Pciex16 bifurcation что это bios
Экстремальную подсистему хранения данных на основе двух плат расширения ASUS Hyper M.2 x16, обслуживающую в общей сложности восемь NVMe-устройств, можно рассматривать как первые шаги по организации VMD RAID-массивов. Потенциал новой архитектуры в перспективе позволяет говорить о сториджах в десятки и сотни накопителей с прицелом на высокоуровневые серверы. А потому задача физического подключения и оптимального дизайна PCIe-топологии приобретает особую актуальность. Разумно предположить, что в платформах для энтузиастов и в серверном сегменте решаться она будет по-разному.
ASUS Hyper M.2 x16
Реализация концепции Intel VROC with VMD Technology в устройстве ASUS Hyper M.2 x16 подразумевает подключение размещенных на плате-адаптере четырех NVMe-накопителей к порту PCIe x16. Каждому из накопителей плата Hyper предоставляет линк PCIe Gen3 x4. В условиях минимума официальной информации, попробуем смоделировать два варианта развития событий, представляющих компромиссы производительности, совместимости и, конечно, стоимости новейших решений.
Проприетарное решение на основе CPU PCIe bifurcation
Диаграмма ниже (Рис 1) показывает варианты конфигурации до 44 PCIe-линков процессоров Intel Core X-серии. Порт DMI (Direct Media Interface), используемый для связи CPU и системной логики, не входит в это число и показан отдельно (слева), хотя также реализован в виде линка PCIe x4.
Рис 1. Диаграмма показывает поддерживаемые варианты бифуркации до 44 PCIe-линков для процессоров Intel Core X-Series с разделением PCIe-портов x16 и x12 на несколько портов меньшей ширины (фрагмент документации Intel Core X-Series Processor Families)
Очевидно, гибкость конфигурирования ресурсов CPU, в частности, — способность PCIe-портов к бифуркации (разделению на порты меньшей ширины), упрощает задачу разработчиков платформ, делая ненужными внешние коммутационные элементы, минимизируется как стоимость платы-адаптера, так и латентность доступа к адресуемым ресурсам.
Вместе с тем, подобное решение оптимально для компонентов, установленных непосредственно на системную плату, топология и функциональность которых заранее известна и не может быть изменена, либо для разделения линков между PCIe-слотами, но не в пределах одного слота.
Строго говоря, разработчик платы-адаптера PCIe x16 не вправе ставить работоспособность устройства в зависимость от способности x16-порта к бифуркации, ведь такая способность не нормируется стандартом как обязательная. Это означает, что устройство оптимально использует возможности некоторой частной конфигурации, но его работоспособность зависит от производителя и модели системной платы, процессора и даже используемого слота PCIe.
Стандартное решение на основе PCIe-switch
Согласно спецификации PCI Express, унифицированное решение, обеспечивающее разветвление шины, основывается на применении PCIe Switch. Такой коммутатор определяется как набор виртуальных мостов PCI-to-PCI. Виртуальность в данном случае означает соблюдение требований программной модели PCI-PCI Bridge, в то время, как право выбора внутренней физической реализации остается за разработчиком электронного прибора.
Рис 2. Определение устройства Switch, применяемого для разветвления топологии PCIe
(фрагмент документа PCI Express Base Specification Revision 4.0)
Установив на плате-адаптере дискретный PCIe-switch, разработчик реализует стандартное устройство PCIe x16, устраняя зависимость от недокументированной способности порта x16 выполнить разделение на четыре порта x4.
VMD в серверном контексте
Для шинной топологии высокоуровневых серверов и рабочих станций применение дополнительных коммутационных устройств является необходимостью, а не опцией.
Рис 3. Топология высокоуровневой мультипроцессорной платформы, использующей коммутаторы для подключения mass storage подсистемы (фрагмент документации IDT 89H64H16G3 64-Lane 16-Port PCIe Gen3 System Interconnect Switch)
Перечислим четыре ситуации, требующие установки дополнительных дискретных компонентов, расширяющих функциональность PCIe-подсистемы.
- Доступное количество дифференциальных пар PCIe физически недостаточно для подключения требуемого количества NVMe-устройств.
- Платформа обладает необходимым количеством дифференциальных пар; бифуркация PCIe-порта обеспечивает подключение заданного количества устройств, но входит в противоречие с требованиями совместимости для платы-адаптера.
- Необходимо обеспечить доступность дискового массива для нескольких процессоров (Рис 3). Рассматривая этот пример, акцентируем внимание на том, что процессоры, совместно использующие фрагмент PCIe-топологии могут быть расположены на разных платформах и не связаны шиной межпроцессорной связи (QPI), создающей обходной путь.
- Геометрические особенности системы (длина соединительных проводников и количество разъемных соединений) требуют восстановления электрофизических характеристик сигналов с помощью ретаймеров и редрайверов.
Вместо послесловия
Повышать себестоимость устройств, одновременно жертвуя производительностью и унифицируя решения в целях совместимости с изделиями конкурентов, — шаг, в современных условиях несколько эксцентричный. А значит, для SOHO экстремальных платформ, приоритет должен принадлежать первому проприетарному варианту, «выжимающему максимум» из расширенных возможностей CPU PCIe-портов.
В то время как для высокоуровневых серверов и рабочих станций, «игрушечные» решения такого рода неприемлемы. Здесь следует ожидать реализаций второго унифицированного варианта, сочетающего функциональность VMD RAID и внешних коммутаторов.
В описании указаны режим работы нескольких PCI-E x16 слотов указано "16-4, 16-0".
С платой планирую процессор Ryzen 3900.
Возможно ли задействовать все три слота PCI-E x16? Каков тогда будет режим их работы?
В инструкции описано. Там все сложно, зависит от процессора. И нет там трех х16.
После поисков накопал, что в биосе этой платы присутствует опция.
PCIEX16 Bifurcation:
Allows you to determine how the bandwidth of the PCIEX16 slot is divided. Options: Auto, PCIE 2x8, PCIE
1x8/2x4, PCIE 4x4. (Default: Auto)
Для райзена 3 - PCI ex 4.0,для других - 3.0.
Металлический слот x16 подключен к процессору напрямую и выдает полноценные 16 линий.
2 нижних подключены через чипсет и только механически позволяют вставить в них x16 карты, на деле каждый слот выдает только 4 линии.
а если есть мать на х79? или не факт что ее биос можно модифицировать под такие переходники?
P.S. не, дорого. примерно 15к за два набора + доставка + время ожидания
VLADOS
Друг форума
а если есть мать на х79? или не факт что ее биос можно модифицировать под такие переходники?
P.S. не, дорого. примерно 15к за два набора + доставка + время ожидания
zelenui
Свой человек
Спросил про совместимость с китайскими RISER
Сказали СОВМЕСТИМ. Покупаем платку и пробуем. с теми RISER которые уже есть у всех нас
Hello,
Yes our daughterboard is made to be compatible with exactly these risers and their cables.
zelenui
Свой человек
Теперь у тебя шанс подключить 10 видях , После того как эфир перестанет копать.Didal_(RUS74)
Друг форума
zelenui
Свой человек
zelenui
Свой человек
We are waiting for the parts next week or the week after.But they will be with new price, which will be higher for sure.
"Мы ждем детали на следующей неделе или через неделю.
Но они будут с новой ценой, которая наверняка будет выше."
Таксист
Бывалый
Спросил про совместимость с китайскими RISER
Сказали СОВМЕСТИМ. Покупаем платку и пробуем. с теми RISER которые уже есть у всех нас
Hello,
Yes our daughterboard is made to be compatible with exactly these risers and their cables.
Посмотреть вложение 171140
нужна другая плата, а лучше сразу этот набор который есть у производителя этой платы. и там уже и кабель передачи данных не USB 3.0 и райзер другой.
Стандарт PCI Express является одной из основ современных компьютеров. Слоты PCI Express уже давно занимают прочное место на любой материнской плате декстопного компьютера, вытесняя другие стандарты, например, такие как PCI. Но даже стандарт PCI Express имеет свои разновидности и отличающийся друг от друга характер подключения. На новых материнских платах, начиная примерно с 2010 года, можно увидеть на одной материнской плате целую россыпь портов, обозначенных как PCIE или PCI-E, которые могут отличаться по количеству линий: одной x1 или нескольких x2, x4, x8, x12, x16 и x32.
Итак, давайте выясним почему такая путаница среди казалось бы простого периферийного порта PCI Express. И какое предназначение у каждого стандарта PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 и x32?
Что такое шина PCI Express?
В далеких 2000-х, когда состоялся переход с устаревающего стандарта PCI (расш. - взаимосвязь периферийных компонентов) на PCI Express, у последнего было одно огромное преимущество: вместо последовательной шины, которой и была PCI, использовалась двухточечная шина доступа. Это означало, что каждый отдельный порт PCI и установленные в него карты, могли в полной мере использовать максимальную пропускную способность не мешая друг другу, как это происходило при подключении к PCI. В те времена количество периферийных устройств, вставляемых в карты расширения, было предостаточно. Сетевые карты, аудио карты, ТВ-тюнеры и так далее - все требовали достаточное количество ресурсов ПК. Но в отличие от стандарта PCI, использовавшего для передачи данных общую шину с подключением параллельно нескольких устройств, PCI Express, если рассматривать в общем, является пакетной сетью с топологией типа звезда.
С точки зрения непрофессионала, представьте свой настольный ПК в качестве небольшого магазина с одним, двумя продавцами. Старый стандарт PCI был как гастроном: все ожидали в одной очереди, чтобы их обслужили, испытывая проблемы со скоростью обслуживания с ограничением в лице одного продавца за прилавком. PCI-E больше похож на гипермаркет: каждый покупатель движется за продуктами по своему индивидуальному маршруту, а на кассе сразу несколько кассиров принимают заказ.
Очевидно, что гипермаркет по скорости обслуживания выигрывает в несколько раз у обычного магазина, благодаря тому, что магазин не может себе позволить пропускную способность больше чем один продавец с одной кассой.
Также и с выделенными полосами передачи данных для каждой карты расширения или встроенными компонентами материнской платы.
Влияние количества линий на пропускную способность
Теперь, чтобы расширить нашу метафору с магазином и гипермаркетом, представьте, что каждый отдел гипремаркета имеет своих кассиров, зарезервированных только для них. Вот тут-то и возникает идея нескольких полос передачи данных.
PCI-E прошел множество изменений со времени своего создания. В настоящее время новые материнские платы обычно используют уже 3 версию стандарта, причем более быстрая 4 версия становится все более распространенной, а версия 5 ожидается в 2019 году. Но разные версии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут быть выполнены в четырех основных размерах : x1, x4, x8 и x16. (x32-порты существуют, но крайне редко встречаются на материнских платах обычных компьютерах).
Различные физические размеры портов PCI-Express позволяют четко разделить их по количеству одновременных соединений с материнской платой: чем больше порт физически, тем больше максимальных подключений он способен передать на карту или обратно. Эти соединения еще называют линиями. Одну линию можно представить как дорожку, состоящею из двух сигнальных пар: одна для отправки данных, а другая для приема.
Различные версии стандарта PCI-E позволяют использовать разные скорости на каждой полосе. Но, вообще говоря, чем больше полос находится на одном PCI-E-порту, тем быстрее данные могут перетекать между периферийной и остальной частью компьютера.
Возвращаясь к нашей метафоре: если речь идёт об одном продавце в магазине, то полоса x1 и будет этим единственным продавцом, обслуживающим одного клиента. У магазина с 4-мя кассирами - уже 4 линии х4. И так далее можно расписать кассиров по количеству линий, умножая на 2.
Типы устройств, использующих PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 и x32
Для версии PCI Express 3.0 общая максимальная скорость передачи данных составляет 8 ГТ/с (Гигатранзакций/с), В реальности же скорость для версии PCI-E 3 чуть меньше одного гигабайта в секунду на одну полосу.
Таким образом, устройство, использующее порт PCI-E x1, например, маломощная звуковая карта или Wi-Fi-антенна смогут передавать данные с максимальной скоростью в 1 Гбит/с.
Карта, которая физически подходит в более крупный слот - x4 или x8, например, карта расширения USB 3.0, сможет передавать данные в четыре или восемь раз быстрее соответственно.
Скорость передачи портов PCI-E x16 теоретически ограничивается максимальной полосой пропуская в размере около 15 Гбит/с. Этого более чем достаточно в 2017 года для всех современных графических видеокарт, разработанных NVIDIA и AMD.
Протокол PCI Express 4.0 позволяет использовать уже 16 ГТ/с(Гигатранзакций/с), а PCI Express 5.0 будет задействовать 32 ГТ/с (Гигатранзакций/с).
Но в настоящее время не существует компонентов, которые смогли бы использовать такое количество полос с максимальной пропускной способностью. Современные топовые графические карты обычно используют x16 стандарта PCI Express 3.0. Нет смысла использовать те же полосы и для сетевой карты, которая на порту x16 будет использовать только одну линию, так как порт Ethernet способен передавать данные только до одного гигабита в секунду (что, около одной восьмой пропускной способности одной PCI-E полосы - помните: восемь бит в одном байте).
На рынке можно найти твердотельные накопители PCI-E, которые поддерживают порт x4, но они, похоже, скоро будут вытеснены быстро развивающимся новым стандартом M.2. для твердотельных накопителей, которые также могут использовать шину PCI-E. Высококачественные сетевые карты и оборудование для энтузиастов, такие как RAID-контроллеры, используют сочетание форматов x4 и x8.
Размеры портов и линий PCI-E могут различаться
Это одна из наиболее запутанных задач по PCI-E: порт может быть выполнен размером в форм-факторе x16, но иметь недостаточное количество полос для пропуска данных, например, всего например x4. Это связано с тем, что даже если PCI-E может нести на себе неограниченное количество отдельных соединений, все же существует практический предел пропускной способности полосы пропускания чипсета. Более дешевые материнские платы с более бюджетными чипсетами могут иметь только один слот x8, даже если этот слот может физически разместить карту форм-фактора x16.
Кроме того, материнские платы, ориентированные на геймеров, включают до четырех полных слотов PCI-E с x16 и столько же линий для максимальной пропускной способности.
Очевидно, это может вызывать проблемы. Если материнская плата имеет два слота размером x16, но один из них имеет только полосы x4, то подключение новой графической карты снизит производительность первой аж на 75%. Это, конечно, только теоретический результат. Архитектура материнских плат такова, что Вы не увидите резкого снижения производительности.
Правильная конфигурация двух графических видео карт должна задействовать именно два слота x16, если Вы хотите максимального комфорта от тандема двух видеокарт. Выяснить сколько линий на Вашей материнской плате имеет тот или иной слот поможет руководство на оф. сайте производителя.
Иногда производители даже помечают на текстолите материнской платы рядом со слотом количество линий
Нужно знать, что более короткая карта x1 или x4 может физически вписаться в более длинный слот x8 или x16. Конфигурация контактов электрических контактов делает это возможным. Естественно, если карта физически больше, чем слот, то вставить ее не получится.
Поэтому помните, при покупке карт расширения или обновления текущих необходимо всегда помнить как размер слота PCI Express, так и количество необходимых полос.
Читайте также: