PCI Express - о чём редко говорят маркетологи, и во что упираются энтузиасты

Многие продвинутые пользователи ПК и, особенно, энтузиасты мощных конфигураций сталкиваются с ситуацией, когда производительные и скоростные устройства почему-то оказываются совсем не производительными.

Так, например, после установки в систему второй видеокарты, игры с поддержкой SLI/CF начинают работать значительно быстрее, а без поддержки медленнее, чем до добавления второго ГПУ (на самом деле не лучший пример, к нему вернёмся позже). Или фактическая производительность массива из быстрых SSD оказывается значительно медленнее расчётной.

Ответ лежит на поверхности - причина в PCI Express.

Многим знакомо это название как разъём на материнской плате, в который можно навтыкать периферийных устройств, от видео и сетевых карт, до различных контроллеров и специализированных решений. Но это только вершина айсберга.


PCI-E - это линия обмена данными между процессором и устройствами. На сегодняшний день активно используются две ревизии PCI-E - это 2.0 и 3.0. Их отличие в объёме данных, которым могут обмениваться процессор и устройства за одну секунду.


Одна линия PCI-E 2.0 способна передать от/к процессору ~500Мегабайт в секунду

Одна линия PCI-E 3.0 способна передать от/к процессору ~1000Мегабайт в секунду


Много это или мало? Безусловно много! Так в чём же проблема?


А проблема в том, что у всех потребительских процессоров (включая новейший AMD Ryzen, но не считая топовых Core i7 c 6-ю и более ядрами) только 16 линий PCI-E.

И все эти 16 линий отдаются видеокарте. Причём если последних две, то каждая в отдельности получает лишь 8 линий и уже не может работать в режиме максимальной производительности (длительное тестирование показало, что загрузка шины видеокарты с 16-ю линиями почти никогда не превышает 50%, а следовательно для большинства игр 8-ми линий всё-таки хватит).

А как же остальные устройства? Для этого у процессора есть ещё 4 линии (у Intel DMI шина),через которую он подключается к чипсету материнской платы, который, в свою очередь, обеспечивает работу всей периферией.

PCI Express - о чём редко говорят маркетологи, и во что упираются энтузиасты Intel, Amd ryzen, Pci-e, Компьютер, Sli, Crossfire

До архитектуры SkyLake версия DMI 2.0 = 4x PCI-E 2.0 = ~2ГБ в секунду

Начиная с архитектуры Skylake версия DMI 3.0 = 4x PCI-E 3.0 = ~4ГБ в секунду


Т.е. в лучшем случае на все комплектующие кроме видеокарты выделяется полоса в 4ГБ/с, которую они делят между собой, причём, зачастую, фиксировано. Например M.2 PCI-E SSD диcки рассчитаны на работу с 4-мя линиями PCI-E 3.0 и способны выдавать скорость до 4ГБ в секунду. Но, если такой диск не подключён напрямую к процессору, а в пользовательских системах именно так и происходит, его скорость составит не более 2ГБ в секунду, даже если в спецификации написано намного больше. Или, например, массив из нескольких SATA SSD дисков, если его контроллер не подключен вместо видеокарты, также не даст производительности более 1.5ГБ в секунду. Тоже касается USB 3.1 и других скоростных интерфейсов.


Какой же из этого следует вывод? Собирая компьютер или устанавливая высокоскоростные компоненты убедитесь, что количество PCI-E линий не станет бутылочным горлышком вашей системы. В противном случае обратите внимание на более высокий класс процессоров (Intel c суффиксом -E или -EP), где количество линий непосредственно с процессора составляет 28 или даже 40 штук.

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
Автор поста оценил этот комментарий
Собирая компьютер или устанавливая высокоскоростные компоненты убедитесь, что количество PCI-E линий не станет бутылочным горлышком вашей системы.

16 полос pci-e 3.0 достаточно даже для sli, нафиг больше? Тем более в следующем году уже выйдет pci-e 4.0 и опять удвоит пропускную способность.

раскрыть ветку (10)
1
Автор поста оценил этот комментарий

PCI-e 4.0 ждём с нетерпением, но очень ощущается затормаживание внедрения со стороны производителей логики, т.к. сегодня можно по завышенным ценам продавать серверные камни со 128 линиями PCI-E 3.0 для all flash nvme решений.

раскрыть ветку (9)
Автор поста оценил этот комментарий

Кстати vega 20 будет уже на pcie 4.0 выйти должна в начале 18го года. Так что недолго осталось.

Автор поста оценил этот комментарий

Эти 128 линий  дома нафиг не нужны, разве для тех, кто будет себе 4 видеокарты для игрушек пихать, что изврат и нормально не работает. А больше я даже не могу придумать для каких задач они пригодятся.

Для одной топовой видяшки 16 линий pci-e 3.0 просто выше крыши, для двух тоже. Те, кто ведется на маркетинг- будет брать конечно 128 линий, раз не понимают, что эти цифры означают, а просто сравнивают и берут где больше.

раскрыть ветку (7)
Автор поста оценил этот комментарий

Это уже не о домашнем использовании речь, а о том, что спецификацию PCI-E 4.0 держат производители процессоров, дабы не ронять стоимость текущих архитектур на старте серверного внедрения NVMe.

раскрыть ветку (6)
Автор поста оценил этот комментарий

С серверами все не так просто- там надежность, стандартизация, тесты- быстро такие вещи не делаются. Да и nvme вроде как давно в серверных материнках используются, у супермикро по крайней мере.

раскрыть ветку (5)
Автор поста оценил этот комментарий
Да ну что ты, вот только сейчас первые решения пытаются продать. HP ещё даже не запускались.
раскрыть ветку (4)
Автор поста оценил этот комментарий

Да ладно, посмотри на список материнок.

https://www.supermicro.com/products/nfo/M.2.cfm

Там их штук 20.

раскрыть ветку (3)
Автор поста оценил этот комментарий

Прикалываешься? Причём тут единичный m.2 на мат. плате? ESXi на него ставить? Речь про https://www.supermicro.com/products/system/2U/2028/SSG-2028R...


И то из-за недостатка линий сейчас не более двух полос на "диск" отдается, а полная компоновка доступна только при установке обоих процессоров.

раскрыть ветку (2)
Автор поста оценил этот комментарий

Ну так сервер и есть двухпроцессорный..

У amd naples кстати даже в двухпроцессорном конфиге будет 128 линий, у каждого проца по 64 линии будут уходить на общение друг с другом, зато производительность в 2 с половиной раза выше интеловских серверных зеонов.

Автор поста оценил этот комментарий

А ещё примерно по 4 m.2 чрез адаптер на каждый x16 слот.

Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку