Pozdrav dragi prijatelji, poznanici, čitaoci, poštovaoci i ostali pojedinci. Ako se sjećate, davno smo to pokrenuli, ali u čisto teoretskom smislu, a onda smo obećali da ćemo napraviti praktičan članak.

S obzirom na to da je overclocking prilično komplicirana i dvosmislena stvar, u ovoj seriji će biti sasvim pristojan broj članaka, a mi smo ga napustili iz jednog jednostavnog razloga - ima beskrajnih tema za pisanje, a to je jednostavno nemoguće imati vremena za sve.

Danas ćemo se osvrnuti na najosnovniju i tipičniju stranu overclockanja, ali ćemo se istovremeno dotaknuti najvažnijih i ključnih nijansi koliko god je to moguće, odnosno na primjeru ćemo razumjeti kako to funkcionira.

Hajde da počnemo.

Presek overklokanja procesora [na primeru P5E Deluxe ploče].

Zapravo, možemo reći da postoje dvije opcije overkloka: korištenje programa ili direktno iz BIOS.

Nećemo sada razmatrati softverske metode iz mnogo razloga, od kojih je jedan (i ključni) nedostatak stabilne adekvatne zaštite sistema (i, općenito, hardvera, osim ako se naravno ne smatra takvim) u slučaju instalacije netačne postavke biti direktno unutra Windows. Sa ubrzanjem direktno iz BIOS sve izgleda mnogo razumnije i stoga ćemo razmotriti ovu opciju (osim toga, omogućava vam da postavite više postavki i postignete veću stabilnost i performanse).

Opcije BIOS„a ima ih dosta veliki broj(i sa dolaskom UEFI ima ih još više), ali osnove i koncepti overclockinga zadržavaju svoje principe iz godine u godinu, odnosno pristup mu se ne mijenja, osim sučelja, ponekad imena postavki i niza tehnologija za ovaj vrlo overclocking.

Ovdje ću razmotriti primjer zasnovan na mojoj staroj matičnoj ploči (o kojoj sam davno govorio) i procesoru Core Quad Q6600. Ovaj potonji mi je, naime, vjerno služio bog zna koliko godina (kao matična ploča) i inicijalno sam ga overklokovao sa 2,4 GHz to 3,6 GHz, što možete vidjeti na snimku ekrana sa:

Inače, za one koji su zainteresovani pisali smo o tome kako odabrati tako dobre i pouzdane matične ploče, ali o procesorima. Preći ću na sam proces overklokanja, prisjećajući se najprije sljedećeg:

Upozorenje! Achtung! Alarm! Hehnde hoch!
Vi sami snosite svu odgovornost za svoje naknadne (kao i prethodne) radnje. Autor daje samo informacije koje vi odlučite koristiti ili ne. Sve napisano je autor provjerio ličnim primjerom (i više puta) iu različitim konfiguracijama, ali to ne garantuje stabilan rad svuda, niti vas štiti od moguće greške tokom radnji koje ste preduzeli, kao i sve posledice koje mogu uslediti. Budite oprezni i razmišljajte svojom glavom.

Zapravo, šta nam je potrebno za uspješan overklok? Da, generalno, ništa posebno osim druge tačke:

• Prije svega, naravno, kompjuter sa svime što vam treba, odnosno matična ploča, procesor itd. Možete saznati koju vrstu punjenja imate preuzimanjem gore navedenog;
• Drugo, potrebno je dobro hlađenje, jer overklok direktno utiče na rasipanje toplote procesora i elemenata matične ploče, odnosno bez dobrog protoka vazduha, u najboljem slučaju, overklok će dovesti do nestabilnog rada ili neće imati efekta, ali u najgorem slučaju u slučaju, nešto će jednostavno izgorjeti;
• Treće, naravno, potrebno vam je znanje koje ovaj članak, iz ove serije, kao i cijela stranica "" ima za cilj da pruži.

Što se tiče hlađenja, želio bih napomenuti sljedeće članke: "", "", kao i "". Sve ostalo se može naći ovako. Idemo dalje.

Pošto smo svu potrebnu teoriju već detaljno razmotrili, odmah ću preći na praktičnu stranu pitanja. Unaprijed se izvinjavam na kvaliteti fotografije, ali monitor je sjajan, a vani je i dalje svijetlo, uprkos roletnama.

Ovako to izgleda BIOS na mojoj matičnoj ploči (uđi BIOS, da vas podsjetim, na desktop računaru možete pritisnuti dugme DEL u najranijoj fazi pokretanja, tj. odmah nakon uključivanja ili ponovnog pokretanja):

Ovdje će nas zanimati kartica " Ai Tweaker". U ovom slučaju, ona je ta koja je odgovorna za overclocking i u početku izgleda kao lista parametara sa vrijednostima ​​postavljenim suprotno" Auto". U mom slučaju to već izgleda ovako:

Ovdje će nas zanimati sljedeći parametri (odmah dajem opis + svoju vrijednost uz komentar zašto):

• Ai overclock tjuner- bavi se automatskim ubrzanjem, navodno mudro.
  u značenju " Standard" sve radi kako jeste, u slučaju " Overclock 5%, Overclock 10%, Overclock 20%, Overclock 30%"automatski povećava frekvencije za odgovarajući postotak (i ​​bez garancija stabilnosti). Ovdje nas zanima vrijednost Manual, jer će nam omogućiti da sve postavimo ručno. Zapravo, to je ono što imam.
• CPU Ratio Setting- postavlja množitelj procesora. Možete postaviti svoju vrijednost, uzimajući u obzir da je procesorski množitelj otključan 9.0 , tj. maksimalna dostupna vrijednost otključanog množitelja za moj procesor. Morate učiniti isto za svoj procesor.
• FSB frekvencija- postavlja frekvenciju sistemske magistrale procesora, tzv bazna frekvencija. Kao što se sjećate iz teoretskog članka, konačna frekvencija procesora se dobija iz vrijednosti ove frekvencije pomnožene sa množiteljem (kako zvuči! :)) Ova frekvencija je glavna u našem procesu i to je upravo to koje uglavnom mijenjamo kako bismo overclockali procesor. Vrijednost se bira empirijski, kombinovanjem sa drugim parametrima do trenutka kada sistem radi stabilno i temperaturni režim Vama odgovara. U mom slučaju, uspio sam zauzeti bar "400 x 9 = 3600 MHz". Bilo je trenutaka kada sam uzimao 3,8 GHz, ali hlađenje jednostavno nije moglo da se nosi sa rasipanjem toplote pri vršnim opterećenjima.
• FSB traka za Sjeverni most- parametar ovdje nije ništa drugo do skup unaprijed postavljenih kašnjenja, koji, sa stanovišta proizvođača, optimalno odgovaraju određenoj frekvenciji sistemske magistrale, za određeni raspon radnih frekvencija čipseta. Ovdje su postavljeni za sjeverni most Prilikom postavljanja vrijednosti FSB traka Treba uzeti u obzir da se sa manjom vrijednošću postavljaju niže latencije i povećavaju performanse, a sa većom vrijednošću performanse blago opadaju, ali se povećava stabilnost. Najrelevantnija opcija kod overklokanja kako bi se osigurala stabilnost na visokim frekvencijama FSB.Morao sam odabrati visoku vrijednost da bih postigao stabilnost. U mom slučaju jeste 400 .
  
• PCIE frekvencija- označava frekvenciju za sabirnicu PCI Express . Ubrzanje autobusa PCI Express obično se ne praktikuje: oskudan dobitak performansi ne opravdava mogući problemi sa stabilnošću kartica za proširenje, stoga ovdje popravljamo standardne 100 MHz, u cilju povećanja stabilnosti, to jest, u mom slučaju, - ovdje je važno 100 . Preporučujem i vama.
• DRAM frekvencija- omogućava podešavanje frekvencije RAM. Parametri za odabir variraju u zavisnosti od podešene frekvencije FSB. Ovdje je vrijedno napomenuti da se overclocking često svodi na memoriju, pa se smatra optimalnim podesiti ovu frekvenciju FSB na kojoj ovdje možete odabrati radnu (standardnu) frekvenciju vašeg RAM-a, osim ako, naravno, ne pokušavate overklokovati memoriju. značenje " auto" je često štetan i ne daje željeni rezultat u smislu stabilnosti U mom slučaju je postavljen na ". 800" u skladu sa karakteristikama RAM-a. U vašem slučaju, postavite je kako vam odgovara, ali preporučujem da pogledate svoju standardnu ​​frekvenciju CPU-Z i stavi ga.
• Brzina komande DRAM-a- ništa više od kašnjenja u razmjeni komandi između kontrolera memorije čipseta i memorije. Visokokvalitetni memorijski moduli mogu raditi sa latencijom od 1 takt, ali u praksi je to retko i ne zavisi uvek od kvaliteta. Za stabilnost, preporučuje se odabir 2T, za brzinu 1T.Pošto je prag ubrzanja visok, izabrao sam ovdje 2T, jer se na drugim pozicijama nije mogla postići potpuna stabilnost.
• DRAM kontrola vremena- postavlja RAM tajming. U pravilu, ako cilj nije overclockati RAM, onda ovdje ostavljamo parametar " Auto". Ako ste se katastrofalno zaglavili u memoriji tokom overklokanja i ne možete ni proći kroz frekvenciju, onda ima smisla pokušati malo povećati vrijednosti ovdje ručno, napuštajući automatski parametar. U mom slučaju, ovo je " auto", jer nije naišao na memoriju.
• DRAM statička kontrola čitanja- značenje " "Omogućeno" poboljšava performanse memorijskog kontrolera i " Onemogućeno " – smanjuje. Shodno tome, stabilnost takođe zavisi od toga „Invalid
• Ai Slock Twister- ako to shvatimo olako, ova stvar kontroliše broj faza pristupa memoriji. Veća vrijednost ( Jaka) odgovoran je za povećanje produktivnosti, a niži ( Light) za stabilnost sam izabrao ". Light(kako bi se povećala stabilnost).
• AI pojačivač transakcija - ovdje sam pročitao dosta buržoaskih foruma sa kojih su mnogi podaci kontradiktorni, kao u segmentu ruskog jezika. Negde pišu da ova stvar omogućava ubrzavanje ili usporavanje rada memorijskog podsistema podešavanjem sub-tajming parametara, koji pak utiču na brzinu memorijskog kontrolera Jedino što se adekvatno razumelo je to prebacivanjem ovo za " Manual"možemo prilagoditi" Nivo performansi", igranje vrijednosti u brojevima dok ne dođemo do faze stabilnosti. Za mene je ovaj parametar zapeo na 8- ke, jer se na drugim vrijednostima sistem ponašao nestabilno.
• VCORE Voltage- funkcija vam omogućava da ručno odredite napon napajanja procesorske jezgre. Unatoč činjenici da vam upravo ta radost često omogućava da povećate performanse (tačnije, više overclockate procesor) povećanjem stabilnosti (bez više energije teško da ćete dobiti veći porast i kvalitet rada, što je logično) tokom overkloka , ovaj parametar je izuzetno opasna igračka u rukama neprofesionalaca i može dovesti do kvara procesora (ako BIOS Naravno, ne postoji ugrađena zaštitna funkcija, kako kažu, "od budale" (c), kao što je u ), pa se stoga ne preporučuje mijenjanje vrijednosti snage procesora za više od 0.2 od osoblja. Uopšteno govoreći, ovaj parametar treba povećavati vrlo postepeno i u vrlo malim koracima, osvajajući sve više i više visina performansi, sve dok ne naiđete na nešto drugo (pamćenje, temperature itd.), ili dok ne dostignete granicu od + 0.2 .
  Ne bih preporučio da gledate svoju vrijednost, jer je zaista precijenjena, ali snažno hlađenje mi omogućava da igram ove igrice (slika iznad se ne računa, zastarjela je u 2008 -te godine), dobro napajanje, procesor i matična ploča. Općenito, budite oprezni, posebno na proračunskim konfiguracijama. Moje značenje 1,65 . Možete saznati izvorni napon za vaš procesor iz dokumentacije ili putem CPU-Z.
• CPU PPL Voltage- nešto za stabilnost, ali imam vrlo nejasnu definiciju šta je to napon. Ako sve radi kako treba, onda je bolje ne dirati. Ako ne, onda ga možete povećati u malim koracima. Moje značenje je -. 1.50 , jer sam se zaglavio na stabilnosti kada sam uzimao frekvenciju 3,8 GHz. Opet, oslanja se na moj procesor.
• FSB terminalni napon- ponekad se naziva dodatni napon napajanja procesora ili napon napajanja sistemske sabirnice. Povećanje u nekim slučajevima može povećati potencijal procesora za overklokaciju. 1.30 . Opet, stabilnost na višoj frekvenciji.
• DRAM Voltage- omogućava vam da ručno odredite napon napajanja memorijskih modula. Ima smisla dodirivati ​​se u rijetkim slučajevima radi povećanja stabilnosti i osvajanja viših frekvencija kada je overklok memorije ili (rijetko) procesora moj malo previsok. 1.85 pred rodbinom 1.80 .
• Napon sjevernog mosta I Napon mosta duše - postavlja napon napajanja sjevernog ( Sjever) i južni ( Soulth) mostovi, redom. Povećajte s oprezom kako biste povećali stabilnost Za mene, -. 1.31 I 1.1 . Sve u iste svrhe.
• Kalibracija linije opterećenja- prilično specifična stvar koja vam omogućava da nadoknadite pad napona jezgre kada se poveća opterećenje procesora.
  U slučaju overkloka, uvijek trebate postaviti " "Omogućeno", kao što vidite na mom snimku ekrana.
• CPU prošireni spektar- omogućavanjem ove opcije može se smanjiti nivo elektromagnetno zračenje računar zbog lošijeg oblika signala sistemske magistrale i centralni procesor. Naravno, ne najoptimalniji oblik signala može umanjiti stabilnost računara Budući da je smanjenje nivoa zračenja neznatno i ne opravdava moguće probleme s pouzdanošću, bolje je isključiti opciju (. Onemogućeno), pogotovo ako se overclockate, tj. u našem slučaju.
  
• PCIE Spread Spectrum- slično onome što je gore navedeno, ali samo u slučaju gume PCI Express.To jest, u našem slučaju - " Onemogućeno".

Pojednostavljeno rečeno, onda, prije svega, vi i ja mijenjamo množitelj i frekvenciju FSB, na osnovu konačne frekvencije procesora koju želimo postići. Zatim sačuvajte promjene i pokušajte učitati. Ako je sve uspjelo, onda provjeravamo temperature i kompjuter općenito, nakon čega, zapravo, ili ostavljamo sve kako je, ili pokušavamo uzeti novu frekvenciju. Ako nema stabilnosti na novoj frekvenciji, tj. Windows se ne učitava ili se pojavljuje plavi ekrani ili nešto drugo, onda se ili vraćamo na prethodne vrijednosti (ili malo smirimo apetite), ili biramo sve ostale vrijednosti točno dok se ne postigne stabilnost.

U vezi razne vrste BIOS, onda se negdje funkcije mogu nazvati drugačije, ali imaju isto značenje, kao što vrijednosti + princip ubrzanja ostaju konstantni. Općenito, ako želite, možete to shvatiti.

Ukratko, ovako nešto. Ostaje samo da pređemo na pogovor.

Pogovor.

Kao što možete vidjeti iz najnovijih prijedloga, ako dobro razmislite, brzo ubrzanje uglavnom nije problem (pogotovo ako postoji dobro hlađenje). Postavio sam dva parametra, nekoliko restartovanja i, voila!, dragocjeni megaherc u džepu.

Pažljivo dobar overclocking barem za 50 %, tj. kao u mom slučaju na 1200 MHz plus to 2400 MHz, zahtijeva određeno vrijeme (u prosjeku je to oko 1-5 sati, ovisno o sreći i željenom krajnjem rezultatu), od čega većinu zauzimaju stabilnost poliranja i temperature, kao i paket strpljenja, jer najviše Iritantna stvar kod ovog sim-a je konstantna potreba za ponovnim podizanjem sistema da bi se sačuvali i naknadno testirali novi parametri.

Pretpostavljam da će oni koji žele da se uključe u ovaj proces imati mnogo pitanja (što je i logično), pa će mi, ako postoje (kao i dodaci, razmišljanja, zahvale itd.), biti drago da ih vidim u komentari.

Stay tuned! ;)

Prilikom overklokovanja procesora ručni način rada Možete ručno podesiti potrebnu frekvenciju sistemske magistrale, napon napajanja procesora, kao i odabrati druge parametre overkloka. Ovaj način vam omogućava značajno povećanje frekvencije procesora.

Moderne matične ploče vam omogućavaju da ručno overclockate procesor specijalnih uslužnih programa iz Windows OS-a. Međutim, ovaj način overkloka ne pruža sve mogućnosti koje su dostupne BIOS matične ploče naknade. Stoga bi bilo preporučljivo overklokovati centralni procesor koristeći BIOS.

Pogledajmo ručno overklokiranje centralnog procesora na primjeru tipičnog BIOS-a Asus matične ploče.

Nakon ulaska u BIOS, morate odabrati karticu Advanced glavnog menija, a u njoj - stavku JumperFree Configuration ( pirinač. 17.3). Kao rezultat, otvorit će se meni za overklokiranje procesora ( pirinač. 17.4).

Rice. 17.3. Napredna kartica glavnog menija BIOS-a

Da biste pristupili ručna podešavanja frekvenciju sistemske sabirnice, morate odabrati Manual za parametar AI Over-clocking ( pirinač. 17.5). Kao rezultat, pojavit će se dva nova parametra:

CPU Frekvencija - omogućava vam da ručno podesite frekvenciju sistemske magistrale u koracima od 1 MHz (ova frekvencija utiče na frekvenciju procesora - povećavajući je, čime se povećava frekvencija CPU-a);

Rice. 17.4. Kartica Napredno, stavka JumperFree Configuration u BIOS meniju

PCI-Express frekvencija(PCI-Express bus frekvencija) - koristi se za postavljanje radne frekvencije PCI-Express magistrale.

Rice. 17.5. Postavljanje AI Overclockinga na ručno

Prije overkloka, morate ručno zaključati frekvenciju PCI-Express magistrale na 101 MHz postavljanjem parametra PCI-Express Frequency na 101.

Nakon toga možete započeti proces overklokovanja procesora. Da biste to učinili, morate postepeno povećavati vrijednost parametra CPU Frequency ( pirinač. 17.6). Frekvenciju procesora treba povećavati postepeno, u koracima od 10 MHz.

Nakon povećanja frekvencije, trebalo bi da sve sačuvate BIOS postavke i ponovo pokrenite sistem. Ako se OS učitava, onda je potrebno testirati stabilnost sistema (za više detalja pogledajte Poglavlje 19). Ako je sistem stabilan, onda možete ponovo povećati frekvenciju procesora ako je sistem nestabilan, tada biste trebali smanjiti frekvenciju procesora u koracima od 1 MHz dok se ne postigne stabilna vrijednost.

Rice. 17.6. Postavljanje parametra CPU frekvencije

Overklokiranje procesora je dug, radno intenzivan proces. Postizanje maksimalne stabilne frekvencije procesora može potrajati od nekoliko desetina minuta do nekoliko sati. Također treba reći da se svaka procesorska instanca različito overklokuje, pa se čak i dva identična procesora koriste sa istim matična ploča i pamćenje, mogu imati različite maksimalne frekvencije rad.

Gore navedeni primjer ručnog overkloka ne dozvoljava vam da dostignete maksimalnu moguću frekvenciju procesora, ali će značajno pomoći u overklokavanju CPU-a. Da bi se postigle veće frekvencije overkloka, potrebno je promijeniti i takve operativne parametre sistema kao što su napon napajanja procesora, množitelj sistemske magistrale i napon napajanja memorije. Međutim, nisu svi gore navedeni parametri dostupni za podešavanje u BIOS-u većine matičnih ploča, tako da nije uvijek moguće overklokirati procesor pomoću ovih parametara.

U ovom članku ćemo govoriti o razlozima uspjeha PCI magistrale i opisati tehnologiju visokih performansi koja je zamjenjuje - PCI Express sabirnicu. Takođe ćemo pogledati istoriju razvoja, nivoe hardvera i softvera PCI Express magistrale, karakteristike njene implementacije i navesti njene prednosti.

Kada je početkom 1990-ih. pojavila se, tada na svoj način tehničke specifikacije značajno superiorniji u odnosu na sve sabirnice koje su postojale do tada, kao što su ISA, EISA, MCA i VL-bus. U to vrijeme, sabirnica PCI (Peripheral Component Interconnect), koja radi na 33 MHz, bila je vrlo pogodna za većinu perifernih uređaja. Ali danas se situacija na mnogo načina promijenila. Prije svega, brzine procesora i memorije su značajno povećane. Na primjer, brzina procesora je porasla sa 33 MHz na nekoliko GHz, dok se radna frekvencija PCI povećala na samo 66 MHz. Pojava tehnologija kao što su Gigabit Ethernet i IEEE 1394B zaprijetila je da se cjelokupni propusni opseg PCI magistrale može potrošiti na servisiranje jednog uređaja zasnovanog na ovim tehnologijama.

Istovremeno, PCI arhitektura ima niz prednosti u odnosu na svoje prethodnike, pa je bilo neracionalno potpuno je revidirati. Prije svega, ne ovisi o tipu procesora, podržava izolaciju bafera, tehnologiju upravljanja magistralom (hvatanje magistrale) i PnP tehnologiju u potpunosti. Izolacija bafera znači da PCI magistrala radi nezavisno od interne procesorske magistrale, omogućavajući procesorskoj magistrali da radi nezavisno od brzine i opterećenja sistemske magistrale. Zahvaljujući tehnologiji hvatanja magistrale, periferni uređaji mogu direktno kontrolirati proces prijenosa podataka na magistrali, umjesto da čekaju pomoć od centralnog procesora, što bi uticalo na performanse sistema. konačno, Podrška za utikač a Play vam to omogućava automatsko podešavanje i konfiguraciju uređaja koji ga koriste i izbjegavanje gužve sa džamperima i prekidačima, što je prilično pokvarilo živote vlasnika ISA uređaja.

Uprkos nesumnjiv uspeh PCI se trenutno suočava sa ozbiljnim problemima. To uključuje ograničenu propusnost, nedostatak mogućnosti prijenosa podataka u realnom vremenu i nedostatak podrške za mrežne tehnologije sljedeće generacije.

Uporedne karakteristike različitih PCI standarda

Treba uzeti u obzir da stvarna propusnost može biti manja od teorijske zbog principa rada protokola i karakteristika topologije magistrale. Osim toga, ukupna propusnost se raspoređuje na sve uređaje koji su na njega povezani, tako da što više uređaja sjedi na magistrali, svaki od njih dobiva manji propusni opseg.

Poboljšanja standarda kao što su PCI-X i AGP su dizajnirana da eliminišu njegov glavni nedostatak - nisku brzinu takta. Međutim, povećanje frekvencije takta u ovim implementacijama je dovelo do smanjenja efektivne dužine magistrale i broja konektora.

Nova generacija magistrale, PCI Express (ili skraćeno PCI-E), prvi put je predstavljena 2004. godine i dizajnirana je da riješi sve probleme sa kojima se njegov prethodnik suočavao. Danas je većina novih računara opremljena PCI Express magistralom. Iako imaju i standardne PCI slotove, nije daleko vrijeme kada će sabirnica postati stvar povijesti.

PCI Express arhitektura

Arhitektura sabirnice ima strukturu na više nivoa, kao što je prikazano na slici.

Sabirnica podržava model PCI adresiranja, što omogućava svim postojećim računarima da rade sa njom. trenutno drajveri i aplikacije. Osim toga, PCI Express magistrala koristi standardni PnP mehanizam koji je obezbjeđivao prethodni standard.

Razmotrimo svrhu različitih nivoa PCI-E organizacije. Na nivou softvera magistrale generišu se zahtevi za čitanje/pisanje, koji se prenose na nivou transporta pomoću posebnog paketnog protokola. Sloj podataka je odgovoran za kodiranje koje ispravlja greške i osigurava integritet podataka. Osnovni hardverski sloj se sastoji od dualnog simpleks kanala koji se sastoji od para za prenos i prijem, koji se zajedno nazivaju linija. Ukupna brzina magistrale od 2,5 Gb/s znači da je propusnost za svaku PCI Express traku 250 MB/s u svakom smjeru. Ako uzmemo u obzir gubitke zbog preopterećenja protokola, onda je za svaki uređaj dostupno oko 200 MB/s. Ova propusnost je 2-4 puta veća od onoga što je bilo dostupno za PCI uređaje. I, za razliku od PCI-ja, ako je propusni opseg raspoređen na sve uređaje, onda ide na svaki uređaj u potpunosti.

Danas postoji nekoliko verzija PCI Express standarda, koje se razlikuju po propusnosti.

Propusnost PCI Express x16 sabirnice za različite verzije PCI-E, Gb/s:

• 32/64
• 64/128
• 128/256

PCI-E bus formati

Trenutno su dostupne različite opcije za PCI Express formate, ovisno o namjeni platforme - desktop računar, laptop ili server. Serveri kojima je potrebna veća propusnost imaju više PCI-E slotova, a ovi slotova imaju veći broj spojne linije. Nasuprot tome, laptop računari mogu imati samo jednu traku za uređaje srednje brzine.

Video kartica sa PCI Express x16 interfejsom.

PCI Express kartice za proširenje su vrlo slične PCI karticama, ali PCI-E slotovi imaju povećano prianjanje kako bi osigurali da kartica neće iskliznuti iz slota zbog vibracija ili tokom transporta. Postoji nekoliko faktora oblika PCI Express slotova, čija veličina ovisi o broju korištenih traka. Na primjer, autobus sa 16 traka označen je kao PCI Express x16. Iako ukupan broj traka može biti do 32, u praksi je većina matičnih ploča sada opremljena PCI Express x16 magistralom.

Kartice manjeg oblika mogu se priključiti u utore za veće bez ugrožavanja performansi. Na primjer, PCI Express x1 kartica se može spojiti na PCI Express x16 slot. Kao i kod PCI magistrale, možete koristiti PCI Express ekstender za povezivanje uređaja ako je potrebno.

Izgled raznih vrsta konektora na matična ploča. Od vrha do dna: PCI-X slot, PCI Express x8 slot, PCI slot, PCI Express x16 slot.

Express Card

Standard Express Card nudi vrlo jednostavan način za dodavanje opreme sistemu. Ciljno tržište za module Express Card su laptopi i mali računari. Za razliku od tradicionalnih kartica za proširenje desktop računare, Express kartica se može povezati sa sistemom u bilo kom trenutku dok računar radi.

Jedna popularna vrsta Express kartica je PCI Express Mini Card, dizajnirana kao zamjena za kartice Mini PCI formata. Kartica kreirana u ovom formatu podržava i PCI Express i USB 2.0. PCI dimenzije Express Mini kartice su 30x56 mm. PCI Express Mini kartica se može povezati na PCI Express x1.

Prednosti PCI-E

PCI Express tehnologija pruža prednosti u odnosu na PCI u sljedećih pet područja:

1. Veće performanse. Sa samo jednom trakom, PCI Express ima dvostruko veću propusnost od PCI. U ovom slučaju, propusnost se povećava proporcionalno broju linija u sabirnici, čiji maksimalni broj može doseći 32. Dodatna pogodnost je da se informacije na sabirnici mogu prenositi istovremeno u oba smjera.
2. Pojednostavite I/O. PCI Express koristi prednosti magistrala kao što su AGP i PCI-X i ima manje složenu arhitekturu i uporednu lakoću implementacije.
3. Arhitektura na više nivoa. PCI Express nudi arhitekturu koja se može prilagoditi novim tehnologijama bez potrebe za značajnim nadogradnjama softvera.
4. Input/output tehnologije nove generacije. PCI Express omogućava nove mogućnosti akvizicije podataka uz tehnologiju istovremenog prijenosa podataka koja osigurava da se informacije primaju na vrijeme.
5. Jednostavnost upotrebe. PCI-E znatno olakšava korisniku nadogradnju i proširenje sistema. Dodatni formati Express kartica, kao što je ExpressCard, uvelike povećavaju mogućnost dodavanja brzih perifernih uređaja na servere i prijenosna računala.

Zaključak

PCI Express je bus tehnologija za povezivanje perifernih uređaja, koja je zamijenila tehnologije kao što su ISA, AGP i PCI. Njegova upotreba značajno povećava performanse računara, kao i mogućnost korisnika da proširi i ažurira sistem.

„Niko u ovom vozu ništa ne zna!
“Šta drugo možete očekivati ​​od ovih ljenčarevih stranaca?”
Agatha Christie, "Orijent ekspres".

Dakle, gospodo, vrijeme je da promijenite gumu koja je standard industrije već 10 godina. PCI, čija je prva verzija standarda razvijena davne 1991. godine, živi dug i srećan život, u svojim različitim oblicima predstavljajući osnovu za male i velike servere, industrijske računare, laptope i grafička rješenja (podsjetite da AGP također prati njegovo porijeklo od PCI i specijalizirana je i proširena verzija potonjeg). Ali, prije nego što pričamo o novom proizvodu, pogledajmo povijest, prisjetimo se kako se odvijao razvoj PCI-a. Jer, više puta je napomenuto da je, govoreći o budućim perspektivama, uvijek korisno pronaći istorijske analogije: Istorija PCI

Intel je 1991. godine predložio osnovnu verziju (1.0) standarda PCI magistrale (Peripheral Component Interconnect). PCI je namijenjen da zamijeni ISA (a kasnije i njegovu ne baš uspješnu i skupu serversku proširenu modifikaciju EISA). Pored značajnog povećanja propusni opseg, novu magistralu karakteriše mogućnost dinamičkog konfigurisanja resursa (prekida) dodijeljenih povezanim uređajima.

1993. godine, PCI Special Interest Group (PCISIG, Posebna grupa Interesi PCI, organizacija koja se pobrinula za razvoj i usvajanje različitih standarda vezanih za PCI) objavljuje ažuriranu 2.0 reviziju standarda, koja je postala osnova za široku ekspanziju PCI (i njegovih različitih modifikacija) u industriji informacione tehnologije. Mnoge poznate kompanije učestvuju u aktivnostima PCISIG-a, uključujući osnivača PCI-a, Intel Corporation, koja je industriji dala mnoge dugotrajne, istorijski uspešne standarde. Dakle, osnovna verzija PCI (IEEE P1386.1):

• Frekvencija takta magistrale je 33 MHz, koristi se sinhroni prenos podataka;
• Maksimalna propusnost 133 MB po sekundi;
• Paralelna sabirnica podataka širine 32 bita;
• Adresni prostor 32-bitni (4 GB);
• Nivo signala 3,3 ili 5 volti.

Kasnije se pojavljuju sljedeće ključne modifikacije gume:

• PCI 2.2 64-bitna širina magistrale i/ili dozvoljena frekvencija takta od 66 MHz, tj. vršna propusnost do 533 MB/sec;
• PCI-X, 64-bitna verzija PCI 2.2 povećana na 133 MHz frekvencija(vršna propusnost 1066 MB/sec);
• PCI-X 266 (PCI-X DDR), DDR verzija PCI-X (efektivna frekvencija 266 MHz, stvarna 133 MHz sa prenosom na obe ivice signala takta, vršni propusni opseg 2,1 GB/sec);
• PCI-X 533 (PCI-X QDR), QDR verzija PCI-X (efektivna frekvencija 533 MHz, vršni propusni opseg 4,3 GB/s);
• Mini PCI PCI sa konektorom u stilu SO-DIMM, koji se prvenstveno koristi za minijaturne mrežne, modemske i druge kartice u laptopima;
• Kompaktni PCI standard za formu (moduli se ubacuju sa kraja u kućište sa zajedničkom magistralom na zadnjoj ravni) i konektor namenjen prvenstveno industrijskim računarima i drugim kritičnim aplikacijama;
• Brza verzija PCI-a sa ubrzanim grafičkim portom (AGP) optimizirana za grafičke akceleratore. Ne postoji bus arbitraža (tj. dozvoljen je samo jedan uređaj, s izuzetkom najnovije, 3.0 verzije AGP standarda, gdje mogu postojati dva uređaja i slota). Prenosi na akcelerator su optimizovani, postoji skup posebnih dodatnih karakteristika specifičnih za grafiku. Ova magistrala se prvi put pojavila zajedno sa prvim sistemskim kompletima za Pentium II procesor. Postoje tri osnovne verzije AGP protokola, dodatna specifikacija napajanja (AGP Pro) i 4 brzine prenosa podataka od 1x (266 MB/sec) do 8x (2GB/sec), uključujući prihvatljive nivoe signala 1,5, 1,0 i 0,8 volti.

Spomenimo i CARDBUS 32-bitnu verziju sabirnice za PCMCIA kartice, sa hot pluggingom i nekim dodatne funkcije, međutim, ima mnogo zajedničkog s osnovnom verzijom PCI-a.

Kao što vidimo, glavni razvoj gume je u sljedećim smjerovima:

1. Izrada specijalizovanih modifikacija (AGP);
2. Kreiranje specijalizovanih oblika faktora (Mini PCI, Compact PCI, CARDBUS);
3. Povećanje dubine bita;
4. Povećanje frekvencije takta i korištenje DDR/QDR šema prijenosa podataka.

Sve je to sasvim logično, s obzirom na ogroman vijek trajanja takvog univerzalnog standarda. Štaviše, tačke 1 i 2 nemaju za cilj održavanje kompatibilnosti sa osnovnim PCI karticama, ali tačke 3 i 4 se postižu povećanjem originalnog PCI konektora, i dozvoljavaju instalaciju konvencionalnih 32-bitnih PCI kartica. Da budemo pošteni, napominjemo da je tokom evolucije magistrale bilo i namjernih gubitaka kompatibilnosti sa starijim karticama, čak i za osnovnu verziju PCI konektora, na primjer, u specifikaciji 2.3 spominje se podrška za nivo signala od 5 volti i nestao napon napajanja. kao rezultat toga, serverske ploče Autobusi opremljeni ovom modifikacijom mogu patiti kada se u njih ugrade stare, pet-voltne kartice, iako im, sa stanovišta geometrije konektora, ove kartice odgovaraju.

Međutim, kao i svaka druga tehnologija (na primjer, arhitektura jezgre procesora), tehnologija sabirnice ima svoja razumna ograničenja skaliranja, približavajući im se povećanje propusnosti za sve više i više po većoj cijeni. Povećana frekvencija takta zahtijeva skuplje ožičenje i nameće značajna ograničenja na dužinu signalnih linija ili korištenje DDR rješenja također povlači za sobom mnoge probleme, koji na kraju jednostavno rezultiraju povećanim troškovima. I ako će u segmentu servera rješenja poput PCI-X 266/533 još neko vrijeme biti ekonomski opravdana, onda ih nismo vidjeli u potrošačkim računarima, a nećemo ih ni vidjeti. Zašto? Očigledno je da bi u idealnom slučaju propusnost magistrale trebala rasti sinhrono sa rastom performansi procesora, dok bi prodajna cijena trebala ne samo ostati ista, već bi se idealno trebala i smanjiti. Trenutno je to moguće samo uz korištenje nove tehnologije autobusa. O njima ćemo danas: Epoha serijski autobusi

Dakle, nije tajna da je u naše vrijeme idealno vanjsko sučelje, na ovaj ili onaj način, dosljedno. Prošli su dani višejezgrene centronike i debelih (ne možete ga slomiti kundakom) SCSI crijeva - zapravo, naslijeđe čak i prije vremena PC-a. Tranzicija se odvijala polako ali sigurno: prvo tastatura i miš, pa modem, pa, nakon godina i godina skeneri i štampači, video kamere, digitalne kamere. USB, IEE1394, USB 2. Trenutno su svi vanjski periferni uređaji za potrošače prešli na serijske veze. Bežična rješenja su odmah iza ugla. Mehanizam je očigledan u današnje vrijeme da je isplativije staviti maksimalnu funkcionalnost u čip (vruće uključivanje, serijsko kodiranje, prijenos i prijem, dekodiranje podataka, rutiranje i protokoli za zaštitu od grešaka, itd. koji su potrebni za istiskivanje potrebne topološke fleksibilnosti i značajne propusnosti iz par žica stvari), umjesto da se nosite s prevelikom količinom kontakata, crijevima sa stotinama žica unutra, skupim lemljenjem, zaštitom, ožičenjem i bakrom. U današnje vrijeme, serijske sabirnice postaju sve praktičnije ne samo sa stanovišta krajnjeg korisnika, već i sa stanovišta banalnih prednosti propusnog opsega pomnoženog udaljenosti podijeljenom s dolarima. Naravno, s vremenom ovaj trend nije mogao a da se ne proširi i na unutrašnjost računara – već vidimo prvi plod ovakvog pristupa – Serial ATA. Štaviše, ovaj trend možemo ekstrapolirati ne samo na sistemske sabirnice (glavna tema ovog članka) već i na memorijsku sabirnicu (pravedno je reći da sličan primjer već je postojao Rambus, ali ga je industrija s pravom smatrala preuranjenim) pa čak i na sabirnici procesora (potencijalno uspješniji primjer HT). Ko zna koliko će kontakata Pentium X imati, možda manje od stotinu, pod uslovom da je polovina uzemljenja i napajanja. Vrijeme je da usporite i jasno artikulirate prednosti serijskih sabirnica i sučelja:

1. Povoljno premjestiti sve više i više praktične implementacije sabirnice na silicij, što olakšava otklanjanje grešaka, povećava fleksibilnost i skraćuje vrijeme razvoja;
2. Mogućnost organskog korištenja drugih nosača signala u budućnosti, poput optičkih;
3. Ušteda prostora (minijaturizacija nije preskupa) i smanjenje složenosti instalacije;
4. Lakše je implementirati hot plugging i dinamičku konfiguraciju u bilo kom smislu;
5. Sposobnost dodjeljivanja garantiranih i izohronih kanala;
6. Prelazak sa zajedničkih magistrala sa arbitražom i nepredvidivim prekidima, nezgodnim za pouzdane/kritične sisteme, na predvidljivije veze od tačke do tačke;
7. Bolja skalabilnost u smislu troškova i fleksibilnija u smislu topologije;
8. Zar ovo još nije dovoljno??? ;-).

U budućnosti treba očekivati ​​prelazak na bežične autobuse, tehnologije slične UWB (Ultra Wide Band), međutim, to nije pitanje iduće godine ili čak pet godina.

A sada je vrijeme da razgovaramo o svim prednostima na konkretnom primjeru: novu standardnu ​​sistemsku magistralu PCI Express, čija se masovna distribucija očekuje u PC segmentu i srednjim/malim serverima sredinom sljedeće godine. PCI Express samo činjenice

PCI Express ključne razlike

Pogledajmo bliže ključne razlike između PCI Express-a i PCI-ja:

1. Kao što je već nekoliko puta pomenuto, nova sabirnica je serijska, a ne paralelna. Glavne prednosti: smanjena cijena, minijaturizacija, bolje skaliranje, povoljniji električni i frekventni parametri (nema potrebe za sinhronizacijom svih signalnih vodova);
2. Specifikacija je podijeljena na cijeli niz protokola, čiji se svaki sloj može poboljšati, pojednostaviti ili zamijeniti bez utjecaja na druge. Na primjer, može se koristiti drugačiji nosač signala ili rutiranje može biti eliminirano u slučaju namjenskog kanala za samo jedan uređaj. Mogu se dodati dodatne mogućnosti kontrole. Razvoj takve magistrale će biti mnogo manje bolan povećanje propusnosti neće zahtijevati promjenu kontrolnog protokola i obrnuto. Brzo i praktično razviti prilagođene opcije za posebne namjene;
3. Originalna specifikacija je uključivala mogućnost zamjene kartica u vrućem vremenu;
4. Originalna specifikacija je uključivala mogućnost kreiranja virtuelnih kanala, garantovanja propusnog opsega i vremena odziva, prikupljanja QoS (kvaliteta usluge) statistike;
5. Originalna specifikacija je uključivala mogućnost kontrole integriteta prenetih podataka (CRC);
6. Originalna specifikacija je uključivala mogućnosti upravljanja napajanjem.

Dakle, širi raspon primjenjivosti, praktičnije skaliranje i prilagođavanje, bogat skup inicijalno ugrađenih mogućnosti. Sve je tako dobro da jednostavno ne mogu da verujem. Međutim, o ovoj gumi čak i okorjeli pesimisti govore više pozitivno nego negativno. I to ne iznenađuje da kandidat za desetogodišnji tron ​​zajedničkog standarda za veliki broj različitih aplikacija (od mobilnih i ugrađenih do servera Enterprise klase ili aplikacija kritičnih za misiju) jednostavno mora izgledati besprijekorno sa svih strana, barem na papiru :-). Kako će to ispasti u praksi vidjećemo uskoro. PCI Express kako će to izgledati

Najjednostavnija opcija za prelazak na PCI-Express za arhitektonski standardne desktop sisteme izgleda ovako:

Međutim, u budućnosti je logično očekivati ​​pojavu neke vrste PCI Express splitera. Zatim ujedinjenje sjevera južni mostovi. Navedimo primjere mogućih topologija sistema. Klasični PC sa dva mosta:

Kao što je već pomenuto, Mini PCI Express slot je obezbeđen i standardizovan:

I novi slot za eksterne zamjenjive kartice, sličan CARDBUS-u, koji nosi ne samo PCI Express već i USB 2.0:

Zanimljivo je da postoje dva faktora oblika za kartice, ali se ne razlikuju po debljini kao prije, već po širini:

Rješenje je vrlo zgodno prvo, napraviti dvokatnu instalaciju unutar kartice je mnogo skuplje i nezgodnije nego napraviti karticu sa većom pločom unutra, a drugo, kartica puna širinaće na kraju primiti duplo veću propusnost, tj. drugi konektor neće mirovati. Sa električne ili protokolarne tačke gledišta, sabirnica NewCard ne donosi ništa novo, sve funkcije potrebne za zamjenu u toku rada ili uštedu energije već su uključene u osnovnu PCI Express specifikaciju

Da bi se olakšao prelaz, obezbeđen je mehanizam kompatibilnosti softver, napisan za PCI (drajveri uređaja, OS). Osim toga, PCI Express konektori, za razliku od PCI, nalaze se na drugoj strani dijela rezerviranog za karticu za proširenje, tj. mogu koegzistirati na istom mjestu sa PCI konektorima. Korisnik će samo morati da odabere koju karticu želi da ubaci. Prije svega, očekuje se pojava PCI Express-a na inicijalnom serveru (dual-processor) Intel platforme u prvoj polovini 2004. godine, zatim u Enthusiast klasi desktop platformi i radnih stanica (iste godine). Koliko brzo će PCI Express biti podržan od strane drugih proizvođača čipseta nije jasno, međutim, i NVIDIA i SIS odgovaraju na pitanje potvrdno, iako ne navode konkretne datume. Već dugo planiran i priprema za puštanje u prvu polovinu 2004 grafička rješenja(akceleratori) kompanija NVIDIA i ATI, opremljeni sa ugrađenim PCI podrška Express x16. Brojni drugi proizvođači su aktivni sudionici u razvoju i testiranju PCI Express-a, a također namjeravaju predstaviti svoje proizvode prije kraja 2004. godine.

da vidimo! Postoji sumnja da je beba uspjela.
Sretno, PCI Express: polazak 2004, dolazak 2014.

Rad svakog digitalnog računara zavisi od frekvencije sata, koju određuje kvarcni rezonator. To je limena posuda u koju se nalazi kristal kvarca. Pod uticajem električnog napona u kristalu nastaju oscilacije električne struje. Ova ista frekvencija oscilovanja naziva se frekvencija sata. Sve promjene u logičkim signalima u bilo kojem kompjuterskom čipu se dešavaju u određenim intervalima, koji se nazivaju ciklusi takta. Odavde možemo zaključiti da je najmanja jedinica vremena za većinu logičkih uređaja računara ciklus takta ili, na drugi način, period frekvencije sata. Jednostavno rečeno, svaka operacija zahtijeva najmanje jedan ciklus takta (iako neki moderni uređaji uspijevaju izvesti nekoliko operacija u jednom taktu). Frekvencija takta, u odnosu na personalne računare, meri se u MHz, gde je Herc jedna vibracija u sekundi, odnosno 1 MHz je milion vibracija u sekundi. Teoretski, ako sistemska sabirnica Vaš računar radi na frekvenciji od 100 MHz, što znači da može izvršiti do 100.000.000 operacija u sekundi. Uzgred, uopšte nije neophodno da svaka komponenta sistema obavezno radi nešto sa svakim ciklusom takta. Postoje takozvani prazni satovi (ciklusi čekanja), kada uređaj čeka odgovor od nekog drugog uređaja. Na primjer, organiziran je rad RAM-a i procesora (CPU) čija je taktna frekvencija znatno viša od frekvencije takta RAM-a.

Dubina bita

Sabirnica se sastoji od nekoliko kanala za prijenos električnih signala. Ako kažu da je sabirnica trideset dva bita, to znači da je sposobna prenositi električne signale kroz trideset dva kanala istovremeno. Postoji jedan trik. Činjenica je da sabirnica bilo koje deklarirane širine (8, 16, 32, 64) zapravo ima veći broj kanala. Odnosno, ako uzmemo istu 32-bitnu sabirnicu, tada se 32 kanala dodjeljuju za sam prijenos podataka, a dodatni kanali su namijenjeni za prijenos određenih informacija.

Brzina prijenosa podataka

Naziv ovog parametra govori sam za sebe. Izračunava se po formuli:

brzina takta * dubina bita = brzina prenosa

Izračunajmo brzinu prijenosa podataka za 64-bitnu sistemsku magistralu koja radi na frekvenciji takta od 100 MHz.

100 * 64 = 6400 Mbps6400 / 8 = 800 Mbps

Ali rezultirajući broj nije stvaran. U životu na gume utiče gomila različitih faktora: neefikasna provodljivost materijala, smetnje, nedostaci u dizajnu i montaži i još mnogo toga. Prema nekim izvještajima, razlika između teorijske brzine prijenosa podataka i praktične može biti i do 25%.

Rad svake magistrale nadgledaju namjenski kontroleri. Oni su dio logičkog skupa sistema ( chipset).

isa bus

ISA (Industry Standard Architecture) sistemska magistrala se koristi od procesora i80286. Utor za karticu za proširenje uključuje 64-pinski primarni konektor i 36-pinski sekundarni konektor. Sabirnica je 16-bitna, ima 24 adresne linije i omogućava direktan pristup 16 MB RAM-a. Broj hardverskih prekida je 16, DMA kanala 7. Moguće je sinhronizovati rad magistrale i procesora sa različitim taktnim frekvencijama. Frekvencija takta - 8 MHz. Maksimalna brzina prijenosa podataka je 16 MB/s.

PCI. (sabirnica za povezivanje perifernih komponenti - sabirnica za povezivanje perifernih komponenti)

U junu 1992. godine pojavio se na sceni novi standard– PCI, čiji je roditelj bio Intel, odnosno posebna interesna grupa koju je on organizovao. Početkom 1993. godine pojavila se modernizirana verzija PCI. Zapravo, ovaj autobus nije lokalni. Da vas podsjetim da je lokalna magistrala ona magistrala koja je direktno povezana sa sistemskom magistralom. PCI koristi Host Bridge (glavni most) za povezivanje s njim, kao i Peer-to-Peer Bridge (peer-to-peer bridge), koji je dizajniran za povezivanje dvije PCI magistrale. Između ostalog, PCI je sam po sebi most između ISA i procesorske magistrale.

Brzina PCI takta može biti 33 MHz ili 66 MHz. Dubina bita – 32 ili 64. Brzina prenosa podataka – 132 MB/sec ili 264 MB/sec.

PCI standard nudi tri vrste kartica u zavisnosti od napajanja:

1. 5 volti – za desktop računare

2. 3,3 volta – za laptop računare

3. Univerzalne ploče koje mogu raditi u oba tipa računara.

Velika prednost PCI magistrale je da ispunjava Plug and Play specifikaciju. Osim toga, na PCI magistrali, svaki prijenos signala se odvija na paketni način, gdje je svaki paket podijeljen u faze. Paket počinje fazom adrese, nakon čega obično slijedi jedna ili više faza podataka. Broj faza podataka u paketu može biti neograničen, ali je ograničen tajmerom koji određuje maksimalno vrijeme koje uređaj može koristiti od strane magistrale. Svaki povezani uređaj ima takav tajmer, a njegova vrijednost se može podesiti tokom konfiguracije. Arbitar se koristi za organizaciju rada prenosa podataka. Činjenica je da na sabirnici mogu postojati dvije vrste uređaja - master (inicijator, master, master) sabirnice i slave. Master preuzima kontrolu nad magistralom i inicira prijenos podataka do odredišta, tj. Svaki uređaj povezan na sabirnicu može biti master ili slave, a ova hijerarhija se stalno mijenja ovisno o tome koji uređaj je zatražio dozvolu od arbitra magistrale za prijenos podataka i kome. Čipset, odnosno Sjeverni most, odgovoran je za beskonfliktan rad PCI magistrale. Ali život nije stao na PCI. Stalno poboljšanje video kartica dovelo je do činjenice da su fizički parametri PCI magistrale postali nedovoljni, što je dovelo do pojave AGP-a.