معرفی اسلات PCI   

اختصار PCI مخفف کلمه‎های اتصال اجزای جانبی (Peripheral Component Interconnect) است. این اسلات نوعی گذرگاه (Bus) برای اتصال دستگاه‌های جانبی در کامپیوتر است. استاندارد PCI برای اولین بار در سال 1990 توسط اینتل ارائه شده است. این استاندارد تا سال 1995 به طور گسترده‌ای در کامپیوترها مورد استفاده بود. اسلات PCI یک استاندارد اتصال عمومی برای پشتیبانی از انواع کارت‌های مختلف از جمله کارت گرافیک، کارت صدا، کارت شبکه و غیره است.

بازنگری و بهبود در استاندارد پی‌سی‌آی باعث به وجود آمدن ویژگی‌های جدید و بهبود عملکرد آن شده است. از جمله این موارد می‌توان به سرعت‌ها و پهنای مختلف گذرگاه (BUS) اشاره کرد. در جدول پایین خلاصه‌ای از پهناهای مختلف برای انواع استاندارد PCI آورده شده است.

نوع ارتباط (بیت)	سرعت باس (مگاهرتز)	پهنای باند بالقوه (مگابایت در ثانیه)
32	33	133
32	66	266
64	66	532

انواع مختلف اسلات و کارت‌های توسعه به طور کلی با یکدیگر سازگار هستند. مگر اینکه کارت یا شیار مورد استفاده برای استفاده شدن در گذرگاه وسیع‌تر (یعنی 64 بیت) و یا سرعت بیشتر (66 مگاهرتز) طراحی شده باشد. در این شرایط سیستم با پایین‌ترین سرعت و پهنای باند تنظیم می‌شود و کار خواهد کرد. 

به عنوان مثال یک کارت PCI 64 بیتی دارای یک لبه اتصال بلندتر نسبت به کارت PCI 32 بیتی است. با این وجود می‌توان کارت 64 بیتی را در شکاف 32 بیتی قرار داد. اما باید توجه داشت که در این شرایط بخشی از لبه اتصال بیرون از اسلات قرار می‌گیرد و فقط قسمت اول لبه اتصال داخل شیار اسلات قرار می‌گیرد و این به این معنی است که یک اتصال 32 بیتی رخ داده است. در شرایطی هم که یک کارت 32 بیتی در داخل یک اسلات 64 بیتی قرار بگیرد باز هم لبه‌های اتصال فقط بخشی از شیار اسلات را پر می‌کند و در این شرایط هم یک اتصال 32 بیتی اتفاق خواهد افتاد.

با دیدن تصاویر پایین می‌توان با شکل و شمایل انواع اسلات‌های پی‌سی‌آی آشنا شد. برای شناسایی نوع کارت تنها باید به طول آنها و محل قرارگیری شیار توجه کرد.

اسلات PCI-X

بعد از مدتی اسلات PCI توسعه داده شد و اسلات‌های PCI-X به وجود آمدند. اختصار PCI-X مخفف کلمه پی‌سی‌آی توسعه یافته (PCI Extended) است. تکنولوژی PCI-X روشی برای بدست آوردن حداکثر میزان انتقال داده بیشتر از حداکثر میزان انتقال داده قابل دستیابی با PCI معمولی است. از آنجایی‌که این میزان انتقال داده، مورد نیاز کارت‌های توسعه‌ای است که در سرورها استفاده می‌شود، به عنوان مثال کنترل کننده‌های شبکه یا هارد دیسک، در نتیجه اسلات‌های PCI-X را می‌توان به طور عمده در تابلوهای اصلی سرور مشاهده کرد. 

حداکثر کلاک باس اسلات PCI-X ورژن 1، 133 مگاهرتز است. این اسلات‌ها فقط از سطح سیگنال 3/3 ولت پشتیبانی می‌کنند. با این حال مشخصات گذرگاه PCI-X با مشخصات PCI معمولی 3/3 ولت سازگار است، بنابراین کارت‌های پی‌سی‌آی معمولی 3/3 ولت که از حداکثر کلاک باس 66 مگاهرتز پشتیبانی می‌کنند در شکاف PCI-X نصب می‌شوند.

نکته بسیار مهم

اگر یک کارت پی‌سی‌آی معمولی در یک اسلات PCI-X نصب شود، سرعت کلاک (ساعت) تمام اسلات‌های PCI-X متصل به همان گذرگاه به حداکثر سرعت ساعت پشتیبانی شده توسط آن کارت الحاقی کاهش می‌یابد. کارت‌های PCI-X واقعی از نرخ انتقال داده بالایی که توسط گذرگاه PCI-X ارائه می‌شود بهره می‎برند. بنابراین ترجیحا باید با حداکثر سرعت کار کنند تا سرعت کلاک باس کاهش نیابد.

با این حال به دلیل محدودیت‌های الکتریکی در طول سیم‌های بین اسلات‌ها مشخصات PCI-X اجازه می‌دهد تا فقط 2 تا از اسلات‌ها به یک گذرگاه متصل بشود. بنابراین اگر اسلات PCI-X بیشتری در دسترس باشد در این شرایط به چندین باس مستقل متصل می‌شوند. در این شرایط هر گذرگاه با 2 اسلات در ارتباط خواهد بود.

به همین دلیل است که محدوده سرعت انتقال داده ناشی از کارت پی‌سی‌آی معمولی که در اسلات PCI-X قرار گرفته است فقط بر روی یک اسلات دیگر تاثیر می‌گذارد. علت این موضوع هم این است که هر 2 اسلات به باس‌های مختلفی متصل هستند و دیگر اسلات‌ها را تحت تاثیر قرار نخواهد داد (هر 2 اسلات، 1 باس). در دفترچه راهنمای مادربرد کامپیوتر باید ذکر شود که کدام یک از شکاف‌های PCI-X در یک باس مشترک قرار گرفته‌اند.

در شکل پایین، تصویر کارت و اسلات PCI-X قابل مشاهده است.

معرفی اسلات PCI-e

اختصار PCI-e مخفف کلمه‎های پی‌سی‌آی سریع (PCI Express) است. این مدل از اسلات‌ها دارای پهنای باند بالاتر و دارای انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به PCI است.    

این اسلات یک رابط انتقال سریال نقطه به نقطه است که با استفاده از سیگنال تشخیص دهنده سرعت بالا امکان انتقال داده با عملکرد بالا را در سیستم فراهم می‌کند. اتصال بین یک اسلات PCIe و مادربرد به عنوان یک پیوند شناخته می‌شود. این پیوند یک اتصال اختصاصی دوجهته سریال (1 بیتی) نقطه به نقطه ایجاد می‌کند که با نام خط شناخته می‌شود. یک پیوند می‌تواند بیش از یک خط در هر بار استفاده کند. اما تمام پیوندهای سازگار با مشخصات PCIe باید حداقل از اتصالات تک خطی پشتیبانی کنند.

نسل اول PCIe سرعت انتقال داده 5/2 گیگابایت بر ثانیه در هر خط را به وجود آورد. نسل دوم این اسلات سرعت داده را تا 5 گیگابایت بر ثانیه افزایش داد. نسل سوم این اسلات سرعت انتقال داده را به 8 گیگا بایت بر ثانیه در هر خط افزایش داده است.

برای پهنای باند با پتانسیل بالاتر، اسلات‎های PCIe می‌توانند به صورت اختیاری از پیوندها با استفاده از چندین خط همزمان پشتیبانی کنند. به عنوان مثال پیوند x16 از 16 خط استفاده می‌کند. برای پشتیبانی از خطوط اضافی، کارت و اسلات PCIe باید متناسب با خطوط برق اضافی مورد نیاز (2 خط در هر خط) طراحی شود. انواع کارت‌ها و شیارها برای پیوندهای x1، x4، x8 و x16 وجود دارد.  

کارت‎های PCIe از لحاظ ظاهری به گونه‌ای طراحی شده‌اند که پیکربندی خط بالاتر (پلاگین بالا) فقط در اسلات‎های مخصوص به خودش جای می‎گیرند. این کارت‌ها قادر به قرار گرفتن در تنظیمات خط پایین (پلاگین پایین) نیست. به عنوان مثال یک کارت x1 در اسلات‌های x1، x4، x8 و x16 جای می‌گیرد. اما کارت x16 فقط در اسلات x16 جای می‌گیرد. کارت الکتریکی x1 در هر اسلات سازگار با PCIe همیشه در حالت الکتریکی x1 کار می‌کند.

ساختار داخلی PCIe تقریبا شبیه یک شبکه محلی عمل می‌کند زیرا هر پیوند به یک واحد مرکزی در رایانه وصل می‌شود که کاری شبیه به سوئیچینگ در شبکه را انجام می‌دهد. به بیان دیگر، این اسلات به گونه‌ای طراحی شده است که از طریق تعداد کمی سیم، سرعت انتقال بالایی داشته باشد و بنابراین براساس پروتکل سریال با سرعت بالا مشابه اتصالات شبکه (LAN) ساخته شده است. این موضوع کاملا بر خلاف ساختار پی‌سی‌آی است زیرا در پی‌سی‌آی همه اسلات‌ها از یک گذرگاه (BUS) یک جهته و موازی مشترک برخوردار هستند. از آنجایی‎که PCIe مبتنی بر اتصالات موازی نیست اجازه می‌دهد که داده‌ها در فواصل طولانی‌تر و به راحتی و با کمترین هزینه منتقل شوند. نکته جالب درباره یک اسلات PCI Express این است که یک اسلات PCIe می‌تواند چندین خط به اصطلاح موازی را به طور موازی پیاده‌سازی کند تا مضربی از سرعت انتقال یک خط را بدست آورد.

نکته بسیار مهم: از آنجایی‌که سازوکارهای سخت افزاری این سه مدل از PCIها کاملا متفاوت هستند، نصب کارت PCI Express در اسلاتهای PCI/PCI-X یا بالعکس امکان پذیر نیست.

پهنای باند بالقوه PCIe  

پهنای باند بالقوه‌ بالاتری که انواع خاصی از این نوع اسلات‎ها ارائه می‌دهند لزوما متناسب با قابلیت‌های خود در هنگام کار نیست. یعنی اینکه حداکثر پهنای باند مرتبط با هر نوع اسلات قابل دستیابی است، اما استفاده یک برنامه از حداکثر پهنای باند دارای محدودیت خاصی است. به عنوان مثال یک برنامه ساده 2 بعدی مانند برنامه پردازش کلمه احتمالا نمی‌تواند از مزایای این پهنای باند بالاتر بهرمند بشود اما برنامه سه بعدی می‌تواند از چنین پهنای باند اضافه‌ای بهره ببرد. 

تفاوت این پهنای باند فقط در سرعت انتقال داده‌ها بین سخت افزار گرافیک و دیگر اجزای کامپیوتر تاثیر دارد. این پهنای باند بر سرعت تراشه گرافیکی و همچنین مستقیما روی سرعت بقیه کامپیوتر تاثیر ندارد.

خصوصیات PCI Express همچنین سازگاری وارونه را بین دستگاه‌های PCI Express را تعریف می‌کند. یعنی دستگاهی که برای عملکرد مطابق با مشخصات نسل 3 PCI Express طراحی و ساخته شده است هنگامی که در داخل اسلات با مشخصات نسل 2 قرار می‌گیرد سرعت کارش مطابق با نسل 2 خواهد شد. این حالت هم هنگامی که نسل 2 در اسلات نسل 1 قرار می‌گیرد اتفاق می‌افتد.

در زیر خلاصه‌‌ای از تفاوت بین پتانسیل پهنای باند انواع مختلف اسلات‌های PCI Express نشان داده شده است.   

اندازه‌گیری پهنای باند ارتباطی، توانایی انتقال داده باند ارتباطی را در یک جهت فراهم می‌کند. از آنجا که هر خط PCI Express شامل پیوند (پهنای باند) بالادستی و پایین دستی است، پهنای باند موثر دو برابر می‌شود. اعداد در جدول بالا نشان دهنده حداکثر پهنای باند موجود در هر جهت است.

در تصاویر پایین شمایل اسلات‌ها و کانکتورهای کارت‌های PCIe قابل مشاهده است.

مطالبی که شاید برای شما مفید باشد

تفاوت پردازنده‌های Intel Core i3, i5, i7 و Core X چیست؟

فرق بین حافظه DDR3 با DDR3L و نحوه استفاده از آنها

چگونه ببینیم کدام برنامه از تمام ظرفیت پردازنده در ویندوز استفاده می‌کند