Pro připojení mnoha komponent v současných počítačových systémech je široce uznávaným standardem konektor PCIe (Peripheral Component Interconnect Express). Poskytuje základní desce a rozšiřujícím kartám rychlé a spolehlivé rozhraní pro přenos dat. Aby bylo možné ocenit silné a slabé stránky konektoru PCIe, je nezbytné porozumět množství vodičů použitých v tomto konektoru. V tomto článku se budeme zabývat specifiky připojení PCIe a otázkami s ním spojenými, jako je funkce slotu PCI Express, rozdíl mezi PCI a PCIe, druh sběrnice, kterou PCI používá, a způsob interakce PCIe.
Běžný slot PCI Express na základní desce je vyroben speciálně pro připojení rozšiřujících karet k počítačovému systému. Funguje jako rozhraní mezi základní deskou a rozšiřujícími kartami a umožňuje přenos dat i napájení. Slot PCIe nabízí mnohem větší šířku pásma a rychlejší přenos dat než jeho předchůdce, slot PCI (Peripheral Component Interconnect), takže je nejlepší volbou pro náročné aplikace, jako jsou grafické karty, síťové karty a úložná zařízení.
Hlavní rozdíly mezi PCI a PCIe lze nalézt v jejich architektuře a výkonnostních možnostech. PCIe používá architekturu sériové sběrnice, zatímco PCI používá architekturu paralelní sběrnice. PCI tedy posílá data sériově, po jednom bitu, ale PCIe posílá data současně po mnoha kabelech. Ve srovnání s PCI poskytuje PCIe větší šířku pásma a vyšší rychlost přenosu dat díky využití této architektury sériové sběrnice. PCIe navíc umožňuje plně duplexní komunikaci, což umožňuje současný přenos a příjem dat.
Nyní prozkoumejme, kolik vodičů se používá v připojení PCIe. V závislosti na konkrétní implementaci se počet vodičů nebo linek připojení PCIe může měnit. Mezi běžné konfigurace připojení PCIe patří x1, x4, x8 a x16. K dispozici je počet linek pro přenos dat označený písmenem „x“. Naproti tomu připojení PCIe x16 využívá 16 linek, zatímco připojení PCIe x1 využívá pouze jednu. V každé dráze jsou celkem čtyři vodiče, přičemž každá dráha má dva páry vodičů – jeden pro odesílání dat a druhý pro jejich příjem.
PCIe používá pro komunikaci vysokofrekvenční signalizační techniky. Rychlost, s jakou jednotlivé pásy fungují, se často označuje číslem verze (např. PCIe 3.0, PCIe 4.0). Maximální šířka pásma připojení je určena rychlostí pásma. Například PCIe 3.0 x1 má maximální šířku pásma 1 GB/s, zatímco PCIe 3.0 x16 má maximální šířku pásma 16 GB/s. Celkový počet linek a jejich odpovídající rychlosti určují celkový výkon a možnosti připojení PCIe.
Závěrem lze říci, že v závislosti na uspořádání potřebuje připojení PCIe různý počet vodičů neboli linek. Dva páry ze čtyř vodičů, které tvoří každou dráhu, slouží k přenosu a příjmu dat. Ve srovnání s PCI dosahuje PCIe větší šířky pásma, rychlejšího přenosu dat a vyššího výkonu díky použití architektury sériové sběrnice a poskytnutí více pruhů. Znalost počtu vodičů využívaných v připojení PCIe je nezbytná pro výběr nejlepší konfigurace, která uspokojí potřeby různých rozšiřujících karet a zaručí optimální výkon systému.
Prostřednictvím základní desky komunikuje rozhraní PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) s procesorem (Central Processing Unit). Data jsou mezi CPU a dalším hardwarem, včetně grafických karet, síťových karet a úložných zařízení, přenášena pomocí vysokorychlostního sériového spojení typu bod-bod, známého jako „lane“. Každý pruh PCIe tvoří dva páry vodičů, z nichž jeden slouží k přenosu dat a druhý k jejich příjmu. V závislosti na konkrétním uspořádání PCIe se počet linek používaných pro přenos dat může za určitých okolností pohybovat od jedné linky (x1) až po 32 linek (x32).
Standard vysokorychlostní sériové rozšiřující počítačové sběrnice s názvem PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) umožňuje komunikaci mezi základní deskou a dalšími periferními zařízeními, jako jsou grafické karty, zvukové karty, síťové karty a úložná zařízení.
Komunikace PCIe probíhá prostřednictvím spojení bod-bod mezi základní deskou a periferním zařízením. K přenosu dat využívá řadu linek, z nichž každá má dva vodiče. Tyto linky umožňují vysokorychlostní obousměrné připojení tím, že umožňují současný přenos dat v obou směrech.
Každá z konfigurací linek podporovaných standardem PCIe – 1, x4, x8 a x16 – představuje počet linek, které jsou přístupné pro přenos dat. S počtem využitých linek se zvyšuje možná šířka pásma a rychlost přenosu dat.
Data jsou rozdělena do jednotlivých paketů a přenášena po linkách pomocí paketového systému používaného rozhraním PCIe pro přenos dat. Záhlaví každého paketu obsahuje údaje o obsahu, chybové kódy a řídicí informace. Tato paketová metoda lépe využívá dostupnou šířku pásma a umožňuje efektivnější doručování dat.
Řadič PCIe na obou stranách řídí komunikaci mezi základní deskou a periferním zařízením. Řadič má na starosti například směrování paketů, kontrolu chyb a vyjednávání jízdních pruhů. Mezi zařízeními zaručuje spolehlivý a efektivní přenos dat.
Obecně lze říci, že připojení PCIe zajišťuje rychlý a spolehlivý přenos dat mezi základní deskou a periferními zařízeními, a proto je v současných počítačích široce uznávaným standardem pro připojení různých rozšiřujících karet a periferních zařízení.