什么是PCI Express通道?


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我正在阅读一篇文章,该文章哀叹i7-5820K仅具有28条PCI-Express通道,而其兄弟处理器只有40条通道。

28条车道不是已经太多了吗?普通家用PC实际需要多少个通道?目的是什么?

我不知道以下将如何连接到PCIe,但是它们甚至是28号吗?

2个HD,1个SSD,1个CD-DVD-BR,读卡器,打印机,wifi或lan,但很少同时使用,操纵杆,键盘,鼠标,图形。

家用/办公用PC还需要直接访问PCIe还有哪些可能性?甚至是服务器。

Answers:


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许多设备使用多个通道。

例如,游戏图形卡使用16条通道。一些功能强大的游戏计算机具有两个图形卡-32个PCIe通道(两个x16端口)。

英特尔i7-5820K无法处理两个x16图形卡。对于某些游戏发烧友或某些工程师来说,这可能是一个严重的问题。如果他们需要四个以上的内核和两个x16图形卡,他们可能不得不选择不同的CPU(也许是至强)。

PCIe SSD驱动器也使用多个PCIe通道(x4或x8)。

许多千兆位网络适配器使用PCIe x4,也有10千兆位服务器适配器,并且它们使用PCIe x8。

28车道不是很多。如果主板制造商放置一个x16插槽,一个x8插槽和一个x4插槽(共x28个),那么您只能在其中使用3个设备,...仅此而已。

这是Wikipedia PCIe文章的图片。我添加了有关这些PCIe插槽上通道的信息。

在此处输入图片说明

您可以在reirab撰写的另一个答案中阅读更多内容


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两张图形卡可能有助于快速渲染,但我对渲染动画电影了解不多。对于Java / Eclipse-这将绰绰有余。Eclipse是非常慢的IDE(我认为NetBeans对于Java来说更快,更好),但是我将Eclipse与Java / Android SDK一起使用,并且在我的旧笔记本电脑(Core 2 Duo T9300,SSD)上,它的工作还不错。
卡米尔2014年

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情节提要动画和动漫在渲染中不占优势。当使角色移动时,它在计算/外推角色的关节和动作方面非常费力。Netbeans基于Swing / AWT。Eclipse基于SWT。IBM发明了SWT作为某种程度上允许访问本机图形I / O的方法,他们声称这种方法比AWT更快。
Blessed Geek

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单端口千兆网卡不需要多个通道。甚至PCIe 1.0通道也可提供250MBps = 2000Gbps的带宽;这足以允许50%的开销损失,同时仍然能够使千兆位端口保持饱和。多端口千兆卡可能需要多个通道。但是如果那是您指的是您,则应该更具体一些,因为通常在服务器机房之外看不到它们。
Dan Neely 2014年

6
通道概念存在一些问题:PCI-e通道是点对点的。这些通道中的28条可以在Core i7处终止。但是,某些昂贵的主板具有PCI-e开关,该开关允许2个图形卡绕过CPU直接通信。这意味着您在CPU处没有2x16通道。
MSalters 2014年

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很好的答案,但我只想指出,LinusTechTips将PCIe 3.0 SLI与28通道CPU与40通道CPU进行了比较,而16x / 8x与16x / 16x似乎并没有太多区别:youtube.com/watch?v=rctaLgK5stA因此,是否真正获得全部通道带宽是否重要都取决于硬件/用例。
安倍·佛尔克

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PCIe“通道”由2对差分信号组成。一个差分对用于发送,另一对用于接收,允许同时进行双向通信。每个通道都是点对点的。也就是说,每个通道直接将单个主机连接到单个设备。但是,当需要在多个设备之间共享主机通道时,可以使用PCIe交换机。根据Wikipedia,单个PCIe通道(每个方向)的带宽如下:

  • PCIe 1.x:250 MB /秒
  • PCIe 2.x:500 MB /秒
  • PCIe 3.0:985 MB /秒
  • PCIe 4.0:1969 MB /秒
  • PCIe 5.0:3.9 GB /秒

正如Kamil所说,大多数PCIe设备使用多个通道。某些设备(例如NIC,声卡和其他带宽相对较低的设备)仅使用1条通道。SSD,RAID控制器和其他中带宽设备通常使用4或8通道。图形卡和其他高带宽设备(例如FPGA)通常使用16条通道。在系统引导时,主机和设备将协商用于特定连接的通道数。通常,将协商该卡所连接的通道数和该卡所安装的插槽所连接的通道数(即物理上可能的最大通道)中的较小者,但在以下情况下,数量可能会更少安装了如此多的PCIe设备,主机没有足够的通道来提供每个通道的最大值。

另外,某些芯片组使用某些PCIe通道连接南桥。这就是Intel x58芯片组(用于Bloomfield芯片的芯片组,第一代Core i7处理器的高端)的工作方式。它使用4条通道连接南桥,剩下36条通道用于其他所有通道。通常将其分为2个16通道的图形卡链接和4个其他设备的通道。安装3个或4个图形卡时,支持3个或4个图形卡的板必须将部分或全部图形卡减少到8条通道。

具有2个图形卡在游戏系统中非常常见,许多游戏系统实际上具有3或4个图形卡。即使在两张卡的设置中,在只有28条通道的系统中,至少有一张卡将必须退回到x8模式。此外,使用图形卡作为计算加速器的系统通常会安装2-4个图形卡。对于这些情况,只有28条通道是一个问题,因为这极大地限制了每个卡可用的主机到设备(和设备到主机)带宽。特别是在过去的几年中,CUDA尤其是在高性能计算社区中,已经获得了广泛的普及。PCIe总线很容易成为GPGPU(图形处理单元上的通用计算)应用程序的瓶颈,


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那是我的回答很好的补充。
卡米尔2014年

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PCIe通道是一对高速差分串行连接,每个位置一个。设备之间的链接通常可以由多个通道组成,以实现更高的数据速率。各个通道的数据速率也随世代而变化,粗略地说,Gen x的一个通道提供与Gen x-1的两个通道大约相同的数据速率。

在现代英特尔系统上,某些PCIe通道直接由CPU提供,而其他通道则由芯片组中的PCH提供。从CPU到芯片组的链接与PCIe类似,但细节有所不同。

主板供应商必须决定如何将CPU和PCH提供的通道分配给板载设备和插槽。它们可以并且经常确实包括信号开关,以便为用户提供一些选择,但是可以负担得起的信号开关量是有限度的。

英特尔的“主流台式机”平台当前具有16条来自CPU的通道,以及多达24条(取决于选择哪个芯片组)的通道。但是,芯片组的通道受到CPU到芯片组可用总带宽的限制(大致等效于PCIe 3.0 x4 IIRC)。

对于普通台式机或小型服务器来说,来自CPU的16条通道和来自芯片组的24条通道已经足够了,您可以将图形卡放在来自CPU的16条通道上,然后通常将芯片组的通道与芯片组中的集成控制器一起使用足够用于存储,联网等。即使有两个GPU,大多数时间每个GPU 8通道也足够。

但是,当构建具有3个以上GPU(或可能是两个顶级GPU)的高端系统时,需要大量快速存储和/或非常快速的网络接口,因此需要更多通道。如果您要为每个设备提供最大可能的容量,则每个GPU需要16条通道,

因此,对于那些具有较高高端需求的用户,英特尔拥有高端台式机插槽,目前为LGA2066。该插槽还涵盖单个插槽的工作站/服务器系统,尽管从官方看来,至少您不能在大多数台式机主板上使用工作站/服务器处理器。

不幸的是,在使用上一代高端台式机时,PCIe通道和内存通道的数量是固定的,而LGA2066的数量却因您选择的处理器而异。台式机LGA2066 CPU可以具有16、28或44个PCIe通道。

这使主板供应商处在一个棘手的位置,他们必须决定如何处理才能为真正的高端客户提供其CPU的全部功能,同时还要决定禁用或限制使用低端CPU的用户。反过来,系统制造商必须在购买前仔细阅读主板手册,以了解限制。

抢占便宜的X299板之一的手册https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/TUF_X299_MARK2/E12906_TUF_X299_MARK2_UM_WEB.pdf显示主要限制是x16插槽,在44通道CPU上所有这三个插槽可用于两个以x16模式运行和一个以x8模式运行的插槽。另一方面,在28通道CPU上,您得到一个x16,一个x8和一个不可用,而在16通道CPU上,您仅得到一个x16或两个x8。

拿起高端X299板的手册https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA/E15119_ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA_UM_V2_WEB.pdf,看来他们已经决定完全不支持16通道部分。该主板确实允许您在28通道CPU上使用三个GPU,但是第二个m.2插槽和u.2连接器仅适用于44通道CPU

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