همه چیز در رابطه با PCI و PCI-E و کاربرد‌ آنها ,

امروزه اسلات های PCI و PCIe با شکل‌های متفاوت بر روی مادربوردهای جدید و قدیم مشاهده می‌شود ودارای کاربردهای بسیار از گرفتن تصویر تا افزایش و اضافه کردن انواع پورت به مادربرد است. از این روی باید با توجه به نیاز خود از اسلات‌هایPCI و PCIe و کارت‌های جانبی مربوط به آن می‌بایست به درستی انتخاب، نصب و راه اندازی شوند. به همین جهت در این مقاله سعی بر این شده است که انواع اسلات های PCI و PCI-E و کارت های مربوط به هر کدام از آنها و انواع کارت های پر کاربرد به همراه کاربرد و روش نصب آن آموزش داده شود.

در مادربرد های قدیمی و قبل از آمدن اسلات پرسرعت PCI EXPRESS ما دو نوع اسلات برای اضافه کردن انواع کارت به مادربرد داشتیم که یکی از‌ آنها AGP و دیگری PCI است.اسلات AGP برای کارت های گرافیکی استفاده می‌شد و دارای انواع مختلفی می‌بود که در این مقاله به بررسی آن نمی‌پردازیم زیرا در مادربرد های امروزه به ندرت از این اسلات استفاده می‌شود و حتی PCI نیز در حال حذف شدن از مادربرد های جدید می‌باشند و PCIe با انواع مختلفی که دارد در حال جایگزین شدن است.PCI و PCIe با داشتن تفاوت های عمده از شکل ظاهری تا ابعاد اسلات و سرعت انتقال اطلاعات و توان مصرفی دارای یک هدف مشترک می‌باشند و آن این که هر دو برای اضافه کردن کارت های جانبی به کار می‌روند. در واقع کارت های PCI و PCIe با امکان ارتقاع مادربرد و قابلیت اضافه کردن اجزای جانبی اضافه بسیار مفید است.
PCI مخفف عبارت Peripheral Component Interconnect که به معنی رابط اجزای جانبی می باشد.یک مثال قابل لمس برای استفاده از اسلات ها را می‌توان به استفاده از مودم های دیال آپ اشاره کرد که در دهه ۸۰ شمسی بسیار پرکاربرد می‌بود. با افزایش سرعت پردازنده ها و نیاز روزافزون بشر به سرعت بالاتر و حجم بالای اطلاعات دیگر اسلات و کارت های PCI پاسخ گو نبودند از این روی اسلات های PCIe جایگزین آن شدند و اتصال انواع کارت های جانبی مانند مودم، کارت های حرفه ای صدا، کارت های USB و SATA برای اضافه کردن پورت جدید به مادربرد، کارت های شبکه پرسرعت و حتی اضافه کردن حافظه های SSD را میسر کردند.

PCI دارای سرعت های مختلف می باشد که نسل اول آن از سرعت باس ۳۳ مگا هرتز و پهنای باند ۱۳۳ مگا بایت در ثانیه ارائه می‌شود و در نسل آخر خود به سرعت باس ۶۶ مگا هرتز و پهنای باند ۵۳۳ مگابایت می‌رسد.سرعت PCI عدد کمی نیست اما برای پیشرفت نیاز به سرعت بالای واسطه ها است. تنها افزایش سرعت مشکل را حل نمی‌کند به توان بیشتر و بهینه تر با سایر اجزا هم نیاز است.اسلات های PCI با دو ولتاژ متفاوت 3.3V و 5V کار می‌کند و در دو نوع ۳۲ بیتی و ۶۴ بیتی کار می‌کنند از این روی باید دقت کرد که چه نوع کارت PCI لازم دارند برای تشخیص نوع اسلات و PCI می توان به شیار ها و طول آن ها درعکس زیر توجه کرد:

شیار اضافی در انتهای سمت راست، کارت ۵ ولتی را مشخص می‌کند و شیار سمت راست, کارت ۳.۳ ولتی را مشخص می‌کند.

اسلات های ۶۴ بیتی علاوه بر پشتیبانی از کارت های ۶۴ بیتی با کارت های ۳۲ بیتی نیز سازگار است با توجه به تصویر بالا یعنی شما می‌توانید یک کارت ۳۲ بیتی را درون اسلات ۶۴ بیتی قرار دهید. باید توجه داشت که نوع ارتباط PCI از نوع موازی می باشد. حال به بررسی کارت های PCI Express و اسلات های PCIe می پردازیم.

اسلات PCI Express جایگزین موفق PCI در مادربرد های جدید با ارتباط سریال

 در سال ۲۰۰۴ با ارتقاع اسلات ها نسخه جدیدی از PCI یعنی PCI Express معرفی و به بازار آمد و تفاوت عمده آن با کارت PCI ارتباط سریال اسلات و کارت PCIe با ارتباط موازی PCI است. ارتباط موازی محدودیت هایی مانند سرعت باس پایین رابه دنبال داشت و همین تفاوت بزرگ، سرعت باس کلی سیستم را با پایین ترین سرعت کارت جانبی از کارت های جانبی که به آن وصل بود محدود می‌کرد. به عنوان مثال اگر تمامی کارت های جانبی متصل دارای سرعت ارتباطی ۶۶ مگا هرتزی باشند و فقط یکی از کارت ها دارای سرعت ۳۳ مگاهرتزی باشد کل سیستم با سرعت ۳۳ مگا هرتزی محدود و کار خواهد کرد. ولی در اسلات و کارت های PCI Express که ارتباط سریال هست هر کدام از کارت ها به صورت جداگانه و اختصاصی با سرعت دلخواه خود به باس سیستم متصل می‌شود. با اینکه حالت سریال در یک سیکل کلاک اطلاعات کمتری را جابجا می‌کند اما با فرکانس های بالا مشکلی ندارد و سرعت آن در مجموع بسیار بالاتر است. در کارت های PCIe تعداد پین های ارتباطی محدود تر شده است ولی با همین واسط کوچک دارای سرعت بسیار بالایی است به طوری که کارت های گرافیکی نیز از این اسلات می‌توانند استفاده کنند.

شکل ظاهری کارت ها و اسلایت های PCI Express

همان گونه که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید با آن که اسلات و قسمت ارتباطی کارت PCIe که به صورت تک مسیره یعنی X1 است و بسیار کوچک تر از PCI است ولی سرعت و پهنای باند بسیار بالایی داد و با همین پورت کوچک در این کارت شبکه می‌تواند اطلاعات را تا ۱ گیگا بیت بر ثانیه در آن جابجا کرد.

در اینجا ما عکسی از اسلایت های یک مادربرد را در کنار هم می‌آوریم تا شما بتوانید ذهنیت بهتری را از PCI ,PCIe و AGP داشته باشید.

همان گونه که در تصویر بالا مشاهده می‌نمایید ما در اینجا دو نوع PCI-Express داریم که یکی تک مسیره که X1 و دیگری ۱۶ مسیره است که با X16 نشان داده می‌شود.ولی این را نیز بهتر است بدانید که ما دو نوع PCI-E دیگر نیز داریم که ۴ مسیره و ۸ مسیره است. هر لینک ارتباطی ممکن است از ۱ تا ۱۶ مسیر استفاده کند یکی از ویژگی های بسیار مهم و جالب پی سی آی اکسپرس این است که اگر یکی از کارت های جانبی تک مسیره X1 را در اسلات ۴ مسیره یا ۸ مسیره و حتی ۱۶ مسیره قرار دهید مشکلی پیش نمی‌آید و سیستم در اولین ارتباط خود با کارت جانبی اطلاعاتی را برای تنظیم تعداد مسیرها رد و بدل می‌کند تا بتواند تعداد مسیر مورد نظر کارت را تعیین نماید و بعد از آن فعال می‌شود و کارت بدون کوچکترین مشکلی کار خواهد کرد.

علاوه بر تفاوت در ابعاد فیزیکی اسلات ها و سرعت انتقال اطلاعات یک مسئله بسیار مهم دیگر نیز در کارت های جانبی وجود دارد که آن توان مصرفی کارت ها است که بیشتر در کارت های گرافیکی با توان های مختلف مصرفی می‌باشند.اسلات ها و کانکتورهای پی سی آی اکسپرس ( به قسمتی از کارت پی سی آی اکسپرس که دارای پین های مسی جهت ارتباط و قرار گرفتن محکم در اسلات روی مادربرد تعبیه شده گفته می‌شود) شامل تعداد زیادی پین می‌باشند که علاوه بر انتقال اطلاعات مقدار زیادی توان مصرفی به کارت جانبی تحویل می‌دهد.

کارت های تک مسیره X1 توان مصرفی ۱۰ وات دارند و در کارت های جانبی ۴ مسیره و ۸ مسیره توان مصرفی به ۲۵ وات رسیده است .اما کارت های گرافیکی که در اسلات ۱۶ مسیره X16 قرار دارد توان بسیار بالایی تا مقدار۷۵ وات را می‌تواند مصرف کند.اما بعضی از کارت های گرافیکی توان بسیار بالایی را برای انجام محاسبات سنگین لازم دارند تا بتوانند عملکرد بهینه ای داشته باشند که این از توان خروجی اسلات X16 بسیار بیشتر است از این روی این کارت های گرافیکی از کابل ۶ پین و ۸ پین جهت تامین انرژی خود به وسیله پاور کامپیوتر کمک می‌گیرند. کابل های ۶ پین می‌توانند توان اضافه ۷۵ واتی را به کارت گرافیکی انتقال دهند که این توان در ۸ پین به ۱۵۰ وات می‌رسد که امکان دارد در برخی از کارت های گرافیکی بسیار قوی از چندین کابل برای تامین انرژی آن استفاده کرد.

کدام یک از کارت ها می‌توانند در کدام اسلات قرار می‌گیرند و نسل های مختلف پی سی آی اکسپرس کدام است؟

بر خلاف اسلات و کارت های جانبی PCI کارت ها و اسلات های PCI-E در نسل های مختلف باهم سازگاری کامل دارند به طوری که اگر کارت نسل قدیمی تر را در اسلات نسل جدید قرار دهید مشکلی پیش نمی‌آید ولی اگر بخواهیم کارت جدید مانند کارت گرافیک نسل جدید را در PCI-E نسل اول قرار دهید ممکن است که کارت گرافیک به صورت بهینه کار نکند که علت اصلی آن در توان مصرفی کارت گرافیک و توان خروجی اسلات نسل اول است که نمی‌تواند انرژی مناسب کارت را تامین کند .طبق استاندارد های موجود نسل 2.1 و 3.0 دارای توان مصرفی یکسان و نسل های 2.0 ,1.1 و 1.0 توان کمتری دارند.اگر کارت گرافیک کم مصرفی انتخاب شود مشکلی با نسل اولیه نخواهد داشت پس توان مصرفی کارت گرافیک است که تعیین کننده سازگاری آن با اسلات PCI-E را مشخص می‌کند.در هنگام خرید کارت گرافیک جدید و رده بالا باید دقت کنید که آیا مادربرد شما می‌تواند از نظر پشتیبانی از توان مصرفی بالای آن کارایی دارد یا نه.
با توجه به مطالب ارائه شده در بالا می‌توان نتیجه گرفت که کارت PCI-E با تعداد کانکتور کمتر می‌تواند در اسلات هایی با کانکتور و پهنای باند بیشتر به راحتی قرار گیرد و با اسلات های بزرگتر نیز سازگار است ولی تمامی مسیرهای اسلات لزوما فعال نیست به عبارت ساده تر و عامیانه تر اگر کارتی را بتوانیم در اسلات روی مادر برد قرار دهیم پس سیستم به درستی کار خواهد کرد.

آداپتور ها و انواع مبدل PCI Express

برخی از کاربران بنابر نیاز خود مجبورند از چند کارت گرافیک بر روی یک سیستم خود بهره ببرند ولی امکان دارد که مادربرد‌ آنها در تعداد اسلات X16 محدود باشد و یا نیاز باشد که به علت تولید حرارت بالاتر با فاصله بیشتری از هم قرار بگیرند که نیاز به تبدیل های خاصی خواهیم داشت که در زیر به تعدادی از آن اشاره خواهیم کرد.همچنین همانطور که در ابتدای مقاله گفته شد هدف از قرار گرفتن اسلات های PCI و PCI-E روی مادربرد اضافه کردن کارت های جانبی به مادربرد است که در ادامه به تعدادی از کارت های جانبی خواهیم پرداخت.

تبدیل X1 به X16 جهت کارت گرافیک

با این تبدیل می‌توان کارت های گرافیکی را به اسلات های تک مسیره متصل کرد ولی باید به این نکته دقت کرد که نمی‌توانیم از تمامی پهنای باند کارت گرافیکی بهره ببریم.

کارت PCI Express USB3.0 

از آنجایی که اکثر دستگاه های کامپیوتری برای اتصال به هم و کامپیوترها توسط پورت USB به هم متصل می‌شوند و کیس ها دارای تعداد پورت محدود می‌باشند استفاده از کارت اینترنال ۴پورت PCI Express USB 3.0 که دارای ۴ عدد خروجی پورت USB3.0 می‌باشند یک کار مقرون به صرفه و راحت تری است.کارت USB3.0 بر روی اکثر مادربردها که دارای اسلایت PCI-E یا همان پی سی ای اکسپرس هستند قابل نصب است که برای نصب آن نیاز به تخصص خاصی وجود ندارد که در ادامه گفته خواهد شد.این کارت یک مبدل PCI-E به USB 3.0 است که دارای ۴ خروجی یو اس بی ۳ است و اطلاعات را با سرعت 5Gbps یعنی حدود ۱۰ برابر USB2.0 انتقال می‌دهد.همان طور که در شکل زیر مشاهده می‌شود بر روی این کارت اینترنال یک پورت IDE که در اینجا به رنگ سفید دیده می‌شود وجود دارد که جهت تامین برق کارت PCI -E USB3.0 استفاده میشود.

کارت PCI Express SATA
به علت محدود بودن تعداد ساتا بر روی مادربرد امکان دارد ما تعداد بیشتری پورت ساتا با سرعت بالا نیاز داشته باشیم.که در اینجا می‌توانیم از کارت پی سی آی اکسپرس ساتا استفاده نماییم.

کارت PCI Express serial / com

مادربردهای جدید اکثرا فاقد پورت سریال می‌باشند در صورتی که ترازو و دستگاه های PLC و بیشتر دستگاه های صنعتی دارای پورت سریال جهت ارتباط و پروگرم کردن دستگاه با کامپیوترمی باشند.با توجه به این موضوع ما نیاز به اضافه کردن کارت کام PCI-E داریم تا بتوانیم توسط اکسپرس کارت کام PCI-E دستگاه های فوق را برنامه ریزی کنیم.کارت سریال PCI-E دارای دو خروجی سریال است.این کارت در بازار به نام های مختلف مانند کارت کام، کارت سریال، کارت RS232 موجود است در داخل کیس و بر روی اسلات PCI Express قرار می‌گیرد.

به همراه کارت سریال یک عدد سی دی موجود است که درون آن درایور کارت PCI-E کام موجود است و شما باید با توجه به سیستم عامل خود درایور مورد نظر را نصب و سپس سیستم را ریست کنید و از خروجی ۲ پورت سریال آن به طور همزمان و یا تکی استفاده کنید. برای نصب اکسپرس کارت ابتدا سیستم را خاموش و برق آن را قطع می‌کنیم سپس در کیس را باز می‌کنیم و PCI-E کارت را روی اسلایت PCI-E اکسپرس قرار داده و سیستم را روشن و درایور اکسپرس کارت سریال را نصب و سیستم را ریست می‌کنیم.

کارت PCI Express 1394

کارت ۱۳۹۴ اینترنال یک کارت تصویری به حساب می‌آید که جهت تصال دوربین های فیلم برداری به کامپیوتر و انتقال صدا و تصویر استفاده می‌شود.کارت ۱۳۹۴ PCI درون کیس و بر روی اسلایت PCI بزرگ قرار می‌گیرد.از این کارت برای کپچر کردن تصویر از روی دوربین هایی که خروجی DV دارند و یا ضبط صدا از روی سیستم های حرفه ای استفاده می‌شود پس می‌توان گفت که بیشترین کاربرد این نوع کارت ها برای استودیو های فیلم برداری و آتلیه های عکاسی و کسانی که دوربین های حرفه ای دارند است.

از مشخصات کارت PCI-E 1394 FIREWIRE می‌توان به :

- سرعت بالای انتقال داده

- راحتی نصب بر روی کامپیوتر

- پشتیبانی از سیستم عامل های ویندوز

- پشتیبانی از سیستم عامل مک

- دارای ۳ پورت خارجی و یک پورت داخلی

- نوع پورت ۱۳۹۴ هم ۶ پین هم ۴ پین

- دارای CD راه انداز

 

کارت PCI Express SOUND صدا

کارت صدا اینترنال PCI-E Sound Card یک کارت داخلی کیس است که مناسب برای کیس هایی که خروجی صدا آن دارای مشکل باشد و یا دچار سوختگی باشد و یا نیاز به کارت صدای حرفه ای تر باشد کارت صدا اینترنال برای اینکار مناسب است.

ما در بالا تعدادی از کارت های پر مصرف را نام بردیم .در این مقاله به انواع اسلات ها و کارت های جانبی اشاره کردیم امید واریم که این مقاله مناسب و راهنمای مناسبی برای همگان باشد.