يعد Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) أحد معايير ناقل توسيع الكمبيوتر التسلسلي عالي السرعة الذي يربط الأجهزة باللوحة الأم. تم تقديمه لأول مرة في عام 2004 كبديل للوسائل السابقة لـ PCI و AGP. يسمح PCIe بالاتصال بشكل أسرع بين المعالج وبطاقات التوسعة المتنوعة ، مثل بطاقات الرسوميات وبطاقات الصوت ومحولات الشبكات. لقد أصبحت تقنية الاتصال البيني الأكثر استخدامًا لنقل البيانات عالية السرعة في أجهزة الكمبيوتر والخوادم الحديثة.
تم بناء واجهة PCIe على بنية قائمة على الحزم، مما يعني أنه يتم إرسال البيانات في حزم صغيرة من المعلومات. وهذا يسمح باتصال أكثر كفاءة بين المعالج وبطاقات التوسعة. بكيي يستخدم طوبولوجيا نقطة إلى نقطة، مما يعني أن كل جهاز لديه اتصال مخصص بالمعالج. تعد هذه الهيكلية أكثر كفاءة من بنية الناقل المشترك المستخدمة في المعايير السابقة لأنها تلغي الحاجة إلى انتظار الأجهزة للوصول إلى الناقل.
يحتوي PCIe على العديد من الميزات الرئيسية التي تجعله متفوقًا على التوصيلات الطرفية الأخرى. الأول والأكثر وضوحا هو سرعته. يمكن لـ PCIe 4.0 ، الإصدار الحالي ، تحقيق معدلات تصل إلى 16 جيجابايت / ثانية لكل مسار. هذا أسرع بمرتين من PCIe 3.0 ، الذي تبلغ سرعته القصوى 8 جيجابايت / ثانية لكل ممر. ميزة أخرى مهمة لـ PCIe هي قابلية التوسع. يسمح PCIe بإضافة المزيد من الطرق لزيادة النطاق الترددي. هذا مهم للأجهزة مثل بطاقات الرسومات ، التي تتطلب نطاقًا تردديًا عاليًا لنقل كميات كبيرة من البيانات بسرعة. أخيرًا ، يدعم PCIe التبديل السريع ، والذي يسمح بإضافة عناصر واجهة المستخدم أو إزالتها من النظام أثناء التشغيل دون التسبب في أي ضرر أو انقطاع.
تطورت تقنية PCIe على مر السنين ، مع تحسن كل جيل جديد مقارنة بالجيل السابق. تم تقديم PCIe 1.0 في عام 2003 ، بسرعة قصوى تبلغ 2.5 جيجابايت / ثانية لكل حارة. تم إصدار PCIe 2.0 في عام 2007 ، مع سرعة قصوى تبلغ 5 جيجابايت / ثانية لكل مسار. تم تقديم PCIe 3.0 في عام 2010 ، مع سرعة قصوى تبلغ 8 جيجابايت / ثانية لكل مسار. أخيرًا ، تم إصدار PCIe 4.0 في عام 2017 ، بسرعة قصوى تبلغ 16 جيجابايت / ثانية لكل مسار.
أدخل كل جيل جديد من PCIe تحسينات على التكنولوجيا. السرعة هي إحدى الفروق الرئيسية بين الأعمار. كما ذكرنا ، ضاعف كل جيل جديد معدل الجيل السابق. الاختلاف الآخر هو عدد الممرات. يحتوي PCIe 1.0 و 2.0 على 16 مسارًا كحد أقصى ، بينما يمكن لـ PCIe 3.0 و 4.0 دعم ما يصل إلى 64 دورة تدريبية. أخيرًا ، أدخلت الأجيال الأحدث من PCIe ميزات جديدة ، مثل دعم المزيد من الأجهزة المتعطشة للطاقة وتحسين قدرات تصحيح الأخطاء.
تتفوق PCIe على الوصلات الطرفية الأخرى لعدة أسباب. الأول هو سرعته. تتميز PCIe بمعدلات أعلى بكثير من التوصيلات البينية الأخرى ، مثل USB و SATA. وهذا يجعلها مثالية للأجهزة التي تتطلب نطاقًا تردديًا عاليًا ، مثل بطاقات الرسوميات. فائدة أخرى لـ PCIe هي قابلية التوسع. يسمح PCIe بإضافة المزيد من الممرات لزيادة النطاق الترددي ، وهو أمر مستحيل مع الوصلات البينية الأخرى. أخيرًا ، يدعم PCIe التبديل السريع ، والذي يمكّن من إضافة الأجهزة أو إزالتها دون تعطيل النظام. باختصار ، PCIe هي الطريقة الأكثر كفاءة وفعالية لنقل البيانات بين معالج الكمبيوتر وأجهزة التوسيع.
اقتراحات للقراءة: كل ما عليك أن تتعلمه حول GBIC و SFP
فتحة PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) هي واجهة عالية السرعة تُستخدم لتوصيل الأجهزة باللوحة الأم للكمبيوتر. توجد فتحات PCIe بشكل شائع في أجهزة الكمبيوتر المكتبية والخوادم ومحطات العمل وتوصيل أجهزة مختلفة ، مثل بطاقات الرسومات ومحولات الشبكة وبطاقات الصوت وأجهزة التخزين.
يحدد عدد الممرات في فتحة PCIe البيانات المنقولة بين الجهاز واللوحة الأم. تأتي فتحات PCIe بأحجام مختلفة وبأعداد مختلفة من المسارات. على سبيل المثال ، تحتوي فتحة PCIe x1 على حارة واحدة ، بينما تحتوي فتحة PCIe x16 على ستة عشر مسارًا. كلما زاد عدد الشوارع الموجودة في فتحة PCIe ، زادت البيانات التي يمكن نقلها في الثانية.
عرض النطاق الترددي لفتحة PCIe يتناسب طرديًا مع عدد الممرات الخاصة بها. يمكن لكل مسار PCIe نقل ما يصل إلى 985 ميجابايت / ثانية (ميجابايت في الثانية) في كل اتجاه. لذلك ، يمكن أن ترسل فتحة PCIe x1 ما يصل إلى 985 ميجابايت / ثانية ، بينما يمكن أن تنقل فتحة PCIe x16 ما يصل إلى 15,760 ميجابايت / ثانية.
عند تحديد فتحة PCIe ، يعتمد عدد الممرات المطلوبة على الجهاز الذي تريد توصيله. على سبيل المثال ، تتطلب بطاقة الرسومات عادةً ما لا يقل عن x16 ممرات لتقديم الأداء الأمثل ، في حين أن بطاقة الصوت أو محول الشبكة قد يحتاج فقط إلى فتحة PCIe x1 أو x4. إذا كنت تقوم ببناء نظام ، فمن الضروري فهم متطلبات الأجهزة الخاصة بك للتأكد من أن عدد ممرات فتحات PCIe متوافق مع أجهزتك.
فيما يلي قائمة شاملة بتكوينات ممر PCIe المطلوبة لتحقيق الأداء الأمثل للأجهزة المختلفة:
بطاقة الرسومات: تتطلب بطاقة الرسومات المتطورة فتحة PCIe x16 على الأقل لتقديم الأداء الأمثل.
محرك أقراص NVMe SSD: تعد محركات أقراص NVMe SSD من بين أسرع أجهزة التخزين المتاحة ، وللحصول على أقصى أداء منها ، استخدم فتحة PCIe x4.
بطاقة الصوت: تعد فتحة PCIe x1 أو x4 كافية لمعظم بطاقات الصوت ، على الرغم من أن بطاقات الصوت المتطورة قد تتطلب فتحة PCIe x8.
محول الشبكة: يتطلب محول الشبكة عادةً فتحة PCIe x1 على الأقل ، على الرغم من أن بعض محولات الشبكة المتطورة قد تتطلب فتحة PCIe x4 أو x8.
PCIe ، أو Peripheral Component Interconnect Express ، عبارة عن ناقل توسيع للكمبيوتر التسلسلي عالي السرعة يستخدم على نطاق واسع لتوصيل البطاقات الإضافية مثل بطاقات الرسوم وبطاقات الشبكة ومحركات الأقراص الصلبة. منذ طرحها في عام 2003 ، تطورت تقنية PCIe بسرعة ، مما أدى إلى زيادة عرض النطاق الترددي ومعدلات نقل البيانات بشكل أسرع وزمن وصول أقل. في هذه المقالة ، سوف نستكشف إصدارات PCIe المختلفة من 1.0 إلى 5.0 ، وميزاتها الرئيسية ، وما يمكن أن نتوقعه من PCIe 6.0 القادم.
اقتراحات للقراءة: فهم InfiniBand: دليل شامل
كان PCIe 1.0 هو الإصدار الأولي من PCIe الذي يوفر معدل نقل بيانات يبلغ 2.5 GT / s وعرض نطاق ترددي يبلغ 250 ميجابايت / ثانية لكل حارة. تحسن هذا بشكل ملحوظ عن معيار PCI السابق ، والذي كان له عرض نطاق ترددي يصل إلى 133 ميجابايت / ثانية. يحتوي PCIe 1.0 على تكوينات 1 و 4 و 8 و 16 مسارًا ، مع وجود 16 مسارًا هي الأكثر شيوعًا لبطاقات الرسوم. ضاعف PCIe 2.0 ، الذي تم إصداره في عام 2007 ، معدل نقل البيانات إلى 5 GT / s وعرض النطاق الترددي إلى 500 ميجابايت / ثانية لكل ممر. كان PCIe 2.0 متوافقًا مع الإصدارات السابقة مع PCIe 1.0 ويمكن استخدامه في فتحات PCIe 1.0 الحالية.
تم إصدار PCIe 3.0 في عام 2010 ومثل قفزة كبيرة إلى الأمام في تقنية PCIe. دعم هذا الإصدار معدل نقل بيانات يبلغ 8 GT / s وعرض نطاق ترددي يبلغ 1 جيجابايت / ثانية لكل ممر ، أي ضعف معدل نقل البيانات في PCIe 2.0. زاد PCIe 3.0 من عدد المسارات إلى 32 ، مما يسمح بمزيد من النطاق الترددي لبطاقات الرسوم المتطورة والأجهزة الأخرى. من التحسينات المهمة الأخرى في PCIe 3.0 ميزات إدارة الطاقة المحسنة ، مما يسمح بتحسين كفاءة الطاقة وتقليل استهلاك الطاقة.
ضاعف PCIe 4.0 ، الذي تم إصداره في عام 2017 ، معدل نقل البيانات إلى 16 GT / s وزاد النطاق الترددي إلى 2 جيجابايت / ثانية لكل ممر ، مما يجعله أسرع إصدار متاح من PCIe. كما زاد الحد الأقصى لعدد المسارات إلى 64 ، مما يوفر نطاقًا تردديًا إجماليًا يبلغ 256 جيجابايت / ثانية. يتميز PCIe 4.0 بتوافق محسن مع الإصدارات السابقة ، مما يعني أنه يمكن استخدامه في فتحات PCIe 3.0 ، وإن كان ذلك بمعدل نقل بيانات منخفض. كان التغيير المهم الآخر في PCIe 4.0 هو دعمه لهوامش الممر ، مما يتيح اختبار وضبط نقل البيانات بين الأجهزة.
زاد PCIe 5.0 ، الذي تم إصداره في عام 2019 ، من معدل نقل البيانات إلى 32 GT / s وضاعف عرض النطاق الترددي إلى 4 جيجابايت / ثانية لكل مسار. استخدم PCIe 5.0 نظام تشفير جديد ، 128B / 130B ، مما أدى إلى تحسين كفاءته وتقليل النفقات العامة. كما زاد الحد الأقصى لعدد الممرات إلى 128 ، مما يوفر نطاقًا تردديًا إجماليًا هائلاً يصل إلى 512 جيجابايت / ثانية. يتميز PCIe 5.0 بتحسين سلامة الإشارة وتجنب الحديث المتبادل ، مما يتيح مسافات أطول بين الأجهزة. كما قدمت نوعًا جديدًا من الموصلات ، وهو U.3 ، الذي وحد موصلات أجهزة التخزين ، مما يبسط التصميم ويقلل التكاليف.
من المتوقع أن يتم إصدار PCIe 6.0 ، أحدث إصدار من PCIe ، في عام 2021 وسيقدم معدل نقل بيانات يبلغ 64 GT / s وعرض نطاق ترددي يبلغ 8 جيجابايت / ثانية لكل ممر ، مما يضاعف تلك الموجودة في PCIe 5.0. كما تعمل على تحسين كفاءة الطاقة وتقليل زمن الوصول ، مما يجعلها مثالية للحوسبة عالية الأداء والتطبيقات كثيفة البيانات. سيزيد PCIe 6.0 الحد الأقصى لعدد الممرات إلى 256 ، مما يوفر نطاقًا تردديًا إجماليًا لا مثيل له يبلغ 2 تيرابايت / ثانية ، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات النطاق الترددي الفائق مثل الذكاء الاصطناعي وشبكات الجيل الخامس والألعاب المتقدمة. ستعمل PCIe 5 أيضًا على تحسين تصحيح الأخطاء ودعم التحكم في التدفق متعدد المسارات ، مما يضمن نقل البيانات الموثوق به والفعال.
PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) هي تقنية اتصال طرفية عالية السرعة وعالية النطاق في أنظمة الحوسبة الحديثة. تم تقديمه لأول مرة في عام 2004 ليحل محل تقنيات الترابط الطرفية القديمة مثل PCI و AGP ، والتي كانت محدودة في الأداء والسرعة وقابلية التوسع. منذ نشأتها ، تطورت PCIe وتحسنت بشكل كبير وهي تستخدم الآن بشكل شائع في تطبيقات مختلفة ، من الألعاب والرسومات إلى التخزين والشبكات.
أحد أهم تطبيقات تكنولوجيا PCIe هو بطاقات الجرافيكس والألعاب. يوفر PCIe أداءً محسنًا وزمن وصول أقل ونطاق ترددي أعلى ، مما يترجم إلى لعب أكثر سلاسة وأوقات تحميل أسرع وتجربة ألعاب محسّنة. أحدث PCIe ، PCIe 4.0 ، لديه نطاق ترددي يصل إلى 16GT / s (نقلات جيجا في الثانية) ، مقارنة بـ 8GT / s لـ PCIe 3.0. هذا يعني أن PCIe 4.0 يمكنه التعامل مع ضعف معدل نقل البيانات ، مما يتيح عرض رسومات أسرع وتشغيل ألعاب أكثر سلاسة وتقليل أوقات التحميل.
سمحت تقنية PCIe في الألعاب أيضًا بتطوير بطاقات رسومات متطورة يمكنها دعم ميزات مثل تتبع الشعاع في الوقت الفعلي ودقة أعلى وشاشات متعددة الشاشات. تعد سلسلة GeForce RTX 30 من Nvidia وسلسلة Radeon RX 6000 من AMD أمثلة على بطاقات الرسومات التي تستخدم PCIe 4.0 وتقدم أداءً استثنائيًا في الألعاب.
أصبحت محركات أقراص الحالة الثابتة ذات شعبية متزايدة كبديل لمحركات الأقراص الثابتة التقليدية (HDDs). أحد أسباب شعبيتها هو استخدام تقنية PCIe ، والتي تتيح أوقات تمهيد أسرع ، وأوقات تحميل أسرع للتطبيقات ، واستجابة محسنة للنظام بشكل عام. يمكن أن توفر محركات الأقراص الثابتة المستندة إلى PCIe سرعات قراءة وكتابة أعلى ، مما يحسن أداء النظام.
أصبحت محركات أقراص الحالة الصلبة المستندة إلى PCIe أكثر انتشارًا وغالبًا ما يتم تضمينها في أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة سطح المكتب المتطورة. يمكن لأحدث معيار PCIe 4.0 أن يوفر ما يصل إلى 5 جيجابايت / ثانية (جيجابايت في الثانية) من عرض النطاق الترددي ، مما يحسن بشكل كبير مقارنة بمعيار PCIe 3.0 القياسي السابق مع أقصى عرض نطاق يبلغ 2 جيجابايت / ثانية.
تُستخدم بطاقات توسيع PCIe لإضافة وظائف إضافية إلى نظام الكمبيوتر. يمكن أن تتراوح بطاقات التوسيع هذه من بطاقات الشبكة وبطاقات الصوت واتصال USB إلى البطاقات المتخصصة ، مثل بطاقات الالتقاط ، والتي تتيح تسجيل الفيديو والصوت من مصادر خارجية.
سمح استخدام PCIe لبطاقات التوسعة بنقل بيانات أسرع وأكثر موثوقية من تقنيات التوصيل البيني الطرفية الأخرى. يمكن أن توفر بطاقات توسيع PCIe 4.0 ما يصل إلى 16 جيجا بايت / ثانية من النطاق الترددي ، وهو أكثر من كافٍ لمعظم التطبيقات.
تُستخدم تقنية PCIe أيضًا في حلول الشبكات والتخزين لتحسين نقل البيانات وتبادلها بين أنظمة متعددة. يمكن أن توفر بطاقات الشبكات التي تستخدم تقنية PCIe سرعات أعلى وزمن وصول أقل ، مما يؤدي إلى تحسين أداء الشبكة. يمكن أن توفر أجهزة التخزين التي تتضمن تقنية PCIe معدلات نقل بيانات أسرع وأوقات وصول أقل ، مما يتيح معالجة البيانات في الوقت الفعلي.
تُستخدم تقنية PCIe أيضًا في بيئات الخادم ، حيث يتم توصيل أنظمة متعددة ونقل كميات كبيرة من البيانات. في هذه السيناريوهات ، توفر تقنية PCIe النطاق الترددي والموثوقية ومتطلبات قابلية التوسع لحلول التخزين والشبكات عالية الأداء.
تتوافق تقنية PCIe مع أنظمة الكمبيوتر المختلفة ، ولكن من الضروري ملاحظة أنه يجب مراعاة إصدار PCIe المدعوم من اللوحة الأم عند اختيار المكونات. تدعم معظم اللوحات الأم الحديثة PCIe 4.0 ، لكن اللوحات الرئيسية القديمة قد تدعم فقط PCIe 3.0 أو أقدم.
اقتراحات للقراءة: ما هي شبكة مركز البيانات؟ كيفية إدارة شبكة مركز البيانات
أحدثت تقنية PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) ثورة في كيفية توصيل المكونات الطرفية بأنظمة الحوسبة الخاصة بنا. لقد أصبح معيار الصناعة للاتصال عالي السرعة بين الأجهزة المختلفة ، بما في ذلك بطاقات الرسومات وبطاقات الشبكة وأجهزة التخزين.
تتوفر العديد من موصلات PCIe في السوق ، بما في ذلك PCIe x1 و PCIe x4 و PCIe x8 و PCIe x16 و PCIe x32. تختلف هذه الموصلات من حيث الحجم المادي وعدد جهات الاتصال وسعة النطاق الترددي. يعد PCIe x1 هو الموصل الأكثر تصغيرًا ، بينما يعد PCIe x32 هو الأكبر. يعد موصل PCIe x16 هو الأكثر استخدامًا لبطاقات الرسوم ، حيث يوفر نطاقًا تردديًا واسعًا لتشغيل الألعاب والفيديو عالي الجودة.
تتميز معظم اللوحات الأم بفتحة PCIe x16 واحدة على الأقل ، تُستخدم عادةً لبطاقة الرسومات الأساسية. بالإضافة إلى ذلك ، قد تحتوي اللوحات الأم على فتحة واحدة أو أكثر من فتحات PCIe x1 أو PCIe x4 ، والتي يمكن استخدامها لبطاقات التوسعة الأخرى ، مثل بطاقات الصوت أو بطاقات الشبكة. يعتمد عدد فتحات PCIe على اللوحة الأم في النهاية على عامل الشكل والاستخدام المقصود.
بينما PCIe متوافق مع الإصدارات السابقة ، لا يوصى بخلط الأجيال المختلفة على نفس اللوحة الأم. يمكن أن يؤدي القيام بذلك إلى انخفاض النطاق الترددي والأداء. على سبيل المثال ، سيؤدي وضع بطاقة رسومات PCIe 4.0 في فتحة PCIe 3.0 إلى تقليل الأداء. لذلك ، فإن استخدام نفس الجيل من PCIe في كل مكان هو الأفضل للحصول على الأداء الأمثل.
يمكنك استخدام بطاقة رسومات PCIe 4.0 على فتحة PCIe 3.0 ، ولكنها ستعمل بسرعات PCIe 3.0. على الرغم من أن PCIe 4.0 أسرع من PCIe 3.0 ، إلا أن النطاق الترددي المنخفض لن يؤدي بالضرورة إلى إعاقة أداء بطاقة الرسومات. ومع ذلك ، فإن الإمكانات الكاملة لبطاقة الرسومات PCIe 4.0 لن تتحقق إلا عند استخدامها على فتحة PCIe 4.0.
للتعرف على إصدار فتحة PCIe ، يمكنك الرجوع إلى دليل اللوحة الأم أو استخدام برنامج مثل CPU-Z أو GPU-Z. توفر هذه البرامج معلومات مفصلة حول أجهزة النظام ، بما في ذلك إصدار PCIe لكل فتحة. يمكن أيضًا تحديد إصدار PCIe من خلال فحص الموصل المادي على اللوحة الأم. سيكون للموصل PCIe 4.0 طرف أطول من موصل PCIe 3.0. من الضروري التأكد من أن إصدار فتحة PCIe متوافق مع الجهاز المقصود لتحقيق الأداء الأمثل.
اقتراحات للقراءة: التفكير في حدود سعة أنظمة إدارة الطلب على المياه
ج: PCIe ، اختصار لـ Peripheral Component Interconnect Express ، هو معيار ناقل لتوسيع الكمبيوتر التسلسلي عالي السرعة. يقوم بتوصيل اللوحة الأم وبطاقات التوسعة مباشرة ، مثل بطاقات الرسومات وبطاقات الصوت وبطاقات الشبكة.
ج: PCIe تعني Peripheral Component Interconnect Express.
ج: حارة PCIe هي مسار بيانات يحمل إشارات بين اللوحة الأم وبطاقة التوسيع. إنه يمثل رابط الاتصال بين الاثنين ، مما يوفر نقل بيانات عالي السرعة.
ج: تشير أجيال PCIe إلى الإصدارات المختلفة لمعيار PCIe. يوفر كل جيل نطاقًا تردديًا أكبر وأداءًا محسنًا مقارنةً بالجيل السابق.
ج: PCIe 4.0 هو الجيل الرابع من معيار PCIe. يوفر ضعف عرض النطاق الترددي لـ PCIe 3.0 ، مما يسمح بنقل أسرع للبيانات بين اللوحة الأم وبطاقات التوسيع.
ج: نعم ، PCIe 5.0 هو أحدث جيل من معايير PCIe. إنه يوفر عرض نطاق ترددي مضاعف لـ PCIe 4.0 ، مما يوفر سرعات نقل بيانات أسرع.
ج: أ بطاقة PCIe هي بطاقة توسعة يمكن تركيبها في فتحة PCIe الموجودة على اللوحة الأم. ويمكنه إضافة وظائف إلى نظام الكمبيوتر، مثل قوة معالجة الرسومات أو التخزين عالي السرعة.
ج: PCIe 6.0 هو الجيل السادس القادم من معيار PCIe. من المتوقع أن يوفر نطاقًا تردديًا أعلى وأداءًا محسنًا مقارنةً بـ PCIe 5.0.
ج: يؤثر جيل PCIe بشكل مباشر على النطاق الترددي لنقل البيانات بين اللوحة الأم وبطاقات التوسيع. تقدم الأعمار الأعلى مثل PCIe 4.0 و 5.0 أداءً متزايدًا وسرعات أعلى من الأجيال الأقدم مثل PCIe 3.0.
ج: توفر فتحات PCIe الموجودة على اللوحة الأم موصلات فعلية لبطاقات التوسعة. تتصل هذه الفتحات مباشرة بممرات PCIe على اللوحة الأم ، مما يسمح بنقل البيانات بسرعة عالية بين البطاقة وبقية النظام.
