يعد النطاق الواسع من خيارات التخصيص أحد الأسباب التي تجعلني أحب بناء أجهزة الكمبيوتر كثيرًا. على اللوحات الأم الحديثة، أصبح PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) هو معيار الاتصال العالمي لمعظم المكونات، وسوف تتفاجأ بمعرفة عدد الأجهزة غير المزودة بوحدة معالجة الرسومات التي يمكن توصيلها بفتحة PCIe.
على الرغم من أن اتصالات PCIe على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ليست جميعها متماثلة، إلا أن تشعب المسار يمثل مصدر قلق حقيقي عند تثبيت المكونات. ومع ذلك، تصبح وحدة المعالجة المركزية عنق الزجاجة لأنها لا تستطيع التعامل إلا مع الكثير من النطاق الترددي القادم من جميع أجهزة PCIe هذه. في بعض الحالات، قد تضطر أيضًا إلى ترك أسرع فتحة PCIe في وضع الخمول لأن تعبئتها يمكن أن تضر أكثر مما تنفع.
ما تعنيه أجيال وممرات PCIe في الواقع
أرقام أكبر وبيانات أسرع
قبل القفز إلى سبب ترك هذه الفتحة السريعة فارغة، من المهم أن نفهم ما يعنيه إنشاء PCIe والممرات. ممرات PCIe هي عدد مسارات البيانات بين اللوحة الأم والجهاز الذي يدخل في فتحة PCIe.
ربط جيل PCIe بهذا المفهوم: تتضاعف السرعات مع كل جيل، ونحن حاليًا في PCIe 5.0، قادرون على تقديم ما يقرب من 4 جيجابايت/ثانية لكل ممر. فيما يلي مخطط كامل لجميع أجيال PCIe والسرعات التي تدعمها.
|
جيل PCIe |
السرعة (X1) |
السرعة (X4) |
السرعة (X8) |
السرعة (X16) |
|---|---|---|---|---|
|
بكيي 3.0 |
~985 ميجابايت/ثانية |
~3.94 جيجابايت/ثانية |
~7.88 جيجابايت/ثانية |
~15.75 جيجابايت/ثانية |
|
بكيي 4.0 |
~1.97 جيجابايت/ثانية |
~7.88 جيجابايت/ثانية |
~15.75 جيجابايت/ثانية |
~31.5 جيجابايت/ثانية |
|
بكيي 5.0 |
~3.94 جيجابايت/ثانية |
~15.75 جيجابايت/ثانية |
~31.5 جيجابايت/ثانية |
~63 جيجابايت/ثانية |
ليست كل منافذ PCIe متماثلة، ويتم استخدام كل منها لغرض مختلف. على سبيل المثال، يتم استخدام PCIe X16 لوحدات معالجة الرسومات، بينما يتم استخدام PCIe X8 عادةً لبطاقات التوسعة أو وحدة معالجة الرسومات الثانوية. PCIe X4 مخصص لأجهزة التخزين مثل بطاقات NVMe وThunderbolt، بينما يُستخدم PCIe X1 للاتصالات الأساسية الأصغر مثل Wi-Fi وبطاقات الصوت.
تقوم اللوحة الأم بتقسيم عرض النطاق الترددي بشكل غير متساو
ليست كل فتحة تتحدث مباشرة إلى وحدة المعالجة المركزية
تحتوي اللوحات الأم الحديثة على الكثير من فتحات PCIe، بما في ذلك العديد من فتحات M.2، وموصل GPU X16، والمزيد. تقوم اللوحة الأم بتوجيه النطاق الترددي إلى وحدة المعالجة المركزية الخاصة بك للمعالجة، ويكون المسار إلى وحدة المعالجة المركزية الخاصة بك إما مباشرًا لأسرع الفتحات أو من خلال مجموعة شرائح اللوحة الأم.
عادةً ما يكون مسار الاتصال من مجموعة الشرائح أبطأ بسبب مشاركة حركة المرور مع المكونات والأجهزة الأخرى، مثل وحدة التحكم SATA وأجهزة USB وأجهزة PCIe الأخرى.
ومع ذلك، فإن اتصال PCIe المباشر بوحدة المعالجة المركزية هو الأسرع والأكثر استمرارية. عادةً ما تكون فتحة X16 PCIe وفتحة M.2 PCIe 5.0 الفردية هي الفتحات الوحيدة المتصلة مباشرة بوحدة المعالجة المركزية. ولهذا السبب، يجب أن تظل فتحة PCIe 5.0 المحددة فارغة، على الرغم من أنها الأسرع.
يمكن أن تؤدي مشاركة المسار إلى خفض النطاق الترددي لوحدة معالجة الرسومات الخاصة بك بمقدار النصف
على الرغم من أن هناك الكثير من النطاق الترددي الذي يمكن التنقل به مع جميع فتحات PCIe، إلا أنه لا يمكن شغلها جميعًا، على الأقل ليس بأقصى سرعة. يمكن لوحدة المعالجة المركزية الخاصة بك معالجة عدد محدود فقط من الممرات في المرة الواحدة، ويمكن لوحدات المعالجة المركزية الحديثة مثل AMD’s Ryzen 7000/9000 وIntel Core Ultra 200s معالجة ما يصل إلى 24 مسارًا (منصات سطح المكتب)؛ 20 ممرًا هي PCIe 5.0، متصلة مباشرة بوحدة المعالجة المركزية، بينما الممرات الأربعة المتبقية هي PCIe 4.0، متصلة عبر رابط مجموعة الشرائح.
يتم تكوين وحدات المعالجة المركزية الأقدم قليلاً مثل شرائح الجيل الثالث عشر والرابع عشر من Intel بشكل مختلف – فهي تدعم 16 ممرًا PCIe 5.0 و8 ممرات PCIe 4.0. في هذه الحالة، تتم مشاركة الممرات الـ 16 بين فتحة X16 PCIe لوحدة معالجة الرسومات وفتحة M.2 المتصلة مباشرة بوحدة المعالجة المركزية الخاصة بك. عند ملء فتحة M.2 هذه، سيتم تقليل النطاق الترددي لوحدة معالجة الرسومات الخاصة بك إلى X8 ممرات، مما يؤدي إلى إبطاء أدائك نظرًا لأن كلا الفتحتين تستمدان من نفس ممرات وحدة المعالجة المركزية المشتركة.
لا تعاني كل اللوحات الأم من هذه المشكلة، وستحتاج إلى التحقق من الدليل مسبقًا إذا كانت تشترك في وحدة معالجة الرسومات وعرض النطاق الترددي M.2 (تعد لوحات Z790 مثالًا مثاليًا).
ما مقدار الأداء الذي يمكن أن تخسره؟
تأخذ وحدات معالجة الرسومات PCIe 5.0 الأمر الأصعب
تعمل ممرات PCIe على رقم صارم، ولهذا السبب حتى مع احتلال الممر X4، تتراجع وحدة معالجة الرسومات إلى X8، مع ترك أربعة ممرات على الطاولة لا يمكن استخدامها. يمكن أن يؤثر تكوين X8 بشكل كبير على أداء البطاقات الأحدث، خاصة تلك الموجودة في سلسلة RTX 50، نظرًا لأنها أول من يدعم PCIe 5.0 الأصلي. في أحمال العمل الثقيلة مثل تدريب الذكاء الاصطناعي، يكون فرق الأداء كبيرًا لأنها تتطلب المزيد من نقل البيانات، ولكن في الألعاب، نادرًا ما يتم استخدام عرض النطاق الترددي بالكامل، مما يعني أن الأداء يكون في حده الأدنى.
على سبيل المثال، ستنخفض سرعة بطاقة RTX 5080 التي تعمل بسرعة 64 جيجابايت/ثانية على X16 PCIe 5.0 إلى 32 جيجابايت/ثانية على ممرات X8. من ناحية أخرى، يبلغ الحد الأقصى لبطاقة RTX 3080 الأقدم 32 جيجابايت / ثانية وسيكون لها نفس النطاق الترددي كما كان الحال في X16 PCIe 5.0 بعد الانخفاض إلى X8 PCIe 5.0 (وهو ما يعادل X16 PCIe 4.0).
بالنسبة لوحدات معالجة الرسومات PCIe 5.0 الأصلية مثل بطاقات RTX 50-Series، توقع انخفاضًا متواضعًا، ولكن على بطاقات PCIe 4.0، ستلاحظ في أحسن الأحوال انخفاضًا بنسبة 1-3٪ في الإطارات.
تعبئة المكونات الخاصة بك بشكل صحيح
الحل لهذه المشكلة بسيط جدًا: قم بتخطي فتحة M.2 إذا كان لديك وحدة معالجة الرسومات PCIe 5.0، إلا إذا كنت تريد خفض عرض النطاق الترددي الخاص بك إلى النصف. ومع ذلك، إذا لم تكن بطاقتك PCIe 5.0 أصلية، فإن انخفاض الأداء من السقوط إلى ممرات X8 ليس ملحوظًا، وستكون بخير. أيضًا، إذا لم يكن لديك PCIe 5.0 SSD في المقام الأول، فإن شغل فتحة M.2 ليس له أي معنى؛ بدلاً من ذلك، أوصي باستخدام فتحة عبر رابط مجموعة الشرائح.
