pci ekspres denetleyicisi nedir. PCI Express nedir?

NVMe protokolünü destekleyen bir katı hal sürücüsü için hangi arabirimin kullanılması gerektiğini sorarsanız, herhangi bir kişi (genellikle NVMe'nin ne olduğunu bilen) yanıt verecektir: elbette PCIe 3.0 x4! Doğru, büyük olasılıkla gerekçelendirme konusunda zorluk çekecek. En iyi durumda, bu tür sürücülerin PCIe 3.0 x4'ü desteklediği yanıtını alıyoruz ve verim arayüz önemlidir. Bir şey var, ancak bununla ilgili tüm konuşmalar, yalnızca "normal" SATA çerçevesinde bazı işlemler için bazı sürücüler sıkışık hale geldiğinde başladı. Ancak 600 MB / s ve (aynı teorik olarak) 4 GB / s PCIe 3.0 x4 arayüzü arasında - sadece bir uçurum var ve tonlarca seçenekle dolu! Halihazırda SATA600'den bir buçuk kat daha fazla olduğu için bir PCIe 3.0 şeridi yeterliyse ne olur? Bütçe ürünlerinde PCIe 3.0 x2'ye geçmekle tehdit eden denetleyici üreticileri, bunun yanı sıra pek çok kullanıcıda şu veya bu şekilde olmaması da yangını körüklüyor. Daha doğrusu teorik olarak var, ancak onları yalnızca sistemi yeniden yapılandırarak veya hatta yapmak istemediğiniz bir şeyi değiştirerek serbest bırakabilirsiniz. Ama bir üst uç satın al katı hal sürücüsü- İstiyorum, ancak hiçbir faydası olmayacağına dair korkular var (test araçlarının sonuçlarından ahlaki memnuniyet bile).

Ama doğru mu değil mi? Başka bir deyişle, yalnızca desteklenen çalışma moduna odaklanmak gerçekten gerekli mi - yoksa pratikte hala mümkün mü? fedakarlık ilkeleri? Bugün kontrol etmeye karar verdiğimiz şey buydu. Kontrolün hızlı olmasına ve ayrıntılı olduğunu iddia etmemesine izin verin, ancak alınan bilgiler (bize göründüğü gibi) en azından düşünmek için yeterli olmalıdır ... Ama şimdilik teoriye kısaca aşina olalım.

PCI Express: Mevcut Standartlar ve Bant Genişliği

PCIe'nin ne olduğu ve ne kadar hızlı çalıştığıyla başlayalım. Genellikle ideolojik olarak yanlış olan bir "veri yolu" olarak adlandırılır: bu nedenle, tüm cihazların bağlı olduğu bir veri yolu yoktur. Aslında, ortada bir kontrolör ve ona bağlı cihazlar (her biri bir sonraki seviye hub olabilir) ile bir dizi noktadan noktaya bağlantı (diğer birçok seri arayüze benzer) vardır.

PCI Express'in ilk sürümü neredeyse 15 yıl önce ortaya çıktı. Bir bilgisayar içinde (genellikle aynı kart içinde) kullanım için oryantasyon, standart yüksek hızın (saniyede 2,5 gigatransactions) yapılmasını mümkün kıldı. Arayüz seri ve çift yönlü olduğundan, tek bir PCIe hattı (x1; aslında bir atomik birim) 5 Gbps'ye kadar hızlarda veri aktarabilir. Bununla birlikte, her yönde - bunun sadece yarısı, yani 2.5 Gbit / s ve bu tam arayüz hızıdır ve "faydalı" değildir: güvenilirliği artırmak için, her bayt 10 bit ile kodlanır, bu nedenle teorik bant genişliği bir PCIe 1.x satırı her yönde yaklaşık 250 MB/sn'dir. Uygulamada, yine de hizmet bilgilerini aktarmanız gerekir ve sonuç olarak, ≈200 MB / s kullanıcı veri aktarımı hakkında konuşmak daha doğrudur. Bununla birlikte, o zamanlar yalnızca çoğu cihazın ihtiyaçlarını karşılamakla kalmadı, aynı zamanda sağlam bir marj sağladı: PCIe'nin kitlesel pazar segmentinde öncülü olduğunu unutmayın. sistem arayüzleri, yani PCI veri yolu, 133 MB / s'lik bir bant genişliği sağladı. Ve sadece toplu uygulamayı değil, aynı zamanda tüm PCI varyantlarını da dikkate alsak bile, maksimum 533 MB / s idi ve tüm veri yolu için, yani böyle bir PS, kendisine bağlı tüm cihazlara bölündü. Burada, şerit başına 250 MB / s (PCI için tam ve kullanışlı olmadığından, bant genişliği genellikle verilir) - özel kullanımda. Ve daha fazlasına ihtiyaç duyan cihazlar için, başlangıçta birkaç satırı tek bir arayüzde, iki güçte - 2'den 32'ye kadar toplamak mümkündü, yani standart tarafından sağlanan x32 seçeneği, her birinde 8 GB / s'ye kadar aktarım yapabilir. yön. Kişisel bilgisayarlarda, ilgili denetleyicileri ve cihazları oluşturmanın ve üretmenin karmaşıklığı nedeniyle x32 kullanılmadı, bu nedenle 16 hat seçeneği maksimum oldu. Çoğu cihaz çok fazla ihtiyaç duymadığından, çoğunlukla video kartları tarafından kullanıldı (ve hala kullanılıyor). Genel olarak, önemli sayıda ve bir satır yeterlidir, ancak bazıları hem x4 hem de x8'i başarıyla kullanır: sadece depolama konusunda - RAID denetleyicileri veya SSD'ler.

Zaman durmadı ve yaklaşık 10 yıl önce PCIe'nin ikinci versiyonu ortaya çıktı. İyileştirmeler sadece hızlarla ilgili değil, aynı zamanda bu açıdan bir adım daha atıldı - arayüz aynı kodlama şemasını korurken saniyede 5 gigatransaction sağlamaya başladı, yani verim iki katına çıktı. Ve 2010'da bir kez daha ikiye katlandı: PCIe 3.0, saniyede 8 (10 değil) gigatransaction sağlıyor, ancak artıklık azaldı - artık 128 bit kodlamak için eskisi gibi 160 değil 130 bit kullanılıyor. Prensip olarak, bir sonraki iki katına çıkan hıza sahip PCIe 4.0 sürümü kağıt üzerinde görünmeye hazır, ancak yakın gelecekte donanımda büyük miktarlarda görmeyeceğiz. Aslında PCIe 3.0, birçok platformda hala PCIe 2.0 ile birlikte kullanılmaktadır, çünkü ikincisinin performansı basitçe ... birçok uygulama için gerekli değildir. Ve gerektiğinde - eski güzel satır toplama yöntemi işe yarar. Yalnızca her biri son yıllarda dört kat daha hızlı hale geldi, yani PCIe 3.0 x4, 2000'lerin ortalarında bilgisayarlardaki en hızlı yuva olan PCIe 1.0 x16'dır. Bu seçenek, üst düzey SSD denetleyicileri tarafından desteklenir ve kullanılması önerilir. Böyle bir imkan varsa bunun yeterli olmadığı açıktır. Ve orada değilse? Herhangi bir sorun olacak mı ve varsa bunlar nelerdir? Bunu bu soruyla çözmemiz gerekiyor.

Test metodolojisi

ile testleri çalıştırın farklı versiyonlar PCIe standardı zor değil: hemen hemen tüm denetleyiciler, yalnızca kendileri tarafından desteklenenleri değil, aynı zamanda öncekileri de kullanmaya izin verir. Şerit sayısı ile daha zor: varyantları bir veya iki PCIe hattıyla doğrudan test etmek istedik. Genellikle kullandığımız kart, üzerinde Asus H97-Pro Gamer'dır. Intel yonga seti H97 tam seti desteklemiyor, ancak "işlemci" x16 yuvasının (genellikle kullanılan) yanı sıra, PCIe 2.0 x2 veya x4 modlarında çalışan bir tane daha var. Bir fark olup olmadığını değerlendirmek için bu üçlüden faydalandık ve PCIe 2.0 işlemci slot modunu ona ekledik. Yine de, bu durumda, işlemci ve SSD arasında harici "aracılar" yoktur, ancak bir "yonga seti" yuvası ile çalışırken - vardır: aslında aynı PCIe 2.0 x4 işlemciye bağlı olan gerçek yonga seti. Birkaç çalışma modu daha eklemek mümkündü, ancak yine de araştırmanın büyük kısmını farklı bir sistem üzerinde yapacaktık.

Gerçek şu ki, bu fırsatı değerlendirmeye ve aynı zamanda bir "şehir efsanesini", yani sürücüleri test etmek için en üst düzey işlemcileri kullanmanın yararına olan inancı kontrol etmeye karar verdik. Bu yüzden, genellikle testlerde kullanılan Core i3-4170'in bir akrabası olan (bunlar Haswell ve Haswell-E'dir), ancak dört kat daha fazla çekirdeğe sahip olan sekiz çekirdekli Core i7-5960X'i aldık. Ek olarak, kutularda bulunan Asus Sabertooth X99 anakart, aslında x1 veya x2 olarak çalışabilen bir PCIe x4 yuvasının varlığı ile bugün bizim için kullanışlıdır. Bu sistemde, işlemci ve yonga seti PCIe 1.0 x1, PCIe 1.0 x2, PCIe 2.0 x1 ve PCIe 2.0 x2'den üç x4 seçeneğini (PCIe 1.0 / 2.0 / 3.0) test ettik (her durumda, yonga seti yapılandırmaları şemalarda ile işaretlenmiştir). (C)). Bir NVMe cihazından önyükleme yapabilen, standardın yalnızca bu sürümünü destekleyen tek bir kartın neredeyse hiç olmadığı düşünüldüğünde, PCIe'nin ilk sürümüne dönmek şimdi mantıklı mı? Pratik bir bakış açısından, hayır, ancak PCIe 1.1 x4 = PCIe 2.0 x2 ve benzerlerinin beklenen oranını önceden kontrol etmek bizim için faydalı olacaktır. Kontrol, veri yolunun ölçeklenebilirliğinin teori ile uyumlu olduğunu gösteriyorsa, PCIe 3.0 x1 / x2'yi bağlamanın pratik olarak anlamlı yollarını henüz elde edememiş olmamız önemli değil: ilki PCIe 1.1 x4 ile aynı olacaktır. veya PCIe 2.0 x2 ve ikincisi - PCIe 2.0 x4 ... Ve biz onlara sahibiz.

Yazılım açısından, kendimizi Anvil's Storage Utilities 1.1.0 ile sınırladık: sürücülerin çeşitli düşük seviyeli özelliklerini iyi ölçüyor, ancak başka bir şeye ihtiyacımız yok. Aksine: sistemin diğer bileşenlerinin herhangi bir etkisi son derece istenmeyen bir durumdur, bu nedenle amaçlarımız için düşük seviyeli sentetiklerin alternatifi yoktur.

"Çalışma ortamı" olarak 240 GB'lık bir Patriot Hellfire kullandık. Test sırasında tespit edildiği gibi, performansta rekor sahibi değil, ancak hız özellikleri sonuçlarla oldukça tutarlı. en iyi SSD Aynı sınıf ve aynı kapasitede. Ve piyasada zaten daha yavaş cihazlar var ve bunların sayısı giderek artacak. Prensip olarak, testleri daha hızlı bir şeyle tekrarlamak mümkün olacak, ancak bize göründüğü gibi buna gerek yok - sonuçlar tahmin edilebilir. Ama kendimizin önüne geçmeyelim, bakalım neler yapmışız.

Test sonuçları

Hellfire'ı test ederken, sıralı işlemlerde maksimum hızın ancak çok iş parçacıklı bir yük ile bunun dışında tutulabileceğini fark ettik, bu nedenle gelecek için bu da dikkate alınmalıdır: teorik bant genişliği bunun içindir ve teorik olan "gerçek" " alınan veriler farklı programlar farklı senaryolara göre, daha çok buna değil, aynı programlara ve senaryolara bağlı olacaklar - bu durumda, elbette, mücbir sebepler müdahale etmediğinde :) Şimdi bu tür durumları gözlemliyoruz: zaten yukarıda söylendi PCIe 1 .x x1'in ≈200 MB / s olduğunu ve tam olarak gördüğümüz şey bu. İki PCIe 1.x hattı veya bir PCIe 2.0 iki kat daha hızlıdır ve gördüğümüz tam olarak budur. Dört PCIe 1.x hattı, iki PCIe 2.0 veya bir PCIe 3.0, ilk iki seçenek için onaylanan iki kat daha hızlıdır, bu nedenle üçüncünün farklı olması olası değildir. Yani, prensipte, beklendiği gibi ölçeklenebilirlik idealdir: işlemler doğrusaldır, Flash bunları iyi işler, bu nedenle arayüz önemlidir. Flaş durur iyi yapmak kayıt için PCIe 2.0 x4'e (bu, PCIe 3.0 x2'nin de işe yarayacağı anlamına gelir). "Mayıs" okumak daha fazladır, ancak son adım zaten bir buçuk veriyor ve iki kat (potansiyel olarak olması gerektiği gibi) artış değil. Ayrıca yonga seti ile işlemci denetleyicisi arasında gözle görülür bir fark olmadığını, platformlar arasında da fark olmadığını belirtelim. Bununla birlikte, LGA2011-3 biraz ileride, ancak sadece birazcık.

Her şey pürüzsüz ve güzel. Fakat şablonlar yırtılmaz: bu testlerdeki maksimum değer 500 MB / s'den sadece biraz fazladır ve bu SATA600 veya (uygulamada bugünün testinde) bile oldukça yeteneklidir PCIe 1.0 x4 / PCIe 2.0 x2 / PCIe 3.0x1... Doğru: PCIe x2 için bütçe denetleyicilerinin piyasaya sürülmesinden veya daha fazlasına ihtiyaç duyulmadığında bazı anakartlarda M.2 yuvalarında yalnızca bu kadar çok sayıda şeridin (ve 2.0 standardının sürümünün) bulunmasından korkmayın. . Bazen bu kadarına bile ihtiyaç duyulmaz: maksimum sonuçlara, toplu yazılımlar için tipik olmayan 16 takımlık bir sıra ile ulaşılmıştır. 1-4 komutlu sıra daha yaygındır ve bunun için ilk PCIe'nin bir satırı ve hatta ilk SATA ile yapabilirsiniz. Ancak, genel giderler vb. vardır, bu nedenle hızlı arayüz kullanışlıdır. Ancak, çok hızlı belki de zararlı değildir.

Ve bu testte, platformlar farklı ve tek bir komut kuyruğu ile temelde farklı şekillerde davranırlar. "Sorun", pek çok çekirdeğin kötü olması değil. Bir şey dışında hala burada kullanılmıyorlar ve o kadar fazla değil ki, güçlendirme modu kudret ve ana ile ortaya çıktı. Yani çekirdek frekansında yaklaşık %20 ve önbellekte bir buçuk kat farkımız var - Haswell-E'de çekirdeklerle senkronize değil, daha düşük bir frekansta çalışıyor. Genel olarak, en üst platform, yalnızca büyük bir komut kuyruğu derinliği ile maksimum çok iş parçacıklı mod aracılığıyla maksimum "yops" u devre dışı bırakmak için yararlı olabilir. Tek üzücü şey, bu bakış açısından pratik iş bu bir vakumda gerçekten küresel sentetiktir :)

Kayıtlara göre, durum temelde değişmedi - her anlamda. Ancak komik olan, her iki sistemde de en hızlısı "işlemci" yuvasındaki PCIe 2.0 x4 moduydu. Her ikisi de! Ve birden fazla kontrol / yeniden kontrol ile. Bu noktada kaçınılmaz olarak ihtiyacınız olup olmadığını düşüneceksiniz. bunlar senin yeni standartların yoksa hiçbir yere acele etmemek daha mı iyi ...

Farklı boyutlardaki bloklarla çalışırken, teorik idil, arayüz hızını arttırmanın hala mantıklı olduğu gerçeğini bozar. Ortaya çıkan rakamlar, bir çift PCIe 2.0 hattının yeterli olacağı şekildedir, ancak gerçekte, bu durumda, performans, birkaç kez olmasa da, PCIe 3.0 x4'ün performansından daha düşüktür. Ve genel olarak, en üst düzey platform burada çok daha fazla "puan alıyor". Ancak sadece bu tür işlemler esas olarak uygulama yazılımında bulunur, yani bu diyagram gerçeğe en yakın olanıdır. Sonuç olarak, kalın arayüzlerin ve modaya uygun protokollerin herhangi bir "vay etkisi" vermemesi şaşırtıcı değildir. Daha doğrusu, mekanikten geçenlere verilecek, ancak herhangi bir arabirime sahip herhangi bir katı hal sürücüsü ile tamamen aynı olacaktır.

Toplam

Hastanenin resminin bir bütün olarak algılanmasını kolaylaştırmak için, standardizasyonunu "yonga seti" PCIe 2.0 x4 moduna göre gerçekleştiren program tarafından verilen puanı (toplam - okuma ve yazma için) kullandık: şu anda Ekran kartını "rahatsız etmeye" gerek kalmadan LGA1155 veya AMD platformlarında bile bulunduğundan, en yaygın olanı odur. Ayrıca, bütçe denetleyicilerinin ustalaşmaya hazırlandığı PCIe 3.0 x2'ye eşdeğerdir. Evet ve yeni AMD platformu AM4, yine, ayrı video kartını etkilemeden elde edilebilecek tam olarak bu moddur.

Peki ne görüyoruz? Mümkün olduğunda PCIe 3.0 x4 kullanımı kesinlikle tercih edilir, ancak gerekli değildir: NVMe orta sınıf sürücülere (başlangıçta üst uç segmentinde) tam anlamıyla %10 ek performans getirir. Ve o zaman bile - operasyonlar nedeniyle, genel olarak, pratikte çok yaygın değil. Bu durumda neden bu özel seçenek uygulanmaktadır? Birincisi, böyle bir fırsat vardı ve hissenin cebi yok. İkincisi, testimiz Patriot Hellfire'dan daha hızlı olan sürücüler var. Üçüncüsü, "atipik" olan faaliyet alanları vardır. masaüstü sistemi yükler oldukça tipiktir. Ve veri depolama sisteminin performansının en kritik olduğu yer, ya da en azından bunun bir kısmını çok hızlı yapabilme yeteneğidir. Ama her zamanki gibi kişisel bilgisayarlar bunların hiçbiri geçerli değil.

Gördüğümüz gibi, PCIe 2.0 x2 (veya buna göre PCIe 3.0 x1) kullanımı performansta dramatik bir düşüşe yol açmıyor - sadece %15-20. Ve bu, bu durumda kontrolörün potansiyel yeteneklerini dört kez sınırlamış olmamıza rağmen! Birçok işlem için bu bant genişliği yeterlidir. Bir PCIe 2.0 hattı artık yeterli değil, bu nedenle denetleyicilerin PCIe 3.0'ı desteklemesi mantıklı - ve ciddi bir hat eksikliği karşısında modern sistem bu oldukça iyi çalışacaktır. Ek olarak, x4 genişliği yararlıdır - destek olmasa bile modern versiyonlar Sistemde PCIe, az ya da çok geniş bir yuva varsa, yine de normal hızda (potansiyel olarak olabileceğinden daha yavaş olsa da) çalışmanıza izin verecektir.

Temel olarak, çok sayıda senaryo darboğaz flash belleğin kendisinin (evet, bu sadece mekanikte değil, mümkün ve doğaldır), bu sürücüdeki üçüncü PCIe sürümünün dört şeridinin ilkini yaklaşık 3,5 kat geçmesine neden olduğu ortaya çıkıyor - teorik verim bu iki durum arasında bir kez 16 fark vardır. Tabii ki, çok yavaş arayüzlerde ustalaşmak için acele etmeniz gerektiği anlamına gelmez - zamanları sonsuza kadar gitti. Sadece hızlı arayüzlerin birçok özelliği ancak gelecekte gerçekleştirilebilir. Veya hangi koşullarda normal kullanıcı sıradan bilgisayar hayatımda asla doğrudan çarpışmayacağım (ölçmeyi sevenler hariç ne olduğu biliniyor). Aslında hepsi bu.

). Bu girişimin kriterlerinden biri, USB 3.0 bağlantı noktalarının evde ve evde ücretsiz kullanımıydı. o zamandan beri anakartlar am2 platformlarına bu tür bağlantı noktaları sağlanmamıştı, o zaman tek bir çıkış yolu var - denetleyiciyi kullanmak.
Teslimatla ilgili hiçbir soru yoktu - parça uluslararasıydı ve her şey doğru bir şekilde takip edildi.
Ancak ambalaj (veya daha doğrusu yokluğu) - cesareti kırıldı. Satıcı ya pervasızlık derecesinde saftır ya da bir sürü çelik yumurtanın sahibidir. Çünkü kontrolörlü antistatik çanta sadece postada toplanır. Paketleme / sızdırmazlık malzemesi ipucu yok. Sonuç olarak, denetleyici bana yırtık bir kapasitörle teslim edildi (+ bir tane daha şartlı tahliye). Ve bir yorumda, alıcılar sürücüleri olan çizik bir disk veya bükülmüş bir montaj çerçevesi hakkında yazıyor.

Sürücü diskine gelince. Spesifik olarak, benim durumumda servis verilebilirliğini / performansını kontrol edemiyorum. Çünkü okuyacak ekipmanım yok. Ancak bununla ilgili birkaç nüans var:
1) Windows 10 altında, denetleyici sürücü kurulumu gerektirmez. (Onaylıyorum!)
2) İncelemelerde satıcının talep üzerine sürücüyü gönderdiğini yazıyorlar. (Yorum yapamam, başvurmadım. Gerek yoktu)
3) Sürücü (XP, VISTA, 7 ve 8 için) her zaman çip modeli VL805'ten indirilebilir.


Açık konuşmak gerekirse, kondansatörlü söve dışında, tesisatta arıza bulan bir yer yok. Düzgün ve temiz bir şekilde lehimlenmiştir.
Geometrik olarak, kart küçüktür ve sıska bir sistem birimine bile kolayca sığabilir, ancak bunun için uygun bir montaj çerçevesi yoktur. (Sipariş verirken bence ideal seçim olacaktır. Ama bu doğru, hayaller...)


VL805 yongası, dört adet USB 3.0 bağlantı noktasının "nasıl yapılacağını bilir". İkisi (AF) dışa, ikisi (19 pin) içe dönük sistem birimi... İkincisinin yanında, harici güç kaynağı için 4 pimli bir molex konektörü bulunur.


Hız testleri için aşağıdaki harici sürücüleri kullandım:
1) Hafıza kartı ile bağlı USB aracılığıyla 3.0 kart okuyucu ().
[Ayrıca soldaki tüm ekran görüntülerinde eski 2.0 bağlantı noktası üzerinde ölçümler var. Ve sağda yeni - 3.0]

2) 2,5 inç HDD USB 3.0 "cep" ile eşleştirilmiş Western Digital WD Scorpio Blue 320 GB ()

3) SSD OCZ Vertex 2 (), AgeStar'ın yukarıda belirtilen harici kutusuyla eşleştirildi.

Bu konuda ne söyleyebilirim. USB 2.0 eski ve yavaş bir port olduğu için rakamların değerleri beklenen çıktı. Ve bununla USB 3.0 bağlantı noktası arasındaki hız farkı, kullanmayı düşündüğünüz sürücü ne kadar hızlı olursa, o kadar belirgin olacaktır.
Özellikle bu dikkate alınan pano hakkında konuşursak, satıcının dikkatsizliği nedeniyle, satın alırken bir havya ile çalışmanız ve / veya İnternet'ten bir sürücü indirmeniz gerekebilir. Öte yandan, bu, eski bilgisayarınızı daha hızlı bir arayüzle donatmak için en ucuz seçeneklerden biridir.

Şimdi veda ediyorum. Nazik ol!