ B PCIe x4 Sata SMBus

MXM3, carte graphique, 314 broches

PCI 5V

PCI Universel

PCI-X 5v

AGP Universel

AGP3.3v

AGP 3,3 V + puissance ADS

PCIe x1

PCIe x16

PCIe personnalisé

ISA 8 bits

ISA 16 bits

eISA

VESA

NuBus

PDS

Emplacement d'extension Apple II/GS

Bus d'extension PC/XT/AT 8 bits

ISA (architecture standard de l'industrie) - 16 bits

eISA

MBA - Architecture Micro Bus 16 bits

MBA - Architecture Micro Bus avec vidéo 16 bits

MBA - Architecture Micro Bus 32 bits

MBA - Architecture Micro Bus avec vidéo 32 bits

ISA 16 + VLB (VESA)

PDS à emplacement direct pour processeur

PDS à emplacement direct pour processeur 601

PERCH à emplacement direct pour processeur LC

NuBus

PCI (interconnexion d'ordinateurs périphériques) - 5 V

PCI 3,3 V

CNR (Communications / Colonne réseau)

AMR (Riser audio/modem)

ACR (colonne montante de communication avancée)

PCI-X (PCI périphérique) 3,3 V

PCI-X 5v

Option PCI 5v + RAID - ARO

AGP3.3v

AGP 1,5 V

AGP Universel

AGPPro 1.5v

Alimentation AGP Pro 1,5 V + ADC

PCIe (interconnexion de composants périphériques express) x1

PCIe x4

PCIe x8

PCIe x16

PCI2.0

La première version de la norme de base à se généraliser utilisait à la fois des cartes et des emplacements avec une tension de signal de seulement 5 volts. Débit maximal - 133 Mo/s.

PCI 2.1 - 3.0

Ils différaient de la version 2.0 par la possibilité de fonctionnement simultané de plusieurs bus masters (bus-master anglais, dit mode compétitif), ainsi que par l'apparition de cartes d'extension universelles capables de fonctionner aussi bien dans des slots utilisant une tension de 5 volts , et dans des emplacements utilisant 3,3 volts (avec une fréquence de 33 et 66 MHz, respectivement). Le débit maximal pour 33 MHz est de 133 Mo/s et pour 66 MHz, de 266 Mo/s.

Version 2.1 - fonctionne avec des cartes conçues pour une tension de 3,3 volts et la présence de lignes électriques appropriées était facultative.
Version 2.2 - les cartes d'extension fabriquées conformément à ces normes disposent d'une clé de connecteur d'alimentation universelle et sont capables de fonctionner dans de nombreux types ultérieurs d'emplacements de bus PCI, ainsi que, dans certains cas, dans les emplacements de la version 2.1.
Version 2.3 - Incompatible avec les cartes PCI conçues pour utiliser du 5 volts, malgré l'utilisation continue de slots 32 bits avec une clé 5 volts. Les cartes d'extension ont un connecteur universel, mais ne peuvent pas fonctionner dans les emplacements 5 volts des versions antérieures (jusqu'à 2.1 inclus).
Version 3.0 - termine la transition vers Cartes PCI Les cartes PCI 3,3 volts et 5 volts ne sont plus prises en charge.

PCI64

Une extension du standard PCI de base, introduite dans la version 2.1, qui double le nombre de voies de données, et donc le débit. Le slot PCI 64 est une version étendue du slot PCI standard. Formellement, la compatibilité des cartes 32 bits avec les emplacements 64 bits (à condition qu'il existe une tension de signal commune prise en charge) est totale, mais la compatibilité d'une carte 64 bits avec les emplacements 32 bits est limitée (dans tous les cas, il y aura une perte de performance). Fonctionne pour fréquence d'horloge 33 MHz. Débit maximal - 266 Mo/s.

Version 1 - utilise un emplacement PCI 64 bits et une tension de 5 volts.
Version 2 - utilise un emplacement PCI 64 bits et une tension de 3,3 volts.

PCI66

PCI 66 est une évolution 66 MHz du PCI 64 ; utilise 3,3 volts dans la fente ; les cartes ont un facteur de forme universel ou 3,3 V. Le débit maximal est de 533 Mo/s.

PCI64/66

La combinaison de PCI 64 et PCI 66 permet une vitesse de transfert de données quatre fois supérieure à celle de la norme PCI de base ; utilise des emplacements 64 bits 3,3 V, compatibles uniquement avec les emplacements universels, et des cartes d'extension 3,3 V 32 bits. Les cartes PCI64/66 ont soit un facteur de forme universel (mais avec une compatibilité limitée avec les emplacements 32 bits), soit un facteur de forme de 3,3 volts (cette dernière option est fondamentalement incompatible avec les emplacements 32 bits 33 MHz des normes populaires). Débit maximal - 533 Mo/s.

PCI-X

PCI-X 1.0 - extension du bus PCI64 avec l'ajout de deux nouvelles fréquences de fonctionnement, 100 et 133 MHz, ainsi qu'un mécanisme de transaction distinct pour améliorer les performances lorsque travail simultané plusieurs appareils. Généralement rétrocompatible avec toutes les cartes PCI 3,3 V et génériques. Cartes PCI-X fonctionnent généralement au format 3.3 B 64 bits et ont une compatibilité descendante limitée avec les emplacements PCI64/66, et certaines cartes PCI-X sont dans un format universel et sont capables de fonctionner (bien que cela n'ait presque aucune valeur pratique) en PCI 2.2 standard. /2.3 . Dans les cas difficiles, afin d'être totalement sûr de la fonctionnalité de la combinaison carte mère et carte d'extension, vous devez consulter les listes de compatibilité des fabricants des deux appareils.

PCI-X 2.0

PCI-X 2.0 - nouvelle extension des capacités de PCI-X 1.0 ; des fréquences de 266 et 533 MHz ont été ajoutées, ainsi qu'une correction des erreurs de parité lors de la transmission des données (ECC). Permet de se diviser en 4 bus 16 bits indépendants, utilisés exclusivement dans systèmes embarqués et industriels; La tension du signal a été réduite à 1,5 V, mais les connecteurs sont rétrocompatibles avec toutes les cartes utilisant une tension de signal de 3,3 V. Actuellement, pour le segment non professionnel du marché des ordinateurs hautes performances (stations de travail et serveurs puissants niveau d'entrée), dans lequel il trouve application Bus PCI-X, très peu de cartes mères prenant en charge le bus sont produites. Un exemple de carte mère pour ce segment est ASUS P5K WS. Dans le segment professionnel, il est utilisé dans les contrôleurs RAID et les disques SSD pour PCI-E.

Mini-PCI

Facteur de forme PCI 2.2, destiné à être utilisé principalement dans les ordinateurs portables.

PCI-Express

PCI Express, ou PCIe, ou PCI-E (également connu sous le nom de 3GIO pour E/S de 3e génération ; à ne pas confondre avec PCI-X et PXI) - bus informatique(bien qu'au niveau physique ce ne soit pas un bus, c'est une connexion point à point), en utilisant modèle de logiciel Bus PCI et un protocole physique haute performance basé sur transmission série données. Le développement de la norme PCI Express a commencé par Intel après avoir abandonné le bus InfiniBand. Officiellement, la première spécification de base PCI Express est apparue en juillet 2002. Le développement de la norme PCI Express est réalisé par le PCI Special Interest Group.

Contrairement à la norme PCI, qui utilisait un bus commun pour le transfert de données avec plusieurs périphériques connectés en parallèle, PCI Express, en général, est un réseau par paquets avec topologie en étoile. Les périphériques PCI Express communiquent entre eux via un support constitué de commutateurs, chaque périphérique étant directement connecté par une connexion point à point au commutateur. De plus, le bus PCI Express prend en charge :

cartes remplaçables à chaud ;
bande passante garantie (QoS) ;
gestion de l'énergie;
surveiller l’intégrité des données transmises.

Le bus PCI Express est destiné à être utilisé uniquement comme bus local. Parce que modèle de logiciel PCI Express est en grande partie hérité de PCI, donc systèmes existants et les contrôleurs peuvent être modifiés pour utiliser le bus PCI Remplacement express seulement niveau physique, sans modification du logiciel. Les performances de pointe élevées du bus PCI Express lui permettent d'être utilisé à la place des bus AGP, et plus encore des bus PCI et PCI-X. De facto, PCI Express a remplacé ces bus dans les ordinateurs personnels.

MiniCard (Mini PCIe) - remplacement Facteur de forme mini PCI. Le connecteur Mini Card dispose des bus suivants : x1 PCIe, 2.0 et SMBus.
- M.2 - seconde Version miniature PCIe, jusqu'à x4 PCIe et SATA.
ExpressCard - similaire au facteur de forme PCMCIA. Le connecteur ExpressCard prend en charge les bus x1 PCIe et USB 2.0 ; les cartes ExpressCard prennent en charge le branchement à chaud.
AdvancedTCA, MicroTCA - facteur de forme pour les équipements de télécommunications modulaires.
Le module Mobile PCI Express (MXM) est un facteur de forme industriel créé pour les ordinateurs portables par NVIDIA. Il est utilisé pour connecter des accélérateurs graphiques.
Les spécifications du câble PCI Express permettent à la longueur d'une seule connexion d'atteindre des dizaines de mètres, ce qui rend création possible Un ordinateur dont les périphériques sont situés à une distance considérable.
StackPC - spécification pour la construction empilable systèmes informatiques. Cette spécification décrit les connecteurs d'extension StackPC, FPE et leurs positions relatives.

Bien que la norme autorise 32 lignes par port, de telles solutions sont physiquement assez encombrantes et ne sont pas disponibles.

Année libérer	Version PCI-Express	Codage	Vitesse transferts	Bande passante sur x lignes
Année libérer	Version PCI-Express	Codage	Vitesse transferts	×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

Le PCI-SIG a publié la spécification PCI Express 2.0 le 15 janvier 2007. Principales innovations du PCI Express 2.0 :

Débit accru : bande passante d'une ligne 500 Mo/s, soit 5 GT/s ( Gigatransactions/s).
Des améliorations ont été apportées au protocole de transfert entre les appareils et au modèle logiciel.
Contrôle dynamique de la vitesse (pour contrôler la vitesse de communication).
Alerte de bande passante (pour informer le logiciel des changements de vitesse et de largeur du bus).
Services de contrôle d'accès - Capacités facultatives de gestion des transactions point à point.
Contrôle du délai d'exécution.
La réinitialisation du niveau de fonction est un mécanisme facultatif permettant de réinitialiser les fonctions PCI au sein d'un périphérique PCI.
Redéfinir la limite de puissance (pour redéfinir la limite de puissance du slot lors de la connexion de périphériques qui consomment plus d'énergie).

PCI Express 2.0 est entièrement compatible avec PCI Express 1.1 (les anciens fonctionneront sur les cartes mères avec de nouveaux connecteurs, mais seulement à une vitesse de 2,5 GT/s, car les anciens chipsets ne peuvent pas prendre en charge des taux de transfert de données doubles ; les nouveaux adaptateurs vidéo fonctionneront sans problème dans anciens connecteurs PCI Express 1.x).

PCI-Express 2.1

En termes de caractéristiques physiques (vitesse, connecteur), il correspond à 2.0 ; dans la partie logicielle, des fonctions ont été ajoutées qui devraient être entièrement implémentées dans la version 3.0. Étant donné que la plupart des cartes mères sont vendues avec la version 2.0, avoir uniquement une carte vidéo avec 2.1 ne vous permet pas d'utiliser le mode 2.1.

PCI Express 3.0

En novembre 2010, les spécifications du PCI Express 3.0 ont été approuvées. L'interface a un taux de transfert de données de 8 GT/s ( Gigatransactions/s). Mais malgré cela, son débit réel était toujours doublé par rapport à la norme PCI Express 2.0. Ceci a été réalisé grâce à un schéma de codage 128b/130b plus agressif, dans lequel 128 bits de données envoyées sur le bus sont codés en 130 bits. Dans le même temps, la compatibilité totale avec les versions précédentes de PCI Express est maintenue. Les cartes PCI Express 1.x et 2.x fonctionneront dans le slot 3.0 et, à l'inverse, une carte PCI Express 3.0 fonctionnera dans les slots 1.x et 2.x.

PCI Express 4.0

Le PCI Special Interest Group (PCI SIG) a déclaré que PCI Express 4.0 pourrait être standardisé avant la fin de 2016, mais à la mi-2016, alors qu'un certain nombre de puces étaient déjà en préparation pour la production, les médias ont rapporté que la standardisation était attendue pour début 2017. .aura un débit de 16 GT/s, c'est-à-dire qu'il sera deux fois plus rapide que le PCIe 3.0.

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Contrairement à la norme PCI, qui utilisait un bus commun pour le transfert de données avec plusieurs périphériques connectés en parallèle, PCI Express est, en général, un réseau de paquets avec une topologie en étoile.

Les périphériques PCI Express communiquent entre eux via un support constitué de commutateurs, chaque périphérique étant directement connecté par une connexion point à point au commutateur.

De plus, le bus PCI Express prend en charge :

bande passante garantie (QoS) ;
gestion de l'énergie;
surveiller l’intégrité des données transmises.

Le bus PCI Express est destiné à être utilisé uniquement comme bus local. Depuis le logiciel Modèle PCI Express est largement hérité du PCI, les systèmes et contrôleurs existants peuvent donc être modifiés pour utiliser le bus PCI Express en remplaçant uniquement la couche physique, sans modifier le logiciel. Les performances de pointe élevées du bus PCI Express lui permettent d'être utilisé à la place des bus AGP, et plus encore des bus PCI et PCI-X. De facto, PCI Express a remplacé ces bus dans les ordinateurs personnels.

Connecteurs

MiniCard (Mini PCIe) - remplacement du facteur de forme Mini PCI. Le connecteur Mini Card prend en charge les bus suivants : x1 PCIe, USB 2.0 et SMBus.
ExpressCard - similaire au facteur de forme PCMCIA. Le connecteur ExpressCard prend en charge les bus x1 PCIe et USB 2.0 ; les cartes ExpressCard prennent en charge le branchement à chaud.
AdvancedTCA est un facteur de forme pour les équipements de télécommunications.
Le module Mobile PCI Express (MXM) est un facteur de forme industriel créé pour les ordinateurs portables par NVIDIA. Il est utilisé pour connecter des accélérateurs graphiques.
Les spécifications du câble PCI Express permettent à la longueur d'une connexion d'atteindre des dizaines de mètres, ce qui permet de créer un ordinateur dont les périphériques sont situés à une distance considérable.
StackPC est une spécification permettant de créer des systèmes informatiques empilables. Cette spécification décrit les connecteurs d'extension StackPC et FPE et leurs positions relatives.

PCI-Express X1

Broches PCI Express X1
N° de broche.	But	N° de broche.	But
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	3,3 V
B11	SE RÉVEILLER#	A11	N° PREST
Cloison
B12	RSVD	A12	GND_A12
B13	GND	A13	REFCLK+
B14	PETP0	A14	REFCLK-
B15	PETN0	A15	GND
B16	GND	A16	PERP0
B17	PRSNT2#	A17	PRN0
B18	GND	A18	GND

Mini PCI-E

Mini PCI Express est un format de bus PCI Express pour les appareils portables.

De nombreux périphériques sont disponibles pour cette norme de connecteur :

Brochage mini PCI-E
N° de broche.	But	N° de broche.	But
51	Réservé	52	+3,3V
49	Réservé	50	GND
47	Réservé	48	+1,5V
45	Réservé	46	LED_WPAN#
43	Réservé	44	LED_WLAN#
41	Réservé (+3,3 V)	42	LED_WWAN#
39	Réservé (+3,3 V)	40	GND
37	Réservé (GND)	38	USB_D+
35	GND	36	USB_D-
33	PETp0	34	GND
31	PETn0	32	SMB_DONNÉES
29	GND	30	SMB_CLK
27	GND	28	+1,5V
25	PERp0	26	GND
23	PERn0	24	+3,3Vaux
21	GND	22	N° PREST
19	Réservé (UIM_C4)	20	W_DISABLE#
17	Réservé (UIM_C8)	18	GND
Cloison
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	Réservé (COEX2)	6	1,5V
3	Réservé (COEX1)	4	GND
1	SE RÉVEILLER#	2	3,3 V

SSD Mini-PCI Express

Alimentation 3,3 V

Broches SSD Mini PCI Express [ ]
33	SATATX+	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
Cloison		Cloison
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

Carte Express

Les emplacements ExpressCard sont actuellement (novembre 2010) utilisés pour connecter :

Cartes de stockage SSD
Cartes vidéo
Contrôleurs 1394/FireWire (iLINK)
Stations d'accueil
Instruments de mesure
En mémoire
Adaptateurs de carte mémoire (CF, MS, SD, xD, etc.)
Souris
Adaptateurs réseau
Ports parallèles
Adaptateurs carte PC/PCMCIA
Extensions PCI
Extensions PCI Express
Télécommande
Contrôleurs SATA
Ports série
Adaptateurs SmartCard
Accordeurs TV
Contrôleurs USB
Adaptateurs réseau Wi-Fi sans fil
Adaptateurs Internet haut débit sans fil (3G, CDMA, EVDO, GPRS, UMTS, etc.)
Cartes son pour interfaces multimédia domestiques et audio professionnelles.

Description du protocole

La connexion du périphérique PCI Express utilise le mode bidirectionnel connexion série type point à point, appelé ligne (voie anglaise - bande, rangée); cela contraste fortement avec le PCI, dans lequel tous les périphériques sont connectés à un bus bidirectionnel parallèle commun de 32 bits.

Protocoles concurrents

En plus du PCI Express, il existe un certain nombre d'interfaces série standardisées à haut débit, en voici quelques-unes : HyperTransport, InfiniBand, RapidIO et StarFabric. Chaque interface a ses partisans parmi les entreprises industrielles, puisque des sommes importantes ont déjà été dépensées pour le développement de spécifications de protocole, et chaque consortium cherche à mettre en valeur les avantages de son interface particulière par rapport aux autres.

Une interface standardisée à haut débit, d'une part, doit être flexible et extensible, et d'autre part, doit offrir une faible latence et une faible surcharge (c'est-à-dire que la part de la surcharge des paquets ne doit pas être importante). Essentiellement, les différences entre les interfaces résident précisément dans le compromis choisi par les développeurs d'une interface particulière entre ces deux exigences contradictoires.

Par exemple, des informations supplémentaires sur le routage des services dans un paquet vous permettent d'organiser un routage de paquets complexe et flexible, mais cela augmente la surcharge de traitement du paquet, le débit de l'interface diminue également et le logiciel qui initialise et configure les périphériques connectés à l'interface devient plus compliqué. S'il est nécessaire d'assurer le branchement à chaud des appareils, un logiciel spécial est requis pour surveiller les changements dans la topologie du réseau. Des exemples d'interfaces compatibles avec cela sont RapidIO, InfiniBand et StarFabric.

Dans le même temps, en raccourcissant les paquets, il est possible de réduire le délai de transfert des données, ce qui constitue une exigence importante pour une interface mémoire. Mais la petite taille des paquets conduit au fait que la proportion de champs de surcharge de paquets augmente, ce qui réduit le débit effectif de l'interface. Un exemple de ce type d’interface est HyperTransport.

La position du PCI Express se situe entre les approches décrites, puisque le bus PCI Express est conçu pour fonctionner comme un bus local, plutôt que comme un bus processeur-mémoire ou un réseau routable complexe. De plus, PCI Express a été conçu à l'origine comme un bus logiquement compatible avec le bus PCI, ce qui introduisait également ses propres limites.

Emplacement AGP avec loquet pour carte graphique.

La plupart des cartes graphiques des PC grand public utilisent l'interface Accelerated Graphics Port (AGP). Les systèmes les plus anciens utilisent l'interface PCI dans le même but. Cependant, PCI Express (PCIe) est destiné à remplacer les deux interfaces. Malgré son nom, PCI Express est un bus série, tandis que PCI (sans le suffixe Express) est parallèle. En général, les bus PCI et PCI Express n'ont rien de commun si ce n'est le nom.

Carte graphique AGP (en haut) et carte graphique PCI Express (en bas).

Les cartes mères de station de travail utilisent un emplacement AGP Pro, qui fournit nourriture supplémentaire pour les cartes OpenGL gourmandes en énergie. Cependant, vous pouvez également y installer des cartes graphiques classiques. Cependant, AGP Pro n’a jamais été largement accepté. En règle générale, les cartes graphiques gourmandes en énergie sont équipées d'une prise de courant supplémentaire - pour la même fiche Molex, par exemple.

Alimentation supplémentaire pour carte graphique : prise 4 ou 6 broches.

Alimentation supplémentaire pour carte graphique : prise Molex.

La norme AGP a fait l'objet de plusieurs mises à jour.

Standard	Bande passante
AGP1X	256 Mo/s
AGP2X	533 Mo/s
AGP4X	1066 Mo/s
AGP8X	2133 Mo/s

Si vous aimez vous plonger dans le matériel, n'oubliez pas qu'il existe deux niveaux de tension d'interface. Les normes AGP 1X et 2X fonctionnent à 3,3 V, tandis que les AGP 4X et 8X ne nécessitent que 1,5 V. De plus, il existe des cartes AGP universelles qui s'adaptent à tout type de connecteur. Pour éviter que des cartes ne soient insérées par erreur, les emplacements AGP utilisent des languettes spéciales. Et les cartes sont fendues.

La carte supérieure dispose d'un emplacement pour AGP 3,3 V. Au milieu : carte universelle avec deux découpes (une pour AGP 3,3 V, la seconde pour AGP 1,5 V). Ci-dessous se trouve une carte avec une découpe à droite pour AGP 1,5V.

Emplacements d'extension de la carte mère : voies PCI Express x16 (en haut) et 2 voies PCI Express x1 (en bas).

Deux emplacements PCI Express pour installer deux graphiques cartes nVidia SLi. Entre eux, vous pouvez voir un petit emplacement PCI Express x1.

PCI Express est interface série, et ne doit pas être confondu avec les bus PCI-X ou PCI, qui utilisent une signalisation parallèle.

PCI Express (PCIe) est le plus interface moderne pour les cartes graphiques. Dans le même temps, il convient également à l'installation d'autres cartes d'extension, même si elles sont jusqu'à présent très peu nombreuses sur le marché. PCIe x16 fournit deux fois la bande passante de l'AGP 8x. Mais dans la pratique, cet avantage ne s’est jamais manifesté.

Carte graphique AGP (en haut) par rapport à carte graphique PCI Express (en bas).

De haut en bas : PCI Express x16 (série), deux interfaces PCI parallèles et PCI Express x1 (série).

Nombre de voies PCI Express	Débit unidirectionnel	Débit total
1	256 Mo/s	512 Mo/s
2	512 Mo/s	1 Go/s
4	1 Go/s	2 Go/s
8	2 Go/s	4 Go/s
16	4 Go/s	8 Go/s

PCI est un bus standard pour connecter des périphériques. Parmi eux figurent des cartes réseau, des modems, cartes son et cartes de capture vidéo.

Parmi les cartes mères destinées au marché général, le bus le plus courant est le PCI 2.1, fonctionnant à 33 MHz et ayant une largeur de 32 bits. Son débit peut atteindre 133 Mbit/s. Les fabricants n'ont pas largement adopté les bus PCI 2.3 avec des fréquences allant jusqu'à 66 MHz. C'est pourquoi il existe très peu de cartes de ce standard. Mais certaines cartes mères prennent en charge cette norme.

Un autre développement dans le monde du bus parallèle PCI est connu sous le nom de PCI-X. Ces emplacements se trouvent le plus souvent sur cartes mères pour les serveurs et les postes de travail, car PCI-X offre un débit plus élevé pour les contrôleurs RAID ou cartes réseau. Par exemple, le bus PCI-X 1.0 offre jusqu'à 1 Gbit/s de bande passante avec une vitesse de bus de 133 MHz et 64 bits.

La spécification PCI 2.1 requiert aujourd'hui une tension d'alimentation de 3,3 V. La découpe/la languette de gauche empêche l'installation d'anciennes cartes 5 V, illustrées dans l'illustration.

Une carte avec une découpe, ainsi qu'un emplacement PCI avec une clé.

Contrôleur RAID pour 64 bits Emplacement PCI-X.

Un emplacement PCI 32 bits classique en haut et trois emplacements PCI-X 64 bits en bas. L'emplacement vert prend en charge ZCR (Zero Channel RAID).

Dictionnaire

PCI = Interconnexion de composants périphériques

CONTENU

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