شناخت انواع اسلات های کارت های PCI

رابط اجزای دستگاه های جانبی ، که اختصارا  PCIنامیده می‌شوند، معمول ترین شیوه ارتباط کارت های  کنترل جانبی و سامانه های دیگر به مادربرد رایانه ها می‌باشند. ابداع این نوع اتصالات از اوایل سال های 1990 انجام شده و تا امروز نیز ادامه داشته و مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حال حاضر تعداد سه نوع اتصال اصلی PCIبه مادربرد وجود دارند (که معمولا به نام “اسلات” شناخته می‌شوند.)

• PCIهای 64 بیتی
• PCIهای 32 بیتیو PCI-Xسریع تر از PCI
•  PCI Express (PCI-E)انتقال سری یا سریال اطلاعات (دوطرفه)

انواع شکاف ها با یکدیگر تفاوت هایی دارند و دستگاه های مختلفی را به رایانه متصل می کنند. جاگذاری یک کارت PCIدر شکاف اشتباه باعث خرابی آن کارت خواهد شد، و می تواند بالقوه منجر به نابودی رایانه گردد.

64   PCI بیتی

شرکت LaCie  دیگر همه نوع محصولات سازگار با این نوع شکاف را تولید نمی‌کند. این کار در رایانه های شخصی معمول و رایج نبود، اما همه مدل های G4و G3رایانه های مکینتاش از آن ها استفاده می‌کردند. این شکاف سه قطعه‌ای بوده، به نحویکه کوتاهترین قطعه در مرکز آن قرار می‌گیرد.

PCIو PCI-X  32  بیتی

شرکت LaCie  تعداد وسیعی از انواع کارت ها را برای این نوع  اتصالات تولید می‌کند. تفاوت اسلات های PCI 32 بیتی و PCI-X طول متوسط شکاف در قطعه سمت چپی است. فقط  نوع PCI-X، این نوع قطعه پایانی را دارد. اضافه بر آن کارت های PCI 32 بیتی در شکاف های PCI-X به خوبی کار می‌کنند، اما کارت های PCI-X در شکاف های  PCI 32 بیتی کارآیی ندارند.

تقریبا مادربرد تمام رایانه های شخصی حداقل دارای یک اسلات PCI 32 بیتی می‌باشند. رایانه های مکینتاش مدل G5، تا زمانیکه برای سخت افزارهای خود از خنک کننده مایع استفاده کند، دارای شکاف های نوع PCI-X بودند. اپل می تواند با جستجوی شماره سریال رایانه G5 خود مطمئن شود که آیا شکاف PCI-X موجود است، یا باید به جای آن از شکاف  PCI-E استفاده نماید.

تفاوت این نوع شکاف ها با شکاف PCI 64 بیتی، از طریق سازماندهی قطعات آن قابل تشخیص می‌باشد. قطعه کوچک به جای آنکه در وسط شکاف باشد، در ابتدای شکاف قرار گرفته است.

PCI Express (PCI-E) 

 بیشتر رایانه هایی که بعد از سال 2005 (شامل رایانه های مکینتاش) تولید شدند، با شکاف های نوع PCI-E مجهز گردیدند. این امر می‌توانست باعث ایجاد مشکل در تشخیص گردد، زیرا طول این نوع شکاف ها متفاوت بودند. این تنوع و تغییر فیزیکی در طول شکاف ها، “مسیر ”  نامیده شدند، و معمولا با یک شماره به دنبال یک حرف x مشخص می‌شوند 1x 8x 16x …) ). تصویر بالا یک شکاف PCI نوع 16x را نشان می‌دهد. یک شکاف 1x با همان قطعه کوچک شروع می‌شود، اما با قطعه کوچک دوم ادامه می‌یابد. مقادیر بیشتر “مسیر”، عموما مقادیر سرعت بالاتر را نشان می‌دهند. اکثر کارت های PCI-X دارای مقدار “مسیر” معادل 1x و یا 4x هستند ( با استثناء قابل ملاحظه در کارت های گرافیک، که اکثرا از نوع 16x می‌باشند.)

یک کارت توسعه یافته PCI-E با مقدار “مسیر” معادل 1x درون شکاف 16x نصب می‌شود. به دلیل اختلاف اندازه فیزیکی، باقیمانده شکاف خالی می‌ماند، اما این امری طبیعی بوده و مشکلی ایجاد نمی‌کند.

این شکاف با دیگر شکاف ها ( به خصوص کارت های PCI 32 بیتی ) از طریق مقایسه اندازه آنها قابل تفکیک و تشخیص می‌باشد. تمام اتصالات روی یک شکاف PCI-E  به صورت قابل ملاحظه‌ای کوچکترند، و محل قرار آن در  مادربرد‌ از دیگر شکاف ها دورتر است.

PCI Express ) Peripheral Component Interconnect Express) به اختصار رسمی با عنوان PCIe یا PCI-E یک سیستم استاندارد خط انتقال سریع اطلاعات رایانه‌ای است، که برای جایگزینی سیستم های استاندارد خط انتقال اطلاعات قدیمی PCI, PCI-X و AGP  طراحی شده است. استاندارد PCIe نسبت به استاندارد های قدیمی بهبود قابل توجه و بی شماری یافته، که شامل افزایش حداکثر ظرفیت سیستم خط انتقال، تعداد کمتر و اندک I/O PIN و اشغال فیزیکی فضای کمتر، تصحیح کارآیی و توان بهتر برای دستگاه خط انتقال، کشف جزئیات بیشترخطاها ( Error ) و مکانیزم گزارش دهی ( گزارش خطای پیشرفته، AER )، و عملکرد بی عیب و نقص ورودی های فعال می‌باشد. ضمنا استاندارد PCIe با انجام ویرایش های جدید، پشتیبانی سخت افزاری برای شبیه سازی های I/O تدارک می‌بیند.

از رابط الکتریکی PCI Express خصوصا در استانداردهای بی شمار دیگری می‌توان استفاده نمود، خصوصا از این رابط ها میتوان در اکسپرس کارت های توسعه یافته بی شمار به عنوان لپ تاپ ها، و در NVMe به عنوان رابط حافظه های کامپیوتری استفاده کرد.

خصوصیات طرح توسط PCI-SIG ( گروه معتبر ویژه  PCI ) پشتیبانی شده و توسعه یافته‌اند، یک گروه شامل بیش از 900 کمپانی که PCI های متداول را پشتیبانی می‌کنند.

PCIe 3.0 آخرین استاندارد برای کارت های توسعه یافته است که در خط تولید قرار دارند و برای استفاده در مدرن ترین رایانه های شخصی، در دسترس قرار دارند.

قابل فهم اینکه، خط انتقال اطلاعات در PCI Express تبادل پرسرعت اطلاعات مابین خطوط انتقال PCI های قدیمی و PCI-X ها می‌باشد. یکی از مهمترین تفاوت ها بین خط انتقال PCI-Express و PCI های قدیمی، مکان شناسی خط انتقال است; PCI ازمعماری یک خط انتقال موازی مشترک استفاده می‌کند، که در آن PCI میزبان و تمام سامانه های دیگر، یک ست رایج آدرس ها، اطلاعات و خطوط کنترل را به اشتراک می‌گذارند. متقابلا، PCI Express پایه و اساس مکان شناسی نقطه به نقطه می‌باشد، که ارتباط لینک های سریال هر دستگاه را به میزبان تفکیک و مشخص می‌نماید.

در رابطه با پروتوکل های خطوط انتقال اطلاعات، ارتباطات PCI Express در یک بسته فشرده ذخیره می‌شوند. عملیات ذخیره سازی و باز کردن اطلاعات و ترافیک وضعیت و جایگاه پیام ها، توسط درگاه های PCI Express انجام می‌شوند ( بعدا توضیح داده می‌شود). تفاوت های بنیادین در سیگنال های الکتریکی و پروتوکل خط انتقال، معیارهای متفاوتی را در طراحی مکانیکال ( شکل ظاهری ) وهمچنین اتصالات توسعه یافته ایجاب می‌نمایند ( و متعاقب آن مادربرد و برد تطبیق دهنده جدید ); شکاف های PCI و PCI Express قابل تعویض نیستند. در سطح نرم افزاری، PCI Express از بروز اشکالات در سازگاری با PCI جلوگیری می‌نماید;  بازمانده سیستم نرم افزاری PCI می‌تواند دستگاه های PCI Express جدید را شناسایی و سازگار نماید، بدون آنکه سیستم پشتیبانی کاملی برای استاندارد PCI Express موجود داشته باشد، حتی با وجودیکه عملکردهای PCI Express جدید غیر قابل دسترسی هستند.

ارتباط PCI Express میان دو دستگاه می‌تواند در همه جا از 1 تا 32 مسیر داشته باشد. در یک ارتباط چند مسیره، بسته اطلاعاتی در پهنای مسیرها تقسیم بندی شده، ومیزان ظرفیت پذیرش اطلاعات در وسعت کل مسیر به نقطه اوج میرسد. در زمانی که دستگاه جدید در حال شناسایی و نصب می‌باشد، عملیات فهرست برداری از مسیر به صورت اتوماتیک نیز در حال انجام است و می‌تواند در نقطه انتهایی دیگر محدود شده و خاتمه پذیرد. به طور مثال، یک مسیر تکی کارت PCI Express ( 1x ) می‌تواند داخل یک شکاف چند مسیره جاگذاری و نصب گردد (4x, 8x  و …)، و سیکل نصب نیز انتقال اتوماتیک  فهرست مسیر را  به صورت دو سویه با بالاترین سطح پشتیبانی انجام دهد. ارتباط قادر است به تنظیم آرایش خود رابصورت دینامیکی کاهش داده و مسیرهای کمتری را اشغال نماید، تا بدینوسیله تلرانس خطای کمتری را در صورت وجود مسیرهای خراب یا غیرقابل اطمینان، ارائه نماید. بر اساس استاندارد PCI Express شکاف ها و اتصالات  برای پهنای متعدد تعریف می‌شوند: 32x و 16x،12x ،8x،4x،1x. این امر خط انتقال PCI Express را از استفاده از هردو نوع نرم افزارهای هزینه بر، شامل نرم افزارهای کاربردی با توان بالا، نرم افزارهای گرافیکی سه بعدی، نرم افزارهای مخصوص شبکه ( اترنت 10 گیگابیت یا اترنت گیگابیت مولتی‌ پورت)، و حافظه های بزرگ ( SAS یا کانال های فیبری ) بی نیاز می‌کند.

به عنوان نقطه مرجع، یک دستگاه PCI-X ( 133 MHz 64-bit ) و یک دستگاه PCI Express 1.0 که از 4 مسیر استفاده می‌کنند ( 4x ) تقریبا مقدار 1064 MB/s اطلاعات را در نقطه اوج به صورت یک طرفه انتقال می‌دهند. خط انتقال PCI Express در زمانی که چندین دستگاه همزمان در حال انتقال اطلاعات هستند و یا اگر ارتباط با دستگاه جانبی PCI Express به صورت دو طرفه باشد، پتانسیل اجرایی بهتری از خط انتقال PCI-X را دارد.