نکات مهم در انتخاب و خرید کارت PCIe؛ ویدیو

PCIe ها برای بهره‌مندی شما از سرعت و کارایی بالا در اختیارتان قرار گرفته‌اند و با توجه به سرعت زیادی که هر روز به آن نیاز بیشتری پیدا می‌کنیم، به تکنولوژی‌های پرسرعت بیشتری نیاز داریم. چه بسا که در آینده‌ای نزدیک دیگر نسخه‌های ۵ و ۶ در PCIe ها هم پاسخگوی نیاز ما نباشد و تکنولوژی‌های سریعتری به میان آیند. اما برای اینکه از کارایی بی‌نظیری که PCIe ها در اختیارمان قرار می‌دهند نهایت استفاده را ببریم باید هنگام انتخاب و خرید PCIe به نکاتی توجه کنیم که نه تنها کارایی و سرعت بالا برود بلکه نهایت لذت از خرید را هم به همراه داشته باشد. با ما همراه باشید.

گفتگوی TechTalk: بررسی اسلات PCIe و نکات مهم در انتخاب و خرید کارت PCIe

کارشناسان توسعه شبکه آداکدر گفتگوی تخصصی TechTalk، با موضوعات به‌روز تخصصی و فنی، برای ارتقای دانش تخصصی شما به گپ و گفت می‌پردازند و محصولات و تکنولوژی‌های جدید در دنیای سرور و تجهیزات شبکه را بررسی می‌کنند. این ویدیو، بیستمین دوره از گفتگوهای تخصصی TechTalk است.

در این قسمت از تک تاک به “بررسی اسلات PCIe و نکات مهم در انتخاب و خرید کارت PCIe” می‌پردازیم. PCIe چه ویژگی‌های و مولفه‌هایی دارد؟ تفاوت مولفه‌های PCIe چیست؟ و به چه ویژگی های PCIe در هنگام خرید کارت PCIe باید توجه کنیم؟ در نهایت هم سرور پرفروش HPE DL380 G10  را در نظر گرفته‌ایم و درباره اسلات‌های PCIe در آن صحبت کرده‌ایم. با ما همراه باشید.

عناوین مهمی که در این ویدئوی ۲۰ دقیقه‌ای می‌بینید در ادامه آمده است:

عناوین مورد بررسی:

1. تاریخچه PCIe چیست؟
2. تفاوت PCIe و PCI در چیست؟
3. PCIe چه ویژگی‌های و مولفه‌هایی دارد؟
4. تفاوت مولفه‌های PCIe چیست؟
5. به چه ویژگی های PCIe در هنگام خرید کارت PCIe باید توجه کنیم؟
6. Lane چیست؟
7. بررسی ابعاد و اندازه کارت های PCIe
8. مقایسه نسل های PCIe 3.0 و PCIe 2.0 و PCIe 1.0
9. انتخاب PCIe مناسب در سرور HPE DL380 Gen10

PCIe چیست؟

به صورت خلاصه PCIe را تعریف می‌کنیم اما برای مطالعه بیشتر در این زمینه مطالعه مطلب ” بررسی انواع اسلات کامپیوتر: AGP، ISA، PCI، PCIe، PCIX ” مفید است. PCIe در واقع سریال باس پرسرعتی است که می‌توانیم کارت های مختلفی را روی آن نصب کنیم. مثلا کارت گرافیک، کارت شبکه، HBA کارت، SAS Controller و SAS Expander.

در هنگام خرید کارت افزونه برای سیستم پردازشی تان با گزینه هایی مواجه می‌شوید که انتخاب بهترین گزینه کار سختی است. مثلا اگر کارت شما PCI Express x1  باشد اما پورت PCI Express x16  را دارید، کار می‌کند یا نه؟

نکات مهم در انتخاب کارت PCIe مناسب

برای انتخاب PCIe مناسب باید به نکات مهمی توجه کنید تا به مشکلی برنخورید. سه نکته مهم در این زمینه توجه به موارد زیر است:

1. اندازه فیزیکی PCIe
2. تعداد Lane ها در اسلات افزونه PCIe
3. نسل و نسخه تکنولوژی PCIe

اندازه فیزیکی اسلات افزونه PCIe

اسلات های PCIe در دو اندازه عرضه می‌شوند که طول و ارتفاع آنها دو حالت دارد. H بیانگر ارتفاع یا Height است و L بیانگر طول یا Length:

• HHFL یعنی Half Height Full Length: ابعاد این کارت ۱۰.۷ در ۳۱.۲ سانتی متر است.
• HHHL یعنی Half Height Half Length: ابعاد این کارت ۱۰.۷ در ۱۷.۵ سانتی متر است.

تعداد Lane در اسلات افزونه PCIe

اسلات های PCIe از نظر ظاهری و فیزیکی با پیکربندی های متفاوتی ارایه می شوند که شامل x1 و x2 و x4 و x8 و x16 و x32 است. عدد بعد از ضربدر بیانگر تعداد Lane ها در اسلات PCIe است. Lane تعیین می‌کند دیتا چگونه از / به کارت PCIe منتقل شود. PCIe x1 slot یک Lane دارد و داده می‌تواند به صورت یک بیت در هر سیکل منتقل شود و PCIe x2 slot دو Lane دارد و داده می‌تواند به صورت دو بیت در هر سیکل منتقل شود. در بقیه کانفیگ ها به همین ترتیب است. پس X نشان دهنده Lane است. حالا Lane چیست؟ Lane مسیری است که برای ارسال و دریافت همزمان استفاده می‌شود. هر مسیر شامل دو سیم است یکی برای ارسال یکی برای دریافت. هر چقدر تعداد Lane ها بیشتر باشد، سرعت بیشتری خواهیم داشت.

از نظر عملی می‌توان کارت PCIe x1 را در اسلات PCIe x16 slot قرار داد اما پهنای باند کمتری در کارت خواهیم داشت و یا با نصب کارت PCIe x8 در اسلات PCIe x4 تنها نیمی از پهنای باند استفاده می‌شود. برخی کارت گرافیک ها برای اینکه از تمام پتانسیل خود استفاده کنند نیاز به PCIe x16 slot دارند.

در ادامه جدول مقایسه اندازه PCIe را می‌بینید:

مهم نیست اندازه کارت یا اسلات PCIe چقدر است نکته مهم این است که اندازه پین ۱۱ در انواع سایزها متفاوت است و انعطاف لازم برای استفاده از کارت ها با یک سایز روی اسلاتی با سایز دیگر فراهم می‌شود. مثلا کارت PCIe x1 روی اسلات PCIe x4 و PCIe x8 و PCIe x16 جای می‌گیرد و کارت PCIe x8 روی اسلات PCIe x8 و PCIe x16. در صورتی که اسلات PCIe به صورت Open-End باشد یعنی در انتهای اسلات، استاپر (Stopper) نداشته باشد، می‌توان کارت بزرگتر از اسلات را هم نصب کرد.

در نسخه یکسان از کارت و اسلات، به طور کلی کارت یا اسلاتِ بزرگتر دارای کارایی بالاتری هم هست.

توجه داشته باشید همیشه هم تعداد Lane زیاد ضرورتی ندارد مثلا کارت وای فای یا کارت USB Expander نیازی به سرعت بالا ندارد ولی کارت گرافیک High End و کارت شبکه ۱۰Gbps به سرعت نیاز دارد.

نسل و نسخه تکنولوژی PCIe

در حال حاضر چهار نسل از PCIe ها به بازار ارایه شده‌اند: PCIe 1.0 و  PCIe 2.0 و PCIe 3.0 و PCIe 4.0 و در هر نسل، پهنای باند، دو برابر شده، ویژگی‌هایی اضافه شده و مصرف برق بهینه‌تر شده است. اما افزایش پهنای باند مهمترین تغییر در نسل‌های PCIe است. اگر برایتان سوال پیش آمده که فرق PCI express 2.0 با express 3 چیست، و یا PCI express 2.0 با express 1 چه فرقی با هم دارند، جدول زیر را ببینید، فرکانس و پهنای باند و نرخ انتقال در PCIe 2.0 نسبت به PCIe 1.0 دو برابر شده است. همچنین فرکانس و پهنای باند و نرخ انتقال در PCIe 3.0 نسبت به PCIe 2.0 دو برابر شده است. 

توجه داشته باشید که تمام این نسخه های PCI Express با هم سازگارند. حالا اگر بخواهید بدانید کارت افزونه PCIe شما با چه سرعتی کار می‌کند، پاسخ این است: کارت PCIe شما با سرعت پایین‌ترین نسل، کار می‌کند مثلا اگر کارت PCIe 2.0 را روی اسلات PCIe 3.0 داشته باشید، کارایی شما PCIe 2.0 خواهد بود. پس تقریبا هر نوع پیکربندی، پشتیبانی می‌شود فقط کافی است از نظر فیزیکی جا بگیرد.

برای داشتن بالاترین کارایی باید بالاترین نسخه PCIe و بزرگ‌ترین اندازه PCIe را که مادربورد ساپورت می‌کند انتخاب کنید. مثلا کارت گرافیک PCIe 3.0 x16 بالاترین کارایی را ارایه می‌دهد پس باید هم اسلات PCIe x16 خالی باشد و هم مادربورد از PCIe 3.0 پشتیبانی کند. اگر مادربورد از PCIe 2.0 پشتیبانی می‌کند، کارت با وجودی که از PCIe 3.0 پشتیبانی می‌کند فقط با همان سرعت مادربورد کار می‌کند یعنی نسخه پایین تر.

اغلب مادربوردهایی که از سال ۲۰۱۳ به بعد تولید شده‌اند از PCIe 3.0 پشتیبانی می‌کنند.

بررسی نسل و نسخه PCIe 4.0

استاندارد PCIe 4.0 در سال ۲۰۱۷ ارایه شد و Throughput یا همان توان عملیاتی آن ۶۴ GBps است. PCIe 4.0 در سرورهای انترپرایزی در دسترس است و در سال ۲۰۱۹ فقط با SSD ها قابل استفاده است.

CPU های سری AMD Ryzen 3000 در سال ۲۰۱۹ عرضه شد و اولین CPUهای دسکتاپی هستند که از PCIe 4.0 x16 پشتیبانی می‌کنند و کاربران برای استفاده از آن به مادربورد جدیدی که چیپست X470 دارد نیاز خواهند داشت.

کارت گرافیک، کارت کنترلر هارد درایوها، کارت های صدای High End، کارت های شبکه Wired و Wireless، برخی CPU ها و رم ها، از PCIe استفاده می‌کنند. دستگاه های ذخیره سازی پرسرعت PCIe مانند SSD، پهنای باند بالایی خواهند داشت که سرعت خواندن و سرعت نوشتن روی درایو را بالا می‌برند. حتی برخی کنترلرهای PCIe شامل SSD تعبیه شده هستند.

چند نکته مهم در انتخاب کارت PCIe

در سال های اخیر، برخی کارت گرافیک ها به علت افزایش کولینگ، ضخامت بیشتری پیدا کرده‌اند و ممکن است با نصب این کارت گرافیک ها محل دو تا PCIe را اشغال کنند. بنابراین هنگام خرید سیستم و تجهیزات مورد نیازتان، به این نکته توجه کنید.

روی اسلات PCIe برق رسانی به کارت را داریم اما در برخی کارت ها که معمولا هم کارت گرافیک هستند، برق بیشتری نیاز داریم. در اینجا دو استاندارد داریم: ۶ پین و ۸ پین که روی کارت وجود دارد و به عنوان ورودی برق از منبع تغذیه استفاده می‌شوند. ۶ پین تا ۷۵ وات و ۸ پین تا ۱۵۰ وات برق را فراهم می‌کند.

در سرورهای اچ پی، خروجی به کارت را در رایزر داریم اما کابل روی سرور موجود نیست. پس دقت کنید که پارت نامبر اچ پی را حتما خریداری کنید که از سازگاری قطعاتی که دارید مطمئن باشید. همچنین کابل را همراه کارتی که می‌خرید، تهیه کنید در غیر این صورت به سختی می‌توانید این کابل را تهیه کنید و یا مجبور به استفاده از کابل غیراستاندارد می‌شوید.

توجه کنید وقتی کارتی می‌خرید، براکت، همراه آن باشد تا مشکلی هنگام نصب پیدا نکنید.

نکات مهم در انتخاب کارت PCIe در سرور HPE DL380 G10

سرور HPE DL380 G10 از ۸ عدد PCIe پشتیبانی می‌کند که ۳ تا از آن با CPU اول فعال می‌شود و ۵ تای بعدی با نصب CPU دوم. هنگام خرید کارت توجه کنید که چند PCIe خالی دارید.

رایزر یک، دو تا اسلات x8 و یک اسلات x16 دارد که از نظر Bus Width و Connector Width با هم فرق دارند. یعنی هم از نظر ابعاد و هم از نظر منطق، با هم متفاوت هستند. اما هر سه اسلات، هم Full Length است و هم Full Height.