Lo standard PCI Express è uno dei punti fondamentali dell'informatica moderna, con uno slot su più o meno tutti i computer desktop realizzati nell'ultimo decennio. Ma la natura della connessione è alquanto nebulosa: su un nuovo PC, potresti vedere una mezza dozzina di porte in tre o quattro dimensioni diverse, tutte etichettate come “PCIE” o PCI-E “. Quindi perché la confusione e quali possono in realtà usi?
Comprensione del bus PCI Express
Come aggiornamento al sistema PCI (Peripheral Component Interconnect) originale, PCI Express ha avuto un enorme vantaggio quando è stato inizialmente sviluppato nei primi anni 2000: utilizzava un bus di accesso da punto a punto anziché un bus seriale. Ciò significava che ogni singola porta PCI e le sue schede installate potevano sfruttare appieno la loro massima velocità, senza che più schede o espansioni fossero intasate in un singolo bus.
In parole povere, immagina il tuo PC desktop come un ristorante. Il vecchio standard PCI era come una gastronomia, tutti aspettavano in una sola riga per essere serviti, con la velocità del servizio limitata da una sola persona al banco. PCI-E è più simile a un bar, ogni utente seduto in un posto assegnato, con più baristi che prendono l'ordine di tutti in una volta. (Va bene, quindi non è mai possibile ottenere immediatamente un barista per ogni utente, ma facciamo finta che sia davvero un ottimo bar.) Con corsie dati dedicate per ogni scheda di espansione o periferica, l'intero computer può accedere più rapidamente a componenti e accessori.
Ora per estendere la nostra metafora deli / bar, immagina che alcuni di questi posti abbiano più baristi riservati solo a loro. È qui che entra in gioco l'idea di corsie multiple.
La vita nelle corsie veloci
PCI-E ha subito diverse revisioni sin dal suo inizio; attualmente le nuove schede madri utilizzano generalmente la versione 3 dello standard, con la versione 4 più veloce che diventa sempre più comune e la versione 5 dovrebbe colpire nel 2019. Ma le diverse revisioni utilizzano tutte le stesse connessioni fisiche e tali connessioni possono avere quattro dimensioni principali : x1, x4, x8 e x16. (esistono porte x32, ma sono estremamente rare e generalmente non si vedono sull'hardware di consumo.)
Le diverse dimensioni fisiche consentono diversi numeri di connessioni simultanee dei pin dei dati alla scheda madre: più grande è la porta, più connessioni massime sulla scheda e sulla porta. Queste connessioni sono colloquialmente note come “corsie”, con ciascuna corsia PCI-E composta da due coppie di segnalazione, una per l'invio di dati e l'altra per la ricezione di dati. Diverse revisioni dello standard PCI-E consentono velocità diverse su ciascuna corsia. Ma in generale, più corsie ci sono su una singola porta PCI-E e sulla sua scheda connessa, i dati più veloci possono fluire tra la periferica e il resto del sistema informatico.
Tornando alla nostra metafora del bar: se immagini ogni utente seduto al bar come un dispositivo PCI-E, una corsia x1 sarebbe un singolo barista che serve un singolo cliente. Ma dovrebbe avere un cliente seduto nel posto assegnato “x4” quattro i baristi che gli prendevano da bere e da mangiare, e il posto “x8” avrebbe avuto otto baristi solo per i suoi drink, e quello nel posto “x16” avrebbe avuto un enorme sedici baristi solo per lui. E ora smetteremo di parlare di bar e baristi, perché i nostri poveri bevitori metaforici sono in pericolo di avvelenamento da alcol.
Quali periferiche utilizzano quali porte?
Per la versione 3.0 di PCI Express comune, la velocità massima per corsia è di otto gigatransfer, un termine che significa “tutti i dati e le spese generali elettroniche contemporaneamente”. Nel mondo reale, la velocità per la revisione 3 PCI-E è poco meno di un gigabyte al secondo, per corsia.
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Quindi un dispositivo che utilizza una porta PCI-E x1, come una scheda audio a bassa potenza o un'antenna Wi-Fi, può trasferire i dati al resto del computer a circa 1 GBps. Una scheda che passa allo slot x4 o x8 fisicamente più grande, come una scheda di espansione USB 3.0, può trasferire i dati quattro o otto volte più velocemente e sarebbe necessario, se più di due di quelle porte USB fossero utilizzate al massimo tasso di trasferimento. Le porte PCI-E x16, con un massimo teorico di circa 15 GBps sulla revisione 3.0, sono utilizzate per quasi tutte le moderne schede grafiche progettate da NVIDIA e AMD.
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Non ci sono linee guida per le quali le carte di espansione useranno il numero di corsie. Le schede grafiche tendono a utilizzare x16 solo per il massimo trasferimento di dati, ma ovviamente non è necessaria una scheda di rete per utilizzare una porta x16 e sedici corsie complete quando la sua porta Ethernet è in grado di trasferire dati solo a un gigabit al secondo ( circa un ottavo della velocità effettiva di una corsia PCI-E – ricordate, da otto bit a un byte). Esistono una piccola quantità di unità a stato solido montate PCI-E che preferiscono una porta x4, ma quelle sembrano essere state rapidamente superate dal nuovo standard M.2, che può anche utilizzare il bus PCI-E. Schede di rete di fascia alta e apparecchiature entusiaste come adattatori e controller RAID utilizzano un mix di formati x4 e x8.
Ricorda: le dimensioni della porta PCI-E e le corsie potrebbero non essere la stessa cosa
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Ecco una delle parti più confuse dell'installazione PCI-E: una porta potrebbe avere le dimensioni di una scheda x16, ma ha solo corsie dati sufficienti per qualcosa di molto meno veloce, come x4. Questo perché mentre il PCI-E può ospitare quantità praticamente illimitate di connessioni individuali, c'è ancora un limite pratico sul throughput di corsia del chipset. Schede madri più economiche con più chipset orientati al budget potrebbero arrivare solo a un singolo slot x8, anche se quello slot può ospitare fisicamente una scheda x16. Nel frattempo, le schede madri “gamer” includeranno fino a quattro slot PCI-E full-size x16 e x16-lane per la massima compatibilità GPU. (Ne discuteremo in modo più dettagliato qui.)
Ovviamente, questo può causare problemi. Se la tua scheda madre ha due slot di dimensioni x16, ma uno di essi ha solo corsie x4, collegare la tua nuova scheda grafica allo slot sbagliato potrebbe ridurre le prestazioni del 75%. Questo è un risultato teorico, ovviamente: l'architettura delle schede madri significa che non vedrai un declino così drammatico. Il punto è che la carta giusta deve andare nello slot giusto.
Fortunatamente, la capacità di corsia degli slot PCI specifici è generalmente indicata nel manuale del computer o della scheda madre, con un'illustrazione di quale slot ha quale capacità. Se non si dispone del manuale, il numero di corsie è generalmente scritto sul PCB della scheda madre accanto alla porta, in questo modo:
Inoltre, una scheda x1 o x4 più corta può adattarsi fisicamente a uno slot x8 o x16 più lungo: la configurazione iniziale dei pin dei contatti elettrici la rende compatibile. La scheda potrebbe essere un po 'allentata fisicamente, ma quando viene avvitata negli slot di espansione di un case per PC, è più che adeguatamente robusta. Naturalmente, se i contatti di una carta sono fisicamente più grandi dello slot, non può essere inserito.
Quindi ricorda, quando acquisti schede di espansione o di aggiornamento per gli slot PCI Express, devi essere consapevole delle dimensioni e della classificazione delle corsie delle tue porte disponibili.
Credito d'immagine: Newegg, Amazon
