Périphériques PCI : qu'est-ce que c'est ? Carte vidéo PCI. Les bus PCI, PCI Express et leur succès incontestable

La carte mère est le « corps » de l’ordinateur, et sans elle, aucune unité système ne peut exister. Tous les composants qui composent l'unité centrale sont fixés à la carte mère et connectés à celle-ci. Du point de vue de l'assemblage d'un ordinateur, connecter des composants à la carte mère n'est pas une tâche extrêmement difficile, mais il existe des nuances importantes auxquelles il faut prêter attention. Dans cet article, nous examinerons quels sont les principaux connecteurs de la carte mère, quoi y connecter, dans quels cas ils sont compatibles et dans lesquels ils ne le sont pas, ainsi que d'autres problèmes.

Connecteur pour connecter le processeur sur la carte mère

L’un des principaux composants et le « cœur » de tout ordinateur est le processeur central. Sans cela, vous ne pourrez pas démarrer l'unité système et il est très important de l'installer correctement. Lors du choix d'un processeur, vous devez vous concentrer sur la carte mère que vous utilisez, ou vice versa. Le fait est qu'il existe 9 normes de socket de processeur modernes qui ont des brochages différents ou qui ne sont pas compatibles les uns avec les autres pour d'autres raisons.

Le socket du processeur est généralement situé au milieu de la carte mère. Il est difficile de ne pas le remarquer : il s'agit d'une grande plate-forme rectangulaire dotée d'un mécanisme spécial pour fixer le processeur.

Attention : Le plus souvent, la zone autour du socket du processeur sur la carte mère est assez déserte. Le fait est qu'il est installé au-dessus du processeur, dont la taille peut être assez impressionnante.

Connecteur pour connecter une carte vidéo sur la carte mère

Le prochain connecteur de la carte mère dont vous aurez probablement besoin lors de l'assemblage d'un ordinateur est un connecteur pour connecter une carte vidéo. Il y a quelque temps, deux types de connecteurs étaient utilisés : AGP et PCI Express. Aujourd'hui, toutes les cartes vidéo sont connectées à un connecteur PCI Express.

Le plus souvent, l'emplacement PCI Express est situé dans le coin inférieur gauche de la carte mère. Il peut être utilisé non seulement pour connecter une carte vidéo, mais également pour d'autres appareils.

Important: Le connecteur PCI Express peut être présenté en plusieurs variantes : PCI Express x1, PCI Express x4, PCI Express x16. Le dernier des connecteurs répertoriés est utilisé pour connecter une carte vidéo standard. Les autres connecteurs ne sont pas toujours présents sur les cartes mères modernes.

Le connecteur PCI Express X16 pour connecter une carte vidéo peut être de différentes versions. Depuis 2017, il existe 4 types de slot PCI Express :

Ces connecteurs ne diffèrent les uns des autres que par le débit. De plus, ils sont rétrocompatibles.

Exemple: Si vous connectez un périphérique conçu pour PCI Express 2.0 à un emplacement PCI Express 3.0, il fonctionnera probablement sans aucun problème. Mais si vous faites le contraire, alors un appareil conçu pour un type de connecteur supérieur peut ne pas disposer de suffisamment de bande passante pour remplir entièrement ou partiellement ses fonctions.

A noter : Sur certaines cartes mères, vous pouvez trouver un connecteurPCI situé à proximitéPCIExprimer. Ce connecteur n'est désormais pratiquement plus utilisé, mais si nécessaire, des éléments supplémentaires peuvent y être installés.

Connecteur pour connecter la RAM sur la carte mère

Les connecteurs de connexion de la RAM sont le plus souvent situés à droite du processeur (ils peuvent parfois être situés des deux côtés). Il existe au moins 4 connecteurs de ce type sur une carte mère moderne.

Actuellement, les connecteurs RAM sont basés sur le protocole DDR3. Dans le même temps, on utilisait auparavant la DDR1 et la DDR2, qui étaient en retard par rapport à la norme moderne en termes de bande passante. Compatibilité des connecteurs et des appareilsDDR1DDR2 etDDR3 non. Autrement dit, il ne sera pas possible d'installer un périphérique DDR1 dans un emplacement DDR3.

Il est à noter : sur les cartes mères modernes, vous remarquerez que plusieurs connecteurs pour connecter la RAM sont d'une couleur et plusieurs d'une autre. Cela est dû au fait que différents canaux sont mis en évidence dans des couleurs différentes. Si vous utilisez plusieurs barrettes de RAM, mieux vaut les connecter toutes sur des connecteurs de même couleur.

Connecteur pour connecter un disque dur sur la carte mère

Sur la carte mère, le plus souvent en bas à droite, se trouvent plusieurs connecteurs permettant de connecter un disque dur. Ces connecteurs sont appelés SATA et se déclinent en trois versions : SATA 1.0, SATA 2.0, SATA 3.0. Le plus souvent, ces connecteurs sont mis en évidence par une couleur différente de tous les autres connecteurs de la carte mère.

Toutes les versions de connecteursSATA est rétrocompatible et la différence réside dans la vitesse. Connecteur SATA 3.0 est actuellement le plus rapide, c'est pourquoi il est utilisé dans toutes les cartes mères modernes.

Connecteur d'alimentation de la carte mère

Sur le côté droit de la carte mère se trouve un autre connecteur important, qui sert à alimenter la carte mère. Il se compose généralement de 20 ou 24 broches et sert à s'y connecter

La norme PCI Express est l'un des fondements des ordinateurs modernes. Les emplacements PCI Express occupent depuis longtemps une place importante sur toute carte mère d'ordinateur de bureau, supplantant d'autres normes, telles que PCI. Mais même la norme PCI Express a ses propres variantes et modèles de connexion qui diffèrent les uns des autres. Sur les nouvelles cartes mères, à partir de 2010 environ, vous pouvez voir toute une dispersion de ports sur une carte mère, désignés par PCIE ou PCI-E, qui peut différer par le nombre de lignes : une x1 ou plusieurs x2, x4, x8, x12, x16 et x32.

Voyons donc pourquoi il existe une telle confusion parmi le port périphérique PCI Express, apparemment simple. Et quel est le but de chaque norme PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 et x32 ?

Qu'est-ce que le bus PCI Express ?

Dans les années 2000, lors de la transition de la norme vieillissante PCI (extended - interconnexion de composants périphériques) vers PCI Express, cette dernière présentait un énorme avantage : au lieu d'un bus série, qui était PCI, un bus point à point le bus d'accès a été utilisé. Cela signifiait que chaque port PCI individuel et les cartes qui y étaient installées pouvaient tirer pleinement parti de la bande passante maximale sans interférer les uns avec les autres, comme c'était le cas avec une connexion PCI. À cette époque, le nombre de périphériques insérés dans les cartes d’extension était abondant. Les cartes réseau, les cartes audio, les tuners TV, etc. nécessitaient tous une quantité suffisante de ressources PC. Mais contrairement à la norme PCI, qui utilisait un bus commun pour le transfert de données avec plusieurs périphériques connectés en parallèle, PCI Express, considéré de manière générale, est un réseau de paquets avec une topologie en étoile.

PCI Express x16, PCI Express x1 et PCI sur une seule carte

En termes simples, imaginez votre ordinateur de bureau comme un petit magasin avec un ou deux vendeurs. L’ancienne norme PCI était comme une épicerie : tout le monde attendait dans la même file pour être servi, rencontrant des problèmes de vitesse avec la limitation d’un seul vendeur derrière le comptoir. PCI-E s'apparente davantage à un hypermarché : chaque client suit son propre parcours d'épicerie et à la caisse, plusieurs caissiers prennent la commande en même temps.

De toute évidence, un hypermarché est plusieurs fois plus rapide qu'un magasin ordinaire en termes de rapidité de service, du fait que le magasin ne peut pas se permettre la capacité de plus d'un vendeur avec une seule caisse enregistreuse.

Également avec des voies de données dédiées pour chaque carte d'extension ou composants de carte mère intégrés.

L'influence du nombre de lignes sur le débit

Maintenant, pour prolonger notre métaphore du magasin et de l'hypermarché, imaginons que chaque rayon de l'hypermarché ait ses propres caissières qui leur sont réservées. C'est là qu'intervient l'idée de plusieurs voies de données.

Le PCI-E a connu de nombreux changements depuis sa création. De nos jours, les nouvelles cartes mères utilisent généralement la version 3 de la norme, la version 4, plus rapide, devenant plus courante, la version 5 étant attendue en 2019. Mais différentes versions utilisent les mêmes connexions physiques, et ces connexions peuvent être réalisées en quatre tailles principales : x1, x4, x8 et x16. (Des ports x32 existent, mais sont extrêmement rares sur les cartes mères d'ordinateurs classiques).

Les différentes tailles physiques des ports PCI-Express permettent de les répartir clairement selon le nombre de connexions simultanées à la carte mère : plus le port est grand physiquement, plus il peut transmettre un maximum de connexions à la carte ou inversement. Ces connexions sont également appelées lignes. Une ligne peut être considérée comme une piste composée de deux paires de signaux : une pour l'envoi de données et l'autre pour la réception.

Différentes versions de la norme PCI-E autorisent des vitesses différentes sur chaque voie. Mais de manière générale, plus il y a de voies sur un seul port PCI-E, plus les données peuvent circuler rapidement entre le périphérique et le reste de l'ordinateur.

Revenons à notre métaphore : si nous parlons d'un seul vendeur dans un magasin, alors la bande x1 sera ce seul vendeur au service d'un seul client. Un magasin avec 4 caissiers a déjà 4 lignes x4. Et ainsi de suite, vous pouvez attribuer des caissiers en fonction du nombre de lignes, en multipliant par 2.

Diverses cartes PCI Express

Types de périphériques utilisant PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 et x32

Pour la version PCI Express 3.0, la vitesse de transfert de données maximale globale est de 8 GT/s. En réalité, la vitesse de la version PCI-E 3 est légèrement inférieure à un gigaoctet par seconde et par voie.

Ainsi, un appareil utilisant le port PCI-E x1, par exemple une carte son basse consommation ou une antenne Wi-Fi, pourra transférer des données à une vitesse maximale de 1 Gbps.

Une carte qui s'insère physiquement dans un emplacement plus grand - x4 ou x8, par exemple, une carte d'extension USB 3.0 pourra transférer des données respectivement quatre ou huit fois plus rapidement.

La vitesse de transfert des ports PCI-E x16 est théoriquement limitée à une bande passante maximale d'environ 15 Gbps. C'est plus que suffisant en 2017 pour toutes les cartes graphiques modernes développées par NVIDIA et AMD.

La plupart des cartes graphiques discrètes utilisent un emplacement PCI-E x16

Le protocole PCI Express 4.0 permet d'utiliser 16 GT/s, et PCI Express 5.0 utilisera 32 GT/s.

Mais actuellement, aucun composant ne pourrait utiliser ce nombre de voies avec un débit maximal. Les cartes graphiques haut de gamme modernes utilisent généralement x16 PCI Express 3.0. Cela n'a aucun sens d'utiliser les mêmes voies pour une carte réseau qui n'utilisera qu'une seule voie sur le port x16, puisque le port Ethernet n'est capable de transférer des données que jusqu'à un gigabit par seconde (soit environ un huitième du débit de une voie PCI-E - rappelez-vous : huit bits dans un octet).

Il existe sur le marché des SSD PCI-E prenant en charge le port x4, mais ils devraient être remplacés par la nouvelle norme M.2 en évolution rapide. pour les SSD pouvant également utiliser le bus PCI-E. Les cartes réseau haut de gamme et le matériel passionné tel que les contrôleurs RAID utilisent une combinaison de formats x4 et x8.

Les tailles des ports et des voies PCI-E peuvent varier

C'est l'un des problèmes les plus déroutants avec PCI-E : un port peut être créé au format x16, mais ne pas avoir suffisamment de voies pour transmettre des données, par exemple, uniquement x4. En effet, même si le PCI-E peut transporter un nombre illimité de connexions individuelles, il existe toujours une limite pratique à la capacité de bande passante du chipset. Les cartes mères moins chères dotées de chipsets bas de gamme ne peuvent avoir qu'un seul emplacement x8, même si cet emplacement peut physiquement accueillir une carte au facteur de forme x16.

De plus, les cartes mères destinées aux joueurs incluent jusqu'à quatre emplacements PCI-E complets avec x16 et le même nombre de voies pour une bande passante maximale.

Évidemment, cela peut poser des problèmes. Si la carte mère dispose de deux emplacements x16, mais que l'un d'entre eux ne dispose que de voies x4, l'ajout d'une nouvelle carte graphique réduira les performances de la première jusqu'à 75 %. Il ne s’agit bien entendu que d’un résultat théorique. L'architecture des cartes mères est telle que vous ne constaterez pas de forte baisse des performances.

La configuration correcte de deux cartes vidéo graphiques doit utiliser exactement deux emplacements x16 si vous souhaitez un confort maximal grâce au tandem de deux cartes vidéo. Le manuel du bureau vous aidera à savoir combien de lignes possède un emplacement particulier sur votre carte mère. site internet du fabricant.

Parfois, les fabricants marquent même le nombre de lignes sur le PCB de la carte mère à côté du slot.

Vous devez savoir qu’une carte x1 ou x4 plus courte peut physiquement s’insérer dans un emplacement x8 ou x16 plus long. La configuration des broches des contacts électriques rend cela possible. Naturellement, si la carte est physiquement plus grande que l’emplacement, vous ne pourrez pas l’insérer.

Par conséquent, n'oubliez pas que lors de l'achat de cartes d'extension ou de la mise à niveau des cartes actuelles, vous devez toujours vous rappeler à la fois la taille de l'emplacement PCI Express et le nombre de voies requises.

Lorsqu'il s'agit d'interfaces dans le contexte de systèmes informatiques, vous devez faire très attention à ne pas « tomber sur » des interfaces incompatibles pour les mêmes composants du système.

Heureusement, en ce qui concerne l'interface PCI-Express pour connecter une carte vidéo, il n'y aura pratiquement aucun problème d'incompatibilité. Dans cet article, nous examinerons cela plus en détail et parlerons également de ce qu'est ce PCI-Express.

Pourquoi le PCI-Express est-il nécessaire et qu'est-ce que c'est ?

Commençons, comme d'habitude, par les bases. Interface PCI-Express (PCI-E)- il s'agit d'un moyen d'interaction, dans ce contexte, constitué d'un contrôleur de bus et du slot correspondant (Fig. 2) sur carte mère(pour généraliser).

Ce protocole haute performance est utilisé, comme indiqué ci-dessus, pour connecter une carte vidéo au système. En conséquence, la carte mère dispose d'un emplacement PCI-Express correspondant, où la carte vidéo est installée. Auparavant, les cartes vidéo étaient connectées via l'interface AGP, mais lorsque cette interface, en termes simples, « ne suffisait plus », le PCI-E est venu à la rescousse, dont nous allons maintenant parler des caractéristiques détaillées.

Fig.2 (emplacements PCI-Express 3.0 sur la carte mère)

Caractéristiques clés du PCI-Express (1.0, 2.0 et 3.0)

Malgré le fait que les noms PCI et PCI-Express soient très similaires, leurs principes de connexion (interaction) sont radicalement différents. Dans le cas du PCI-Express, on utilise une ligne - une connexion série bidirectionnelle, de type point à point il peut y avoir plusieurs de ces lignes ; Dans le cas des cartes vidéo et des cartes mères (nous ne prenons pas en compte Cross Fire et SLI) prenant en charge PCI-Express x16 (c'est-à-dire la majorité), vous pouvez facilement deviner qu'il existe 16 de ces lignes (Fig. 3), assez souvent sur les cartes mères équipées de PCI-E 1.0, il était possible d'apercevoir un deuxième slot x8 pour un fonctionnement en mode SLI ou Cross Fire.

Eh bien, en PCI, le périphérique est connecté à un bus parallèle commun de 32 bits.

Riz. 3. Exemple de slots avec différents nombres de lignes

(comme mentionné précédemment, x16 est le plus souvent utilisé)

La bande passante de l'interface est de 2,5 Gbit/s. Nous avons besoin de ces données pour suivre les modifications de ce paramètre dans différentes versions de PCI-E.

De plus, la version 1.0 a évolué vers PCI-E 2.0. Grâce à cette transformation, nous avons reçu deux fois le débit, soit 5 Gbit/s, mais je tiens à souligner que les cartes graphiques n'ont pas beaucoup gagné en performances, puisqu'il ne s'agit que d'une version de l'interface. La plupart des performances dépendent de la carte vidéo elle-même ; la version de l'interface ne peut qu'améliorer ou ralentir légèrement le transfert de données (dans ce cas, il n'y a pas de « freinage » et il y a une bonne marge).

De la même manière, en 2010, avec une réserve, l'interface a été développée PCI-E 3.0, pour le moment, il est utilisé dans tous les nouveaux systèmes, mais si vous disposez toujours de la version 1.0 ou 2.0, ne vous inquiétez pas - nous parlerons ci-dessous de la compatibilité ascendante relative des différentes versions.

Avec PCI-E 3.0, la bande passante a été doublée par rapport à la version 2.0. De nombreuses modifications techniques y ont également été apportées.

Naissance prévue d'ici 2015 PCI-E 4.0, ce qui n'est absolument pas surprenant pour le secteur informatique dynamique.

Bon, ok, finissons avec ces versions et chiffres de bande passante, et abordons la question très importante de la rétrocompatibilité des différentes versions de PCI-Express.

Rétrocompatible avec les versions PCI-Express 1.0, 2.0 et 3.0

Cette question inquiète beaucoup, surtout quand choisir une carte vidéo pour le système actuel. Depuis que vous vous contentez d'un système avec une carte mère prenant en charge PCI-Express 1.0, des doutes surgissent quant au fonctionnement correct d'une carte vidéo avec PCI-Express 2.0 ou 3.0 ? Oui, ce sera le cas, du moins c’est ce que promettent les développeurs qui ont assuré cette compatibilité. La seule chose est que la carte vidéo ne pourra pas se révéler pleinement dans toute sa splendeur, mais les pertes de performances, dans la plupart des cas, seront insignifiantes.

Au contraire, vous pouvez installer en toute sécurité des cartes vidéo avec une interface PCI-E 1.0 dans des cartes mères prenant en charge PCI-E 3.0 ou 2.0, il n'y a aucune restriction, alors soyez assuré de la compatibilité ; Si, bien sûr, tout est en ordre avec d'autres facteurs, ceux-ci incluent une alimentation électrique insuffisamment puissante, etc.

Dans l'ensemble, nous avons beaucoup parlé de PCI-Express, ce qui devrait vous aider à dissiper beaucoup de confusion et de doutes sur la compatibilité et à comprendre les différences entre les versions PCI-E.