Instruktor: W tej
lekcji przyjrzymy się kartom rozszerzeń.
Obecnie karty rozszerzeń występują w pięciu różnych typach, ale
tylko dwa z nich są tak naprawdę spotykane w nowoczesnych komputerach.
Dla kompletności omówimy wszystkie pięć.
Ale tak naprawdę warto skupić się na dwóch głównych
typach, PCIe znanym jako PCI Express i Mini PCIe lub Mini PCI Express,
który jest używany w laptopach
i urządzeniach o niewielkich rozmiarach.
Po pierwsze, mamy PCI, od którego wszystko się zaczęło.
PCI była pierwszą 32-bitową kartą rozszerzeń.
PCI zostało pierwotnie opracowane we wczesnych latach 90-tych, aby zapewnić
gniazda rozszerzeń dla takich rzeczy jak karty sieciowe,
karty wideo, karty audio, modemy, kontrolery hosta
pamięci masowej i tym podobne.
Przed PCI istniała starsza technologia, która
działała na komputerach 8-bitowych i 16-bitowych, zwana ISA.
Ale tak naprawdę nie musimy się nawet w to
zagłębiać, ponieważ nie zobaczysz żadnego z nich w prawdziwym świecie.
Nadal można spotkać starsze karty PCI, które są starszymi
32-bitowymi kartami, o których
teraz mówimy.
Teraz, gdy mamy do czynienia z PCI, jest
to w rzeczywistości szybsze i bardziej
wytrzymałe gniazdo kart rozszerzeń niż ISA, ale wciąż jest to
starsza technologia i stosunkowo powolna
w nowoczesnych sieciach.
Na przykład, jeśli chodzi o standardową kartę PCI, która jest
32-bitowym interfejsem, obsługuje
ona tylko maksymalną prędkość magistrali wynoszącą około 33 megaherców.
Oznacza to, że możemy uzyskać maksymalny transfer
danych na poziomie zaledwie 133 megabajtów na sekundę.
Teraz oblicza się to, biorąc 32-bitową magistralę, która mówi,
ile bitów można przepchnąć przez magistralę
w danym czasie.
Jeśli podzielimy 32 przez osiem, to 32 bity podzielone
przez osiem dadzą nam cztery bajty.
Cztery bajty to niewiele danych.
A ponieważ mamy tylko 33 megaherce prędkości magistrali,
oznacza to, że mamy 33 000 000 herców lub 33 000 000 cykli na sekundę.
W każdej sekundzie mogę więc przesłać
33 000 000 razy cztery bajty.
Oznacza to, że po obliczeniu
otrzymujemy tylko 133 bajty na sekundę, czyli
133 megabajty na sekundę.
Jak widać, nie jest to dużo danych.
Przykładowo, większość nowoczesnych sieci może
przesyłać dane z prędkością jednego gigabita na sekundę lub wyższą.
Większość połączeń do transmisji
danych może przesyłać sześć gigabajtów na sekundę lub więcej.
Tak więc te karty PCI po prostu nie są w stanie przesyłać tak dużej ilości
danych i dlatego musiały zostać wymienione.
Wraz z przejściem na 64-bitowe systemy
operacyjne, z architektury
x86 na architekturę x64, pojawiła
się nowsza karta o nazwie PCI-X.
Teraz PCI-X jest zapisywane jako PCI-X wielkimi literami.
I to znowu jest starsza karta,
której obecnie nie można znaleźć zbyt często.
Nowsza karta była kartą 64-bitową, więc podwajała
ilość informacji przesyłanych
w każdej sekundzie.
Ale oprócz tego, faktycznie
przeniósł się z 33-megahercowej magistrali
do 133-megahercowej magistrali, dając
nam naprawdę duży przyrost prędkości.
Obecnie dostępna jest także
inna wersja, zwana PCI-X w wersji drugiej.
I to faktycznie wzrosło do 266-megahercowej magistrali,
a nawet do 533-megahercowej magistrali.
Oznacza to, że możemy przesyłać duże ilości danych,
więc było to stosunkowo szybkie.
Dużym problemem było to, że kiedy opracowali PCI-X, zapewnili
jego pełną wsteczną kompatybilność.
Jeśli więc miałbyś płytę główną obsługującą dwie karty
PCI i dwie karty PCI-X, i mieszałbyś je i łączył,
skończyłoby się na tym, że wszystkie
magistrale musiałyby zwolnić dla wolniejszych
prędkości.
Tak więc biorąc 533 megaherce dla magistrali PCI-X, trzeba
było teraz obniżyć taktowanie do 33 megaherców, aby
obsłużyć również starszą magistralę PCI.
Oprócz tego, większość PCI i PCI-X była używana do takich
rzeczy jak karty sieciowe, karty
dźwiękowe i tym podobne.
Ale nie był świetny do grafiki, ponieważ
naprawdę nie był wystarczająco szybki.
Tak więc w tamtych czasach stworzyli coś znanego jako AGP.
Teraz AGP oznacza zaawansowany port graficzny.
Wynika to z faktu, że PCI było po prostu zbyt wolne
dla nowszych gier 3D, które pojawiały
się pod koniec lat 90. i na początku XXI wieku.
Stworzono więc coś o nazwie AGP, co było dedykowanym
portem, który mógł być używany tylko
dla kart graficznych.
Obecnie AGP występuje
w wielu wersjach, w tym 1x, 2x, 4x i 8x.
W zależności od używanego
slotu, wymagana moc była różna
i można było uzyskać większe prędkości.
AGP było dość popularne pod koniec lat 90-tych i na początku XXI wieku.
Jednak w dzisiejszych czasach bardzo rzadko
można znaleźć AGP w nowoczesnych
komputerach, ponieważ zostały
one zastąpione przez tak zwane PCIe lub PCI Express.
I właśnie na tym powinniśmy się skupić.
Teraz PCI Express był naprawdę
dobry, ponieważ pozwolił nam zastąpić PCI, PCI-X i AGP.
W rzeczywistości w większości
nowoczesnych płyt głównych można znaleźć
tylko gniazda PCIe.
Sloty PCIe są dostępne
w różnych rozmiarach.
Są one znane jako x1, x4, x8 i x16.
Zwykle piszemy to jako PCI, wszystkie wielkie litery,
a następnie małe e oznaczające Express,
a następnie spacja, x i liczba.
Jeśli więc używasz krótszego,
jest on znany jako PCIe x1.
Jeśli używasz karty graficznej,
jest ona zwykle umieszczana w złączu PCIe x16.
Powodem, dla którego nazywa się x coś,
jest to, jak długi jest autobus.
A to mówi, ile danych można przesłać
w danym czasie.
Jeśli używasz karty PCI x1, jest to bardzo
małe i krótkie złącze do płyty głównej i może przesyłać
tylko niewielką ilość danych w stosunku do
gniazda x16.
Z tego powodu na płytach głównych najczęściej stosuje
się złącza x1 i x16, przy czym x1 jest
używane do takich rzeczy jak modemy, karty
sieciowe, karty bezprzewodowe, urządzenia wejścia-wyjścia,
karty dźwiękowe i tym podobne.
Z drugiej strony, zazwyczaj karta
PCIe x16 będzie używana jako karta graficzna.
A to dlatego, że obsługują dużą ilość danych
i bardzo szybkie prędkości.
Gdy mamy do czynienia z kartą PCIe, która jest
znana jako interfejs peryferyjnego
komponentu interconnect express.
Łączy się ona z magistralą
i jest najszybszym sposobem przesyłania
danych do i z płyty głównej dla wszelkich
urządzeń zewnętrznych lub dodatkowych kart rozszerzeń.
Wykorzystuje to połączenie szeregowe punkt-punkt.
Oznacza to, że każdy komponent podłączony
do gniazda będzie miał bezpośredni
dostęp do płyty głównej bez konieczności współdzielenia
tej magistrali z innymi.
Porównaj to z czymś takim jak USB, gdzie
masz wiele urządzeń, które
mogą być podłączone do jednego portu USB i muszą
dzielić całą tę przepustowość.
Teraz powodem, dla którego nazywa się to PCIe x coś,
jest to, że mówimy
o liczbie pasów ruchu dedykowanych
tym urządzeniom.
Całkowita liczba linii obsługiwanych
przez magistralę PCI Express zależy
od płyty głównej i jej formatu.
Może to obsługiwać coś w rodzaju 16, 24 lub 32.
Jeśli więc masz płytę główną obsługującą 24 linie,
to nawet jeśli masz dwa gniazda x16,
to jeśli masz 16 i 16, to jest ich 32.
Jeśli użyjesz obu z nich, faktycznie spowolnisz,
ponieważ masz tylko 24 dostępne pasy.
Pomyśl o tym jak o autostradzie w pobliżu Twojego domu.
Jeśli na autostradzie jest pięć pasów ruchu,
a obok siebie siedzi pięć samochodów, wszystkie mogą jechać
tak szybko, jak chcą, ponieważ mają
indywidualne pasy ruchu.
Ale jeśli umieszczę sześć samochodów na tych pięciu
pasach, teraz ktoś będzie musiał zwolnić za kimś innym, ponieważ
wszystkie nie mogą jechać obok siebie przez tę ścieżkę.
I o to chodzi, gdy zaczynasz
zajmować się PCIe lub PCI Express.
Wszystko zależy od liczby dostępnych pasów ruchu.
Z tego powodu bardzo rzadko spotyka
się już połączenia x4 lub x8.
W większości przypadków można spotkać się z takimi rozwiązaniami jak x16 i x1,
ponieważ maksymalizują one liczbę ścieżek,
które można wykorzystać na danej płycie głównej.
Ponieważ większość płyt głównych
lepiej obsługuje tego typu konfigurację,
a większość kart jest zbudowana jako x1 dla urządzeń
o niskiej prędkości, takich jak urządzenia wejścia/wyjścia, a następnie
ma rezerwę wysokiej prędkości dla wideo, gdy używasz
tych gniazd x16.
Jeśli chodzi o PCIe, istnieje
również wiele jego wersji.
Przechodząc od jednego, dwóch, trzech, czterech i pięciu.
Wraz ze wzrostem wersji
wzrasta również prędkość transferu.
Teraz na egzaminie nie trzeba zapamiętywać
różnych szybkości transferu dla PCIe.
Należy pamiętać, że PCIe x1 będzie
wolniejsze niż PCIe x16.
PCI e x16 będzie używane do takich rzeczy
jak karty graficzne wideo, zwłaszcza
w komputerach do gier.
Natomiast w przypadku korzystania
z gniazda x1, jest ono zwykle używane do takich rzeczy,
jak karty sieciowe, karty pamięci lub inne urządzenia wejścia/wyjścia.
Przyglądając się różnym wersjom PCIe, należy
pamiętać, że im wyższy numer, tym większa prędkość.
I ma to sens, ponieważ w większości technologii
nowsze wersje będą szybsze i lepsze niż
starsza technologia lub starsze wersje.
Po podłączeniu karty rozszerzeń do gniazda PCIe, będzie
ona mogła pobierać zasilanie przez to gniazdo.
Domyślnie wszystkie sloty PCIe
Express zapewniają 25 W mocy.
Obecnie na niektórych
płytach głównych dostępne jest dedykowane
gniazdo karty graficznej PCIe x16.
Może też mieć inny kolor, wygląd lub oznaczenie
na płycie głównej.
To wyspecjalizowane gniazdo karty graficznej
może w rzeczywistości zapewnić do 75 W mocy zamiast
25 W mocy, ponieważ jest to dedykowane
gniazdo karty graficznej.
Warto o tym pamiętać.
Ostatnią rzeczą, którą
należy sobie uświadomić, jeśli chodzi o PCIe lub PCI Express,
jest to, że ponieważ gniazda mają różne rozmiary, można je wizualnie
zobaczyć i wiedzieć, co to jest.
Gniazdo x1 jest mniejsze niż gniazdo x4, x8 lub x16.
A każdy z nich będzie w zasadzie dwukrotnie
większy od poprzedniego.
Jeśli więc weźmiemy gniazdo x1 i podwoimy jego rozmiar,
otrzymamy x4.
Jeśli podwoisz x4, otrzymasz x8.
Jeśli podwoisz x8, uzyskasz x16.
Teraz, jeśli masz mniejsze urządzenie, nadal
możesz przejść do większej karty.
Na przykład, na mojej płycie głównej mam
cztery sloty, dwa x1s i dwa x16s.
Ale jeśli mam jedną kartę graficzną w gnieździe
x16, a chcę włożyć trzy różne karty x1,
to nadal mogę to zrobić, wkładając
dwie z nich do gniazda x1, a drugą x1 do gniazda x16.
Tak, karta x1 będzie pasować do gniazda x16 i będzie
działać.
Ponieważ gniazdo x16 wykryje, że jest to tylko gniazdo
x1, obniży prędkość i będzie przesyłać informacje
tylko do urządzenia x1 przy użyciu tej części gniazda.
Kiedy to robisz, nazywamy to podłączaniem
w górę, ponieważ bierzesz
kartę x1 i wkładasz ją do gniazda x4, x8 lub x16.
W podobny sposób można również wykonać
tak zwane down-plugging, co jest
dość dziwną koncepcją.
Ale można wziąć kartę x16 i umieścić ją
w gnieździe x8, x4 lub x1.
Gdy to zrobisz,
karta musi obsługiwać tę funkcję.
I musi być w stanie zmieścić się w gnieździe.
Jeśli można go zmieścić w gnieździe,
gniazdo nadal będzie się z nim komunikować,
ale będzie działać tylko z prędkością x1.
Będzie więc działać znacznie wolniej niż w przypadku umieszczenia go we właściwym gnieździe,
do którego został zaprojektowany.
To powiedziawszy, naprawdę nie polecam wykonywania down-plugging,
w którym umieszczasz większą kartę w mniejszym gnieździe,
ponieważ będzie to miało wpływ na wydajność,
ponieważ karta oczekuje pełnej przepustowości
zaprojektowanego typu gniazda.
Ale tak naprawdę nie ma problemu
z podłączeniem karty x1
i umieszczeniem jej w czymś takim jak
x16, ponieważ nadal będzie działać z pełną
prędkością x1, ponieważ x16 może obsługiwać x1.
Ale x1 nie może działać tak szybko jak x16, aby obsłużyć kartę x16
w doskonałym slocie.
Ostatnim typem karty rozszerzeń,
który musimy omówić, jest karta Mini PCIe.
I tak, działa tak samo jak standardowa karta PCIe,
ale ma mniejszą obudowę.
Zamiast być dużą kartą rozszerzeń, która
będzie używana w komputerze stacjonarnym
lub serwerze, zamiast tego z Mini PCIe, można
ją podłączyć do takich rzeczy jak laptopy.
Ogólnie rzecz biorąc, karty Mini PCIe są używane wewnątrz
laptopów, szczególnie do takich
rzeczy jak sieci bezprzewodowe lub zapewnienie
możliwości modemu komórkowego dla tego urządzenia.
Co zatem należy pamiętać o kartach
rozszerzeń?
Cóż, pierwszą rzeczą, o której
należy pamiętać, jest to, że tak naprawdę w nowoczesnych
komputerach stacjonarnych jedynymi
typami kart rozszerzeń, z którymi naprawdę się spotkasz, będą PCIe x1 i PCIe x16.
W większości przypadków naprawdę trudno jest znaleźć port x4 lub x8 na
większości nowoczesnych płyt głównych,
a zatem nie ma zbyt wielu urządzeń lub
kart, które są dostępne dla tych formatów.
Patrząc na kartę PCIe x1, bardzo łatwo ją zidentyfikować,
ponieważ część złącza jest
bardzo mała, mniej więcej wielkości paznokcia
kciuka.
Z drugiej strony, karta PCIe x16 ma bardzo długie
złącze, które ma około sześciu
lub ośmiu cali.
Kiedy idziesz i podłączasz jedną z tych
kart, po prostu ustawiasz złącze w jednej linii z portem,
naciskasz w dół, a ona wsunie się na miejsce i poczujesz
kliknięcie, które utrzyma ją na miejscu, a następnie przykręcasz
tę kartę do obudowy, aby upewnić się, że nie porusza
się, nie porusza się ani nie wysuwa z gniazda.
Jeśli chodzi o karty x1s, są one
znacznie wolniejsze niż karty x16, a karty x1 będą używane
do takich rzeczy jak modemy, karty
sieciowe, karty bezprzewodowe, karty dźwiękowe
i tym podobne.
Z kolei karta x16 jest zwykle używana do
kart graficznych i wideo w systemach 3D i grach.