PCI Express (PCIe)

تعريف PCI Express

PCI Express ، من الناحية الفنية ، يعتبر Peripheral Component Interconnect Express ، ولكنه غالباً ما يُرى اختصارًا باسم PCIe أو PCI-E ، نوعًا قياسيًا من الاتصال للأجهزة الداخلية في الكمبيوتر.

بشكل عام ، يشير PCI Express إلى فتحات التوسعة الفعلية على اللوحة الأم التي تقبل بطاقات التوسعة المستندة إلى PCIe وأنواع بطاقات التوسعة نفسها.

قامت شركة PCI Express باستبدال كل من AGP و PCI ، وكلاهما استبدل أقدم نوع اتصال يستخدم على نطاق واسع يسمى ISA.

في حين أن أجهزة الكمبيوتر قد تحتوي على مزيج من أنواع مختلفة من فتحات التوسعة ، يعتبر PCI Express الواجهة الداخلية القياسية. يتم تصنيع العديد من لوحات أجهزة الكمبيوتر اليوم فقط مع فتحات PCI Express.

كيف يعمل PCI Express؟

على غرار المعايير القديمة مثل PCI و AGP ، فإن جهاز PCI Express (مثل الجهاز الموضح في الصورة في هذه الصفحة) ينزلق فعليًا في فتحة PCI Express على اللوحة الأم.

تتيح واجهة PCI Express الاتصال عالي النطاق بين الجهاز واللوحة الرئيسية ، بالإضافة إلى الأجهزة الأخرى.

على الرغم من أنه ليس شائعًا ، إلا أن هناك نسخة خارجية من PCI Express موجودة أيضًا ، ويطلق عليها اسم PCI Express خارجيًا ولكنها تقصر في كثير من الأحيان إلى ePCIe .

تتطلب أجهزة ePCIe ، التي تكون خارجية ، كبلًا خاصًا لتوصيل أي جهاز خارجي يستخدم ePCIe مع الكمبيوتر عبر منفذ ePCIe ، الموجود عادةً على الجزء الخلفي من الكمبيوتر ، والذي يتم توفيره إما عن طريق اللوحة الأم أو بطاقة PCIe داخلية خاصة.

ما هي أنواع بطاقات PCI Express الموجودة؟

وبفضل الطلب على ألعاب فيديو وألعاب فيديو أسرع وأكثر واقعية ، كانت بطاقات الفيديو هي الأنواع الأولى من أجهزة الكمبيوتر الطرفية للاستفادة من التحسينات التي تقدمها PCIe.

في حين أن بطاقات الفيديو لا تزال بسهولة هي النوع الأكثر شيوعًا من بطاقة PCIe التي ستجدها ، فإن الأجهزة الأخرى التي تستفيد من الاتصال بشكل أسرع بكثير باللوحة الأم ، ووحدة المعالجة المركزية ، وذاكرة الوصول العشوائي يتم تصنيعها بشكل متزايد مع اتصالات PCIe بدلاً من توصيلات PCI.

على سبيل المثال ، العديد من بطاقات الصوت المتطورة تستخدم الآن PCI Express ، وكذلك عدد متزايد من بطاقات واجهة الشبكة السلكية واللاسلكية.

قد تكون بطاقات وحدة تحكم محرك الأقراص الثابتة هي الأفضل للاستفادة من PCIe بعد بطاقات الفيديو. يتيح توصيل محرك أقراص SSD عالي السرعة إلى هذه الواجهة ذات النطاق الترددي العالي إمكانية القراءة بشكل أسرع من محرك الأقراص والكتابة إليه. حتى أن بعض وحدات التحكم في محركات الأقراص الصلبة PCIe تتضمن أيضًا SSD المدمجة ، مما يغير بشكل جذري كيفية اتصال أجهزة التخزين تقليديًا بالكمبيوتر.

بالطبع مع استبدال PCIe PCI و AGP بشكل كامل في اللوحات الأم الجديدة ، يتم إعادة تصميم كل نوع من بطاقات التوسعة الداخلية التي تعتمد على هذه الواجهات القديمة لدعم PCI Express. ويشمل ذلك أشياء مثل بطاقات توسيع USB وبطاقات Bluetooth وغيرها.

ما هي تنسيقات PCI Express المختلفة؟

PCI Express x1 ... PCI Express 3.0 ... PCI Express x16 . ماذا يعني "س"؟ كيف يمكنك معرفة ما إذا كان جهاز الكمبيوتر الخاص بك يدعم ذلك؟ إذا كان لديك بطاقة PCI Express x1 ولكن لديك منفذ PCI Express x16 فقط ، فهل يعمل ذلك؟ إن لم يكن ، ما هي خياراتك؟

مشوش؟ لا تقلق ، لست وحدك!

غالبًا ما لا يكون واضحًا على الإطلاق عند قيامك بالتسوق للحصول على بطاقة توسيع لجهاز الكمبيوتر الخاص بك ، مثل بطاقة فيديو جديدة ، أي من تقنيات PCIe المتنوعة تعمل مع الكمبيوتر الخاص بك أو التي هي أفضل من الأخرى.

ومع ذلك ، فمع تعقيدها كما تبدو جميعًا ، فإنها في الواقع بسيطة إلى حد ما بمجرد فهمك للقطعتين المهمتين من المعلومات حول PCIe: الجزء الذي يصف الحجم الفعلي والجزء الذي يصف إصدار التقنية ، وكلاهما موضح أدناه.

أحجام PCIe: x16 vs x8 vs x4 vs x1

كما يشير العنوان ، يشير الرقم بعد x إلى الحجم الفعلي لبطاقة PCIe أو فتحة ، مع x16 أكبر و x1 أصغر.

فيما يلي كيفية تشكيل الأحجام المختلفة:

عدد الدبابيس	الطول
PCI Express x1	18	25 ملم
PCI Express x4	32	39 ملم
PCI Express x8	49	56 ملم
PCI Express x16	82	89 ملم

بغض النظر عن حجم فتحة أو فتحة PCIe ، فإن الشق المفتاح ، تلك المساحة الصغيرة في البطاقة أو الفتحة ، يكون دائماً في Pin 11 .

وبعبارة أخرى ، فإن طول دبوس 11 هو الذي يستمر في الحصول على وقت أطول عند الانتقال من PCIe x1 إلى PCIe x16. هذا يسمح لبعض المرونة في استخدام بطاقات بحجم واحد مع فتحات أخرى.

تتناسب بطاقات PCIe في أي فتحة PCIe على اللوحة الأم التي لا تقل عن حجمها. على سبيل المثال ، سيتم احتواء بطاقة PCIe x1 في أي فتحة PCIe x4 أو PCIe x8 أو PCIe x16. ستوضع بطاقة PCIe x8 في أي فتحة PCIe x8 أو PCIe x16.

قد تتناسب بطاقات PCIe الأكبر من فتحة PCIe في الفتحة الأصغر ولكن فقط إذا كانت فتحة PCIe مفتوحة (أي ليس لها سدادة في نهاية الفتحة).

بشكل عام ، تدعم بطاقة أو فتحة PCI Express أكبر مستوى من الأداء ، بافتراض وجود بطاقتين أو فتحات تشبهان دعم إصدار PCIe نفسه.

يمكنك رؤية الرسم البياني pinout الكامل في موقع pinouts.ru.

إصدارات PCIe: 4.0 مقابل 3.0 مقابل 2.0 مقابل 1.0

أي رقم بعد PCIe تجده على منتج أو لوحة أم يشير إلى أحدث إصدار من مواصفات PCI Express المدعومة.

فيما يلي كيفية مقارنة الإصدارات المختلفة من PCI Express:

عرض النطاق الترددي (لكل حارة)	عرض النطاق الترددي (لكل حارة في فتحة x16)
بي سي اي اكسبريس 1.0	2 جيجابت / ثانية (250 ميجابايت / ثانية)	32 جيجابت / ثانية (4000 ميجابايت / ثانية)
بي سي اي اكسبريس 2.0	4 جيجابت / ثانية (500 ميجابايت / ثانية)	64 جيجابت / ثانية (8000 ميجابايت / ثانية)
بي سي اي اكسبريس 3.0	7.877 جيجابت / ثانية (984.625 ميجابايت / ثانية)	126.032 جيجابت / ثانية (15754 ميجابايت / ثانية)
بي سي اي اكسبريس 4.0	15.752 جيجابت / ثانية (1969 ميجابايت / ثانية)	252.032 جيجابت / ثانية (31504 ميغا بايت / ثانية)

جميع إصدارات PCI Express متوافقة مع الإصدارات السابقة والأمامية ، مما يعني أنه بغض النظر عن الإصدار الذي تدعمه بطاقة PCIe أو اللوحة الأم ، يجب أن تعمل معًا ، على الأقل عند مستوى أدنى.

كما ترون ، فإن التحديثات الرئيسية لمعيار PCIe زادت بشكل كبير النطاق الترددي المتاح في كل مرة ، مما يزيد بشكل كبير من إمكانات ما يمكن أن تقوم به الأجهزة المتصلة.

تحسينات الإصدار أيضًا إصلاح الأخطاء ، والميزات المضافة ، وتحسين إدارة الطاقة ، ولكن الزيادة في عرض النطاق الترددي هو التغيير الأكثر أهمية للإشارة من الإصدار إلى الإصدار.

تعظيم توافق PCIe

يدعم PCI Express ، كما تقرأ في المقاطع ذات الأحجام والإصدارات أعلاه ، إلى حد كبير أي تكوين يمكنك تخيله. إذا كان مناسبًا ماديًا ، فمن المحتمل أن يعمل ... وهو أمر رائع.

هناك شيء واحد مهم هو معرفة أنه للحصول على عرض النطاق الترددي المتزايد (والذي عادة ما يعادل أكبر أداء) ، ستحتاج إلى اختيار أعلى إصدار من برنامج PCIe تدعمه اللوحة الأم وتختار أكبر حجم ل PCIe يناسبها.

على سبيل المثال ، توفر لك بطاقة الفيديو PCIe 3.0 x16 أفضل أداء ، ولكن فقط إذا كانت اللوحة الأم تدعم أيضًا PCIe 3.0 ولديها فتحة PCIe x16 مجانية. إذا كانت اللوحة الأم تدعم PCIe 2.0 فقط ، فإن البطاقة ستعمل فقط على السرعة المدعومة (على سبيل المثال 64 جيجابت / ثانية في فتحة x16).

من المحتمل أن تدعم معظم اللوحات الأم وأجهزة الكمبيوتر المصنعة في عام 2013 أو ما بعده PCI Express v3.0. تحقق من اللوحة الأم أو دليل الكمبيوتر الخاص بك إذا كنت غير متأكد.

إذا لم تتمكن من العثور على أي معلومات نهائية على إصدار PCI تدعمها اللوحة الأم ، فأنا أوصي بشراء أكبر وأحدث إصدار من بطاقة PCIe ، طالما أنها مناسبة لذلك.

ما سوف يحل محل بكيي؟

يبحث مطورو ألعاب الفيديو دائمًا عن تصميم ألعاب أكثر واقعية ، ولكن لا يمكنهم فعل ذلك إلا إذا استطاعوا تمرير المزيد من البيانات من برامج ألعابهم إلى سماعات الرأس VR أو شاشة الكمبيوتر ، وهناك حاجة إلى واجهات أسرع لتحقيق ذلك.

وبسبب هذا ، لن يستمر PCI Express في السيطرة على أمجاده. PCI Express 3.0 سريع بشكل مثير للدهشة ، ولكن العالم يريد بشكل أسرع.

يدعم PCI Express 5.0 ، المقرر إكماله بحلول عام 2019 ، عرض نطاق يبلغ 31.504 جيجابايت / ثانية لكل حارة (3938 ميجابايت / ثانية) ، وهو ضعف ما يقدمه PCIe 4.0. هناك عدد من معايير الواجهة الأخرى غير PCIe التي تبحث عنها صناعة التكنولوجيا ، ولكن لأنها تتطلب تغييرات كبيرة في الأجهزة ، يبدو أن PCIe هي الشركة الرائدة لبعض الوقت في المستقبل.