أنواع pcie

أنواع PCIe

تُعدّ واجهة الاتصال السريع للمكونات المحيطية (PCIe) معيارًا لواجهة ناقل البيانات عالية السرعة تُستخدم لربط مكونات الأجهزة بلوحة الأم في نظام الكمبيوتر. وعلى الرغم من وجود نوع واحد فقط من موصلات PCIe، تُميّز أنواع PCIe المختلفة عن بعضها البعض حسب الإصدار والمسار، وكلاهما يؤثران على عرض النطاق الترددي والسرعة.

• الإصدار

  يُحدّد إصدار PCIe عرض النطاق الترددي وسرعات نقل البيانات. كان PCIe 1.0 هو الجيل الأول الذي قدم سرعات نقل 2.5GT/s على مسار واحد، وتُعدّ 2.5 غيغابت في الثانية هي معدل البيانات الأساسي. وقد ضاعف PCIe 2.0 عرض النطاق الترددي مع سرعات نقل 5GT/s، وضاعف PCIe 3.0 ذلك مرة أخرى مع 8GT/s. وقد واصل PCIe 4.0 و PCIe 5.0 هذا الاتجاه، حيث يقدم كل إصدار لاحق سرعات وعرض نطاق ترددي مُحسّنين. وقد أُعلن مؤخرًا عن PCIe 6.0، والذي يهدف إلى تقديم نقل بيانات ثنائي الاتجاه بسرعة 64GT/s. بشكل أساسي، تُقدم أحدث الإصدارات سرعات نقل بيانات أعلى، لكنها متوافقة مع الإصدارات القديمة.

• المسار

  تُعدّ السمة المميزة الأخرى لأنواع PCIe عدد المسارات، والتي تُشير إلى عدد الاتصالات المتوازية بين لوحة الأم والجهاز. ومن بين أنواع موصلات PCIe الأكثر شيوعًا، PCIe x1، PCIe x4، PCIe x8، و PCIe x16، حيث يُشير "x" إلى عدد المسارات. يحتوي موصل PCIe x1 على مسار واحد، ويحتوي موصل PCIe x4 على أربعة مسارات وهكذا. كلما زاد عدد المسارات في موصل، زاد عرض النطاق الترددي الذي يقدمه. يقدم فتحة PCIe x1 250 ميجابايت/ثانية، وسيقدم PCIe x16 4 غيغابايت/ثانية أو أكثر. يعتمد الإنتاجية الفعلية على إصدار PCIe المُنفذ في لوحة الأم وجهاز PCIe المُستخدم.

وظيفة وميزات أنواع PCIe

تُشمل وظائف PCIe توفير نقل بيانات عالي السرعة بين وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر وأجهزة الأجهزة المحيطية. وتُشمل هذه الأجهزة بطاقات الرسومات، وبطاقات الشبكات، و SSDs، وواجهات عالية السرعة أخرى. وقد زاد المعيار الصناعي لـ PCIe عرض النطاق الترددي مع كل إصدار وسرعات أعلى لنقل البيانات لكل قناة أو مسار. يعتمد عرض النطاق الترددي وسرعة نقل البيانات على عدد المسارات. على سبيل المثال، يمكن لأنواع PCIe 3.0 توفير 1 غيغابايت/ثانية وإنتاجية 32 غيغابايت/ثانية لبطاقة 16 مسارًا، بينما يمكن لـ PCIe 4.0 توفير 2 غيغابايت/ثانية وإنتاجية 64 غيغابايت لبطاقة 16 مسارًا.

تُشمل بعض الميزات الرئيسية لأجهزة PCIe ما يلي:

• التوسع: تُعدّ التوسع ميزة أساسية لتقنية PCIe. مع تطور الأجهزة والتطبيقات، سيُلبي الأداء القابل للتوسع متطلبات عرض النطاق الترددي المتزايدة.
• فترة انتظار منخفضة: تتمتع PCIe بروابط اتصال منخفضة التأخير بين معالجات المضيف وأجهزة النهاية. وتُشمل أجهزة النهاية محركات الأقراص الثابتة، وبطاقات الرسومات، وبطاقات الشبكات، وأجهزة محيطية أخرى. تُقدم PCIe استجابة في الوقت الحقيقي أساسية للتطبيقات الحساسة للوقت مثل الألعاب، ومعالجة البيانات، والذكاء الاصطناعي.
• الموثوقية: تُقدم PCIe سلامة بيانات موثوقة لبيئات الحوسبة عالية الأداء. تُنفذ أنظمة PCIe بروتوكولات اكتشاف الأخطاء وتصحيحها للحفاظ على دقة البيانات. يمكن لميزات الإصلاح الذاتي في النظام حل أي مشكلات في الاتصال بالبيانات تلقائيًا. تتميز PCIe أيضًا بنقل بيانات مُبسّط، مما يُحسّن الموثوقية للتطبيقات الحرجة في المجالات المالية، والفضاء، والرعاية الصحية.
• التوصيل السريع للأجهزة: يُشير التوصيل السريع للأجهزة إلى القدرة على إضافة أجهزة جديدة إلى ناقل PCIe دون إيقاف تشغيل النظام. يُحسّن هذا من توفر النظام، ويُقدم توسعًا سلسًا للأجهزة المحيطية مثل أجهزة التخزين، وواجهات الشبكات، وبطاقات الرسومات.
• التوافق المُتقدم: يُعدّ التوافق المُتقدم ميزة مهمة لأجهزة PCIe. يُتيح للمستخدمين ترقية الأنظمة عن طريق إضافة أجهزة جديدة دون استبدال المكونات الموجودة. تحمي هذه الميزة الاستثمارات السابقة وتحسن أداء النظام. وتُشمل الميزات الأخرى إدارة الطاقة، وتدفق البيانات، ودعم عوامل الشكل غير القياسية، وتعددية الأجهزة.

السيناريوهات

بخلاف استخدامه لربط أجهزة التخزين بلوحات الأم، هناك العديد من التطبيقات لموصلات PCIe وكابلاتها. فيما يلي بعض السيناريوهات التي تُعدّ فيها الكابلات مفيدة:

• أجهزة الألعاب: تُستخدم أجهزة الألعاب المتطورة PCIe لربطها بـ SSDs عالية السرعة. سيُتيح ذلك للاعبين تجربة مُحسّنة مع سرعات نقل أفضل. علاوة على ذلك، تحتوي أجهزة الكمبيوتر للألعاب على فتحات خاصة لبطاقات الرسومات. تحتوي هذه البطاقات على موصلات PCIe، مما يُمكّن المستخدمين من لعب الألعاب برسومات مُتقدمة.
• تحرير الفيديو: يُستخدم المحترفون الذين يعملون في تحرير الفيديو أو التأثيرات الخاصة بشكل كبير الأجهزة ذات معدلات نقل البيانات السريعة. يستخدمون صناديق خارجية متصلة من خلال كابلات رفيعة لأداء مهام معقدة مثل عرض الصور أو المهام المتعددة. تحتوي وحدات المعالجة الخارجية على فتحات PCIe لبطاقات الرسومات والمعالجة.
• الخوادم: تُستخدم الخوادم أجهزة PCIe لزيادة وظائفها. يُثبتون بطاقات واجهة الشبكة (NICs) للاتصال بالشبكات عالية السرعة. وتُستخدم الخوادم أيضًا وحدات تحكم التخزين لتوسيع سعة التخزين وربط أقراص صلبة إضافية لزيادة قدرتها على خدمة العملاء.
• محطات العمل: تُستخدم محطات العمل المتطورة PCIe لتحسين أدائها. يستخدم المصممون والمبرمجون محطات العمل مع SSDs التي تحتوي على موصلات PCIe m.2 للوصول السريع إلى البيانات. يُثبتون أيضًا ذاكرة RAM إضافية باستخدام بطاقات PCIe لتشغيل التطبيقات المُجهدة.
• مراكز البيانات: تُستخدم مراكز البيانات مُفاتيح PCIe لتوسيع خيارات الاتصال. كما أنها تربط أجهزة تخزين عالية السرعة باستخدام فتحات PCIe لتخزين المعلومات في أسرع وقت ممكن. من خلال استخدام NICs التي تدعم PCIe، يمكنهم توفير سرعات إنترنت سريعة للمستخدمين.
• أنظمة المسرح المنزلي: تُستخدم بعض أنظمة المسرح المنزلي المزودة بمشغلات وسائط مدمجة PCIe لربطها بأجهزة التخزين. يُمكّنهم هذا من تشغيل مقاطع الفيديو عالية الدقة مباشرة من الأقراص الثابتة الخارجية أو SSDs.
• الأنظمة المضمنة: تُستخدم بعض الأنظمة المضمنة أجهزة PCIe للتخصيص. تحتوي الآلات الصناعية على أنظمة مُضمنة يمكن للمطورين فيها تثبيت وحدات إضافية لتحسين وظائفها.

كيفية اختيار أنواع PCIe

عند اختيار كابل PCIe، هناك الكثير من الأمور التي يجب التفكير فيها. فيما يلي بعض الأشياء التي يجب مراعاتها عند اختيار كابل PCIe.

• الطول: يمكن أن يؤثر طول الكابل على كيفية بناء جهاز الكمبيوتر. يوفر الكابل الأطول مساحة أكبر لتحريك الأشياء، بينما يجعل الكابل الأقصر الأشياء مرتبة ومنظمة. عند بناء جهاز كمبيوتر، يُساعد اختيار طول الكابل المناسب على تحقيق أسلوب إدارة الكابلات المُفضل.
• التوافق: من الضروري التأكد من توافق كابل PCIe مع وحدة إمداد الطاقة ووحدة معالجة الرسومات المحددة. يضمن التوافق أن الكابل يمكنه ربط PSU بـ GPU، مما يوفر طاقة مستقرة وكافية. أيضًا، سيكون الكابل المُتوافق به الموصلات والأسلاك المطلوبة لتلبية احتياجات الطاقة والأداء.
• تخفيف الضغط: يُمنع تخفيف الضغط تلف الكابل. إنه يتجنب المشكلات مثل فك الموصل أو سحب أو ثني المناطق التي يمكن أن تنهار أو تُسبب أعطالًا. يُحمي التخفيف أيضًا الكابل من الفشل، مثل تعطيل إمداد الطاقة. يُضمن التأكد من التخفيف المناسب أن كل شيء يعمل بشكل جيد دون انقطاعات.
• الجماليات: يشير هذا إلى المظهر العام أو جمال شيء ما. عندما يتعلق الأمر بالكابلات، تُعدّ الجماليات مدى ملاءمة مظهر الكابل مع بقية جهاز الكمبيوتر. يمكن أن تأتي الكابلات بألوان وأنماط أو تصاميم مختلفة. لذلك، من السهل اختيار كابل يُناسب أسلوبك.

س: ما هو PCI Express (PCIe)?
ج: PCI Express، أو PCIe، هو معيار يُحدد فتحة ناقل متسلسل على لوحة الأم تستخدمها بطاقات التوسعة مثل بطاقات الرسومات وبطاقات الشبكة. يُقدم PCIe عرض نطاق ترددي عالي السرعة مقارنة بأسلافه، ويدعم مجموعة أوسع من الأجهزة من الخوادم إلى أجهزة الكمبيوتر المكتبية.

س: ماذا يعني PCIe؟
ج: تُعرف واجهة الاتصال السريع للمكونات المحيطية، المعروفة أيضًا باسم PCIe أو PCIE، كمعيار لربط المكونات عالية السرعة. تُستخدم محولات PCIe وبطاقات PCIe لربط أجهزة الكمبيوتر بأجهزة عالية السرعة، وتُعدّ كل فتحة PCI Express نقطة اتصال منفصلة (أو مسار).

س: هل PCIe هو نفسه PCI-واجهة الكمبيوتر الشخصي؟
ج: لا، لا تُعدّ واجهة الاتصال السريع للمكونات المحيطية هي نفسها PCI-واجهة الكمبيوتر الشخصي. تم استخدام العديد من المعايير المختلفة لربط المكونات عالية السرعة، لكن واجهة الاتصال السريع للمكونات المحيطية قد حلت محل العديد منها.