Che cos'è una corsia PCI-Express?

Sto leggendo un articolo che lamenta l' i7-5820K avrà solo 28 corsie PCI-Express rispetto ai suoi processori di pari livello con 40 corsie.

28 corsie non sono già troppe? Di quante corsie avrebbe effettivamente bisogno un normale PC di casa e per quali scopi?

Non so come sarebbero collegati al PCIe i seguenti, ma hanno addirittura il numero 28?

2 HD, 1 SSD, 1 CD-DVD-BR, lettore di schede, stampante, wifi o lan ma raramente entrambi, joystick, tastiera, mouse, grafica.

Quali altre possibilità avrebbero bisogno dell'accesso diretto a PCIe per un PC di casa / ufficio? O anche un server.

Molti dispositivi utilizzano più di 1 corsia.

Ad esempio, le schede grafiche di gioco utilizzano 16 corsie. Alcuni potenti computer da gioco hanno due schede grafiche: 32 corsie PCIe (due porte x16).

Intel i7-5820K non è in grado di gestire due schede grafiche x16. Per alcuni appassionati di giochi o alcuni ingegneri, questo potrebbe essere un problema serio. Potrebbero dover scegliere CPU diverse (forse alcuni Xeon) se necessitano di più di 4 core e due schede grafiche x16.

Le unità SSD PCIe utilizzano anche più corsie PCIe (x4 o x8).

Molte schede di rete gigabit usano PCIe x4, ci sono anche schede server da 10 gigabit e usano PCIe x8.

28 corsie non sono poi così tante. Se un produttore di schede madri mette uno slot x16, uno slot x8 e uno slot x4 (x28 in totale), puoi usare solo 3 dispositivi lì e ... tutto qui.

Ecco un'immagine dall'articolo di Wikipedia PCIe . Ho aggiunto informazioni sulle corsie su questi slot PCIe.

Puoi leggere di più in un'altra risposta scritta da reirab .

Una "corsia" PCIe è composta da 2 coppie differenziali di segnali. Una coppia differenziale viene utilizzata per l'invio e l'altra per la ricezione, che consente la comunicazione bidirezionale simultanea. Ogni corsia è punto-punto. Cioè, ogni corsia collega direttamente un singolo host a un singolo dispositivo. Gli switch PCIe possono tuttavia essere utilizzati quando una corsia host deve essere condivisa tra più dispositivi. Per Wikipedia , la larghezza di banda di una singola corsia PCIe (in ciascuna direzione) è la seguente:

• PCIe 1.x: 250 MB / s
• PCIe 2.x: 500 MB / s
• PCIe 3.0: 985 MB / s
• PCIe 4.0: 1969 MB / s
• PCIe 5.0: 3,9 GB / s

Come ha detto Kamil, la maggior parte dei dispositivi PCIe utilizza più corsie. Alcuni dispositivi, come schede NIC, schede audio e altri dispositivi a larghezza di banda relativamente bassa, utilizzano solo 1 corsia. SSD, controller RAID e altri dispositivi a larghezza di banda media utilizzano in genere 4 o 8 corsie. Le schede grafiche e altri dispositivi ad alta larghezza di banda (FPGA, ad esempio) utilizzano in genere 16 corsie. All'avvio del sistema, l'host e il dispositivo negozia il numero di corsie che verranno utilizzate per una particolare connessione. In genere, il più piccolo tra il numero di corsie per cui la scheda è cablata e il numero di corsie per cui è collegato lo slot in cui è installata (ovvero il massimo fisicamente possibile) verrà negoziato, sebbene il numero possa essere inferiore nei casi in cui sono installati così tanti dispositivi PCIe che l'host non ha abbastanza corsie per dare a ciascuno di essi il massimo.

Inoltre, alcuni chipset utilizzano alcune delle corsie PCIe per collegare Southbridge. Ecco come ha funzionato il chipset Intel x58 (il chipset per i chip Bloomfield, fascia alta dei processori Core i7 di prima generazione). Ha utilizzato 4 corsie per collegare il Southbridge, lasciando 36 corsie per tutto il resto. Questo era in genere diviso in 2 collegamenti a 16 corsie per schede grafiche e 4 corsie per qualsiasi altro dispositivo. Le schede che supportano 3 o 4 schede grafiche dovrebbero ridurre alcune o tutte le schede grafiche a 8 corsie quando sono installate 3 o 4 schede grafiche.

Avere 2 schede grafiche è molto comune nei sistemi di gioco e molti sistemi di gioco in realtà hanno 3 o 4 schede grafiche. Anche in una configurazione a 2 carte, almeno una carta dovrà tornare alla modalità x8 in un sistema con solo 28 corsie disponibili. Inoltre, nei sistemi che utilizzano schede grafiche come acceleratori computazionali sono spesso installate 2-4 schede grafiche. Per queste situazioni, avere solo 28 corsie è un problema, in quanto limita notevolmente la quantità di larghezza di banda da host a dispositivo (e da dispositivo a host) disponibile per ciascuna scheda. CUDA in particolare ha guadagnato una popolarità diffusa negli ultimi anni, specialmente nella comunità informatica ad alte prestazioni. Il bus PCIe può facilmente diventare il collo di bottiglia nelle applicazioni GPGPU (elaborazione per scopi generici su unità di elaborazione grafica),

Una corsia PCIe è una coppia di connessioni seriali differenziali ad alta velocità, una in ciascuna posizione. Un collegamento tra dispositivi può essere e spesso è costituito da più corsie per velocità di trasmissione dati più elevate. Anche la velocità dei dati delle singole corsie varia in base alla generazione, approssimativamente parlando di una corsia di Gen x fornisce circa la stessa velocità di dati di due corsie di Gen x-1.

Sui moderni sistemi Intel alcune corsie PCIe sono fornite direttamente dalla CPU, mentre altre sono fornite dal PCH nel chipset. Il collegamento dalla CPU al chipset è simile al PCIe ma ci sono differenze nei dettagli.

I fornitori di schede madri devono decidere come allocare le corsie fornite dalla CPU e dal PCH ai dispositivi e agli slot di bordo. Possono e spesso includono interruttori di segnale per offrire all'utente alcune opzioni, ma esiste un limite alla quantità di commutazione del segnale che può essere implementata in modo economico.

Le piattaforme "desktop mainstream" di Intels dispongono attualmente di 16 corsie dalla CPU più 24 (a seconda del chipset selezionato) dal chipset. Tuttavia, le corsie dal chipset sono limitate dalla larghezza di banda totale disponibile dalla CPU al chipset (approssimativamente equivalente a PCIe 3.0 x4 IIRC).

16 corsie dalla CPU e 24 dal chipset più che sufficienti per un normale desktop o server di piccole dimensioni, è possibile posizionare la scheda grafica sulle 16 corsie dalla CPU e quindi le corsie dal chipset più i controller integrati nel chipset sono generalmente abbastanza per l'archiviazione, la rete, ecc. Anche con due GPU 8 corsie per GPU sono sufficienti per la maggior parte del tempo.

Tuttavia, quando si costruisce un sistema di fascia alta con 3 + GPU (o possibilmente due GPU di fascia alta), sono desiderabili un sacco di spazio di archiviazione veloce e / o interfacce di rete molto veloci più corsie. Se vuoi dare a ciascun dispositivo la massima capacità possibile, stai visualizzando 16 corsie per GPU,

Quindi per quelli con esigenze di fascia alta Intel ha un socket desktop di fascia alta, attualmente LGA2066. Questo socket copre anche i sistemi server / workstation single socket, anche se sembra ufficialmente almeno non è possibile utilizzare i processori workstation / server nella maggior parte delle schede desktop.

Sfortunatamente, mentre con le generazioni precedenti di desktop di fascia alta il numero di corsie PCIe e canali ram era fisso, con LGA2066 il numero varia in base al processore selezionato. Una CPU desktop LGA2066 può avere 16, 28 o 44 corsie PCIe.

Questo mette i venditori di schede madri in una posizione difficile, devono decidere come gestire dando ai veri clienti di fascia alta la piena funzionalità della loro CPU mentre decidono cosa disabilitare o limitare per quelli con CPU di fascia bassa. I costruttori di sistemi a loro volta devono leggere attentamente i manuali delle schede madri per scoprire quali sono i limiti prima di acquistare.

Afferrare il manuale per una delle schede X299 più economiche https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/TUF_X299_MARK2/E12906_TUF_X299_MARK2_UM_WEB.pdf mostra che la limitazione principale è gli slot x16, su una CPU 44 gli slot sono utilizzabili con due in esecuzione in modalità x16 e uno in esecuzione in modalità x8. D'altra parte su una CPU a 28 corsie ottieni una x16 una x8 e una inutilizzabile e su una CPU a 16 corsie ottieni solo una x16 o due x8.

Afferrare il manuale per una scheda X299 di fascia alta https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA/E15119_ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA_UM_V2_WEB.pdf sembra che tutti abbiano deciso di supportare tutti i 16. Questa scheda consente di utilizzare tre GPU su una CPU a 28 corsie, ma il secondo slot m.2 e il connettore u.2 sono disponibili solo con CPU a 44 corsie