کارت PCI Express چیست و چگونه کار می کند؟

 PCI Express  از لحاظ فنی به معنای ایجاد ارتباط درونی بین مولفه های جانبی است اما اغلب به صورت مخفف PCIe یا  PCI-E هم دیده می شود. که به معنای نوع استاندارد اتصال برای دستگاه های داخلی در یک کامپیوتر است. به طور کلی، PCI Express به  شیار  توسعه  در مادربرد اشاره دارد که کارت های توسعه مبتنی بر PCIe را قبول می کنند PCI Express  جایگزین همه موارد به جزء AGP و PCI شده است که  هر دوی آنها جایگزین نوع ارتباطی قدیمی تر تحت عنوان ISA شده اند. در حالی که رایانه ها ممکن است ترکیبی از انواع مختلف شیار توسعه را داشته باشند PCI Express به عنوان رابط داخلی استاندارد در نظر گرفته شده است. امروز بسیاری از مادربردهای کامپیوتری تنها با  شیار PCI Express تولید می شوند.

PCI Express چگونه کار می کند؟

همانند استانداردهای قدیمی مانند PCI و AGP، یک دستگاه مبتنی بر PCI Express (مثل آنچه در تصویر در این صفحه نشان داده شده است) به صورت فیزیکی در داخل شیار PCI Express بر روی مادربرد قرار می گیرد. رابط PCI Express ، ارتباطات پهنای باند بالا بین دستگاه و مادربرد، و همچنین سخت افزار های دیگر را ممکن می کند. در حالی که خیلی هم رایج نیست،  نسخه خارجی PCI Express نیز وجود دارد،  که  External PCI Express نامیده می شود اما اغلب به صورت ePCIe مخفف می شود. دستگاه های ePCIe که خارجی هستند، برای هر نوع اتصال خارجی، به یک کابل ویژه نیاز دارند. دستگاه ePCIe از طریق یک پورت ePCIe برای کامپیوتر استفاده می شود معمولا در پشت کامپیوتر قرار دارد که  هم با مادربرد و با هم با کارت داخلی PCIe مخصوص تامین می شود.

چند نوع کارت PCI Express وجود دارد؟

با توجه به تقاضا برای بازی های ویدیویی سریع تر و واقع گرایانه و ابزارهای ویرایش ویدئو، کارت های ویدئویی اولین نوع لوازم جانبی رایانه ای بودند که از مزایای PCIe بهره مند شدند. در حالی که کارت های ویدئویی به راحتی هنوز شایع ترین نوع کارت PCIe به شمار می روند. شما می توانید سایر دستگاه هایی را پیدا کنید که به طور قابل توجهی از راه های ارتباطی سریعتر با مادربرد استفاده می کنند پردازنده و کارت حافظه نیز به طور فزاینده ای با رابط های PCIe به جای PCI ساخته می شوند به عنوان مثال، بسیاری از کارت های صوتی در طیفی وسیعی از PCI Express استفاده می کنند، همانطور که تعداد بیشتری از کارت های رابط شبکه های سیمی و بی سیم نیز افزایش می یابد. کارت های کنترل کننده  درایو دیسک سخت  احتمالا پس از کارت های ویدئویی ، بیشتر از PCIe بهره مند می شوند.

اتصال یک درایو SSD با سرعت بالا به این رابط پهنای باند، خواندن بسیار سریع تر از روی درایو و  نوشتن سریع  تر روی آن را ممکن می کند. برخی از کنترل کننده های درایو دیسک سخت PCIe حتی شامل بخش های سازنده SSD  است که  به شدت تغییر دهنده  نحوه اتصال دستگاه ذخیره سازی در داخل یک کامپیوتر است. البته باجایگزینی  PCIe با  PCI و AGP به طور کامل در مادربردهای جدیدتر، فقط در مورد هر نوع کارت  توسعه داخلی وابسته به این رابط های قدیمی تر، برای پشتیبانی PCI Express طراحی شده اند. این موارد شامل مواردی مانند کارت های توسعه USB ، کارت های بلوتوث و غیره می باشد.

فرمت های مختلف PCI Express چیست؟

PCI Express x1… PCI Express 3.0… PCI Express x16 ، ایکس چه معنایی دارد؟ چگونه می توان گفت که رایانه شما از کدام یک از آنها پشتیبانی می کند؟ اگر یک کارت PCI Express x1 داشته باشید، اما اما فقط یک پورت PCI Express x16 داشته باشید، آیا این کارت عمل می کند؟ اگر پاسخ منفی است ، گزینه های شما چیست؟ سردرگم شدید؟ نگران نباشید،  تنها نیستید

اغلب زمانی که کارت توسعه، مانند یک کارت گرافیک جدید، برای رایانه خود خریداری می کنید اغلب مشخص نیست که کدام یک از تکنولوژی های مختلف PCIe با کامپیوتر شما کار می کند یا بهتر از دیگران است. با این حال، همان قدر که پیچیده به نظر می رسد، واقعا بسیار ساده است، هنگامی که شما دو بخش مهم از اطلاعات در مورد PCIe را درک می کنید: بخشی که اندازه فیزیکی را توصیف می کند و بخشی که نسخه فن آوری را شرح می دهد، هر دو در ادامه  توضیح داده شده است

اندازه  PCIe : x16 vs x8 vs x4 vs x1

همانطور که عنوان نشان می دهد،  اعداد بعد از x ،  اندازه فیزیکی کارت PCIe یا  شیار آن، را با در نظر گرفتن  x16 بزرگترین و x1 کوچکترین به عنوان کوچکترین اندازه نشان می دهد. در اینجا است که  نحوه شکل گیری شکل های مختلف  نشان داده می شود.

مهم نیست که اندازه  شیار  یا کارت PCIe چیست، آنچه که مهم است این است که فضای کوچک در کارت یا شیار همیشه در پین 11 است. به عبارت دیگر، طول پین 11 که  باعث طولانی تر شدن زمانی می شود که  از PCIe x1 به PCIe x16 حرکت می کنید این کار باعث  انعطاف پذیری برای استفاده از کارت های یک اندازه با شیار دیگر  می شود.

کارت های PCIe در هر  شیار PCIe بر روی یک مادربرد که حداقل  به همان اندازه ای بزرگ است که  مناسب است. برای مثال یک کارت PCIe x1 در هرشیار  PCIe x4، PCIe x8 یا PCIe x16 قرار می گیرد. یک کارت PCIe x8 در هر  شیار  PCIe x8 یا PCIe x16 مناسب خواهد بود.  کارت های PCI که بزرگتر از  شیار  PCIe هستند ممکن است در  شیار  کوچکتر جای بگیرند، اما تنها در صورتی که این  شیار PCIe باز باشد (به عنوان مثال در انتهای  شیار مانعی نداشته باشد.). به طور کلی، یک  شیار یا کارت PCI Express بزرگتر از عملکرد بیشتر پشتیبانی می کند با فرض اینکه  که دو کارت یا  شیار مورد مقایسه شما،  همان نسخه PCIe را پشتیبانی کند. شما می توانید نمودار  مرتب سازی پین ها  را در وب سایت pinouts ببینید.

نسخه های PCIe:  نسخه 4.0 در مقابل 3.0 در مقابل 2.0 در مقابل 1.0

هر عدد بعد از PCIe که در یک محصول یا مادربرد پیدا می کنید نشان دهنده آخرین شماره نسخه مشخصات پشتیبانی کننده PCI Express  می باشد. در اینجا نحوه مقایسه نسخه های PCI Express متفاوت است:

تمام نسخه های PCI Express با مادربردهای پیشین و آتی سازگار است. مهم نیست چه نسخه ای کارت  PCIe   یا مادربرد  شما  را پشتیبانی می کند،  آنها باید در پایین ترین  سطح هم با هم کار کنند. همانطور که می بینید،  به روز رسانی های  استاندارد PCIe پهنای باند در هر زمان به طور قابل توجهی افزایش یافته است تا حد زیادی توانایی عملکرد سخت افزاری را افزایش می دهد. ارتقاء نسخه همچنین اشکالات را مرتفع می کند ، ویژگی هایی می افزاید و مدیریت قدرت را بهبود می بخشد، اما افزایش پهنای باند مهمترین نکته در تغییر یک نسخه به نسخه دیگر است.

حداکثر سازگاری PCIe

PCI Express، همانطور که در بخش های اندازه و نسخه در بالا  خواندید ، تقریبا هر پیکربندی را که  تصور کنید ، پشتیبانی می کند. اگر از لحاظ  فیزیکی  متناسب باشد، احتمالا کار می کند. با این وجود، مهمترین چیزی که باید بدانید این است که پهنای باند افزایش یابد (که معمولا   معادل   بیشترین عملکرد است)، شما می خواهید انتخاب کنید شما می خواهید بالاترین نسخه PCIe را که مادربرد شما پشتیبانی می کند را انتخاب کنید و  بزرگترین اندازه PCI را انتخاب کنید که مناسب خواهد بود. به عنوان مثال، یک کارت گرافیک PCIe 3.0 x16 بیشترین عملکرد را دارد. اما فقط اگر مادربرد شما از PCIe 3.0 پشتیبانی می کند و یک شیار آزاد  PCIe x16 دارد. اگر مادربرد شما تنها از PCIe 2.0 پشتیبانی می کند، کارت فقط به سرعت پشتیبانی شده (به عنوان مثال 64 Gbit / s در شیار x16)  عمل می کند. اکثر مادربردها و رایانه های تولید شده در سال 2013 یا بعد از آن احتمالا PCI Express v3.0 را پشتیبانی می کنند. اگر مطمئن نیستید، مادربرد و یا کتابچه راهنمای کامپیوتر خود را بررسی کنید. اگر شما نمی توانید اطلاعات قطعی در مورد  نسخه PCI  پیدا کنید که مادربرد شما  را پشتیبانی می کند، توصیه   خرید   بزرگترین و آخرین نسخه کارت PCIe را توصیه می کنم البته  تا زمانی که آن را متناسب بدانید.

چه چیزی جایگزین PCIe خواهد شد ؟

تولید کنندگان  بازی های ویدیویی همیشه به دنبال طراحی بازی هایی هستند که هر روز   واقع گرایانه تر هستند، اما  فقط می توانند این کار را انجام دهند، اگر بتوانند داده های بیشتری را از برنامه های بازی خود به هدست VR یا صفحه کامپیوتر خود منتقل کنند و  اتصال سریع تر باید برای انجام این کار رخ دهد به همین دلیل، PCI Express  همچنان به عنوان نسخه غالب حکومت نخواهد کرد.  PCI Express 3.0 به طرز شگفت آوری سریع است، اما جهان سریعتر از این می خواهد. PCI Express 5.0، که تا سال 2019 کامل می شود، پهنای باند 31. 504 گیگابایت بر ثانیه در هر خط (3938 مگابایت بر ثانیه) را پشتیبانی می کند که دو برابر آن توسط PCIe 4.0 ارائه شده است. تعدادی از استانداردهای رابط دیگر غیر PCIe وجود دارد که توسط صنعت فن آوری مورد بررسی قرار گرفته است اما از آنجایی که آنها نیاز به تغییرات سخت افزاری  دارند ، به نظر می رسد PCIe  برای برخی از زمان ها  هنوز هم حکم  پیشقدم را دارد تا زمانی که نسخه بعدی آید.