معرفی رابط PCIe، نسخه‌ها و تفاوت‌ها

PCIe یا اتصال بسیار سریع لوازم جانبی که همان پی‌سی‌آی‌اکسپرس خوانده می‌شود، یک رابط استاندارد برای اتصال قطعات کامپیوتر با سرعت بالا است.

هر مادربورد امروزی در رایانه های امروزی، تعدادی شکاف PCIe دارد که می‌توان از آن برای اافزودن کارت‌های گرافیک، کارت Wi-Fi یا کارت‌های افزودنی و SSD استفاده کرد. نوع شکاف‌های توسعه‌ای PCIe موجود روی رایانه ها، به مادربوردی که تهیه می‌نمایید بستگی دارد.

شکاف‌های PCIe در چندین پیکربندی فیزیکی گوناگون شامل x1، x4، x8، x16 و x32 عرضه می‌شوند. عددی که در کنار x ذکر می‌شود در مورد تعداد راههای موجود در شکاف (چگونگی رفت و آمد داده در کارت PCIe) صحبت می‌کند.

یک شکاف PCIe x1 تنها یک مسیر دارد و در هر چرخه فقط یک بیت داده را می‌تواند منتقل کند. یک شکاف PCIe2 از دو مسیر بهره می‌برد و در هر چرخه دو بیت را می‌تواند جابه‌جا کند و به همین ترتیب سایر پیکربندی‌ها را می‌توان توضیح داد.

pcie-lanes.jpg

امکان نصب یک کارت PCIe x1 در داخل یک شکاف PCIe x16 وجود دارد، اما در این صورت پهنای باند کمتری استفاده خواهد شد. به همین ترتیب، می‌توانید یک کارت PCIe x8 را در یک شکاف PCIe x4 نیز قرار بدهید اما در مقایسه با حالتی که کارت در شکاف PCIe x8 نصب شده باشد، پنهای باند نصف خواهد شد.

اکثر پردازنده‌های گرافیکی به منظور اینکه بتوانند از حداکثر توان خود استفاده کنند، نیاز به یک شکاف PCIe x16 خواهند داشت.

مقایسه انواع PCIe

pcie-gens.JPG

ورژن حاضر PCIe

در حال حاضر استانداردهای PCIe در چند نسل متفاوت موجود هستند: PCIe 1.0، PCIe 2.0، PCIe 3.0 و PCIe 4.0. پهنای باند در هر نسل در مقایسه با نسل قبلی، دو برابر شده است.

بیشتر بخوانید
چرا حافظه های ssd کند می شوند

چطور می‌توان فهمید که کارت توسعه‌ی PCIe شما از چه میزان کارایی بهره می‌برد؟ مانند بسیاری از قطعات دیگر، اینجا هم کارت‌های PCIe از پایین‌ترین استانداردی که در حال استفاده از آن هستید بهره می‌برند.

به عنوان نمونه، اگر یک کارت PCIe 2.0 را در یک شکاف PCIe 3.0 قرار بدهید، کارایی برابر استاندارد PCIe 2.0را دریافت خواهید کرد.

PCIe 4.0

استاندارد PCIe 4.0 در سال 2017 شروع به کار کرده و پهنای باندی برای 64 گیگابایت در ثانیه را در اختیار کاربر قرار می‌دهد. این استاندارد در اصل برای سرورهای تجاری در دسترس بود اما تنها با عرضه‌ی SSDهای جدید در سال 2019، مورد استفاده قرار گرفت.

پردازنده‌های سری 3000 رایزن AMD اولین پردازنده‌های دسکتاپی بودند که در جولای 2019 از PCIe 4.0 x16 پشتیبانی می‌کردند. برای پشتیبانی کامل، کاربران نیازمند تهیه‌ی مادربوردهایی هستند که از چیپست X570 بهره می‌برند.

نسل‌های بعدی PCIe 5.0 و PCIe 6.0

استاندارد رسمی PCIe 5.0 در ماه می سال گذشته‌ی میلادی معرفی شده است. این استاندارد میزان ظرفیت خروجی را به 128 گیگابایت در ثانیه رسانده است.

مشخصات این نسل با نسل‌های قبلی هم سازگاری دارد و شامل چند ویژگی جدید مانند تغییرات الکتریکی برای بهبود یکپارچگی سیگنال و کانکتورهای CEM جدید و البته سازگار با گذشته برای کارت‌های افزودنی است.

کارت‌های PCIe 5.0 در سال 2019 دیده شده‌اند و در 2020 باید در دسترس بازار قرار گیرند.

PCI-SIG که استانداردهای PCIe را تعریف می‌کند، انتظار دارد PCIe 4.0 و PCIe 5.0 مدتی به طور هم‌زمان وجود داشته باشند.

نسل پنجم برای نیازهای با کارایی بالاتر مانند پردازنده‌های گرافیکی مخصوص عملیات هوش مصنوعی و کاربردهای شبکه‌ای مورد استفاده قرار گیرند.

بیشتر بخوانید
CPU یا پردازشگر رایانه چیست؟

براین اساس PCIe 5.0 بیشتر در دیتاسنترها، شبکه‌ها و محیط‌های تجاری محاسبات سریع(HPC)مورد استفاده قرار می‌گیرند و کاربردهای کمتر حساس مانند کامپیوترهای خانگی، به وسیله PCIe 4.0 خوشحال خواهند بود.

PCIe 6.0

pcie6.jpg

در ژوئن سال 2019، PCI-SIG اعلام کرد که استاندارد جدیدی تحت عنوان PCIe 6.0 را در سال 2021 معرفی خواهد کرد (این استاندارد در حال حاضر در بازبینی نسخه 0.5 قرار دارد).

البته ما انتظار نخواهیم داشت که تا انتها سال 2022، یا حتی 2023 هیچ محصولی را با این استاندارد در بازار و در دسترس عموم ببینیم.

PCIe 6.0 نیز پهنای باند PCIe 5.0 را دو برابر کرده و 256 گیگابایت در ثانیه را البته با همان تعداد حداکثر راههای قبلی یعنی 16، ارائه خواهد کرد. پیش‌بینی می‌شود این نسل هم با نسل‌های قبلی سازگاری کامل داشته باشد.