Mini pci expresscard что это

Обновлено: 04.07.2024

Физический уровень и конструктивы PCI Express

Физический уровень интерфейса допускает как электрическую, так и оптическую реализацию. Базовое соединение электрического интерфейса (1x) состоит из двух дифференциальных низковольтных сигнальных пар — передающей (сигналы PETp0, PETn0) и принимающей (PERp0, PERn0). В интерфейсе применена развязка передатчиков и приемников по постоянному току, что обеспечивает совместимость компонентов независимо от технологии изготовления компонентов и снимает некоторые проблемы передачи сигналов. Для передачи используется самосинхронизирующееся кодирование, что позволяет достигать высоких скоростей передачи. Базовая скорость — 2,5 Гбит/с «сырых» данных (после кодирования 8B/10B) в каждую сторону, в перспективе планируются и более высокие скорости. Для масштабирования пропускной способности возможно агрегирование сигнальных линий (lanes, сигнальных пар в электрическом интерфейсе), по одинаковому числу в обоих направлениях. Спецификация рассматривает варианты соединений из 1, 2, 4, 8, 12, 16 и 32 линий (обозначаются как x1, x2, x4, x8, x12, x16 и x32); передаваемые данные между ними распределяются побайтно. В каждой из линий самосинхронизация выплняется независимо, так что явление переноса (бич параллельных интерфейсов) отсутствует. Таким образом достижима скорость до 32×2,5 = 80 Гбит/с, что примерно соответствует пиковой скорости 8 Гбайт/с. Во время аппаратной инициализации в каждом соединении согласуется число линий и скорость передачи; согласование выполняется на низком уровне без какого-либо программного участия. Согласованные параметры соединения действуют на все время последующей работы.

Обеспечение «горячего» подключение на физическом уровне PCI Express не требует каких-либо дополнительных аппаратных затрат, поскольку двухточечное соединение не затрагивает «лишних» участников. Безопасная коммутация сигналов не требуется, возможности подключаемого устройства никак не влияют на режимы работы остальных устройств.

Малое число сигнальных контактов интерфейса дает большую свободу в выборе конструктивных реализаций PCI Express:

соединение компонентов в пределах платы;
слоты и карты расширения в конструктивах PC/AT и ATX;
внутренние и внешние карты расширения мобильных ПК;
малогабаритные модули ввода/вывода для серверов и коммуникационной аппаратуры;
модули для промышленных компьютеров;
разъемное подключение «дочерних» карт (mezannine interface);
кабельные соединения блоков.

Для карт расширения в конструктивах PC/AT и ATX предусматриваются разные модификации разъема-слота PCI Express, отличающиеся числом пар сигнальных линий (x1, x4, x8, x16) и, соответственно, размером (см. рисунок ниже). При этом в слоты большего размера можно устанавливать карты с разъемом того же размера или меньшего (это называется Up-plugging). Однако противоположный вариант (Downplugging) — большую карту в меньший слот — механически невозможен (в PCI/PCI-X это возможно). Как было показано выше, самый маленький вариант PCI Express обеспечивает пропускную способность на уровне стандартной шины PCI.

Назначение контактов слотов PCI Express приведено в таблице ниже.

Набор сигналов интерфейса PCI Express невелик:

Питание на карты подается по следующим шинам:

+3,3V — основное питание +3 В при токе до 9 А;
+12V — основное питание +12 В при токе до 0,5/2,1/4,4А для слотов x1/x4, x8/x16 соответственно;
+3,3Vaux — дополнительное питание, ток до 375 мА в системах, способных к пробуждению по сигналу от карты и до 20 мА в непробуждаемых системах.

Таблица. Разъемы PCI Express

Для мобильных компьютеров PCMCIA ввела конструктив ExpressCard (см. следующий рисунок), для которого на системный разъем выводится два интерфейса: PCI Express (1x) и USB 2.0. Модули ExpressCard компактнее прежних карт PCMCIA (PC Card и CardBus); предлагается две модификации, различающиеся по ширине: ExpressCard/34 (34×75×5 мм) и ExpressCard/54 (54×75×5 мм). Толщина модулей всего 5 мм, но, если требуется, то более длинные модули могут иметь утолщения в части, выходящие за габариты корпуса компьютера (за пределами 75 мм от края разъема). Как и прежние карты PCIMCIA, карты ExpressCard доступны пользователям и поддерживают «горячее» подключение.

Таблица. Разъемы Mini PCI Express

С интерфейсом PCI Express удобно компонуются модули ввода/вывода и сетевых интерфейсов для серверов и коммуникационных устройств стоечного исполнения. Такие модули могут быть достаточно компактными (высота 2U не вызывает проблем размещения разъема), при этом производительности интерфейса достаточно даже для таких критичных модулей, как Fibre Channel, Gigabit Ethernet (GbE), 10GbE.

Интерфейс PCI Express принимается и для промышленных компьютеров, для чего имеются спецификации PICMG 3.4 (малогабаритные конструктивы для x1, x2 и x4), а также конструктивы в формате Compact PCI.

Интерфейс PCI Express существует и в кабельном исполнении для кабельных соединений блоков, находящихся на небольшом удалении друг от друга. Так, например, по PCI Express можно подключать док-станции к блокнотным ПК. Возможность вывода интерфейса системного уровня за пределы корпуса компьютера из предшественников PCI Express поддерживала только шина ISA, и то только при низких скоростях обмена (на частотах до 5 МГц). Из новых последовательных интерфейсов системного уровня эта возможность имеется и в InfiniBand. Наличие кабельного варианта высокопроизводительного интерфейса системного уровня может позволить отойти от традиционной компоновки компьютера, при которой в системном блоке концентрируются все компоненты, требующие интенсивного обмена с ядром компьютера.

Всем здравствуйте! Сегодня разберем PCI Express Mini Card — что это за разъем, где и для чего используется, какие у него характеристики.

О пропускной способности разных версий PCI Express можно почитать здесь.

Что такое Mini PCI-E slot и как он выглядит

Порт Mini PCI Express, второе название которого 3GIO, считается компьютерной шиной, передающей данные последовательно. На самом деле, на физическом уровне шиной он не является — это соединение по принципу «точка-точка».

Для обмена информацией с прочими компонентами компьютера задействованы программная реализация шины PCI и высокоскоростной протокол аппаратного уровня.

Разработка этой шины инициирована компанией Intel. Первая спецификация была представлена в 2002 году. Сегодня стандартом занимается некоммерческий консорциум PCI Special Interest Group.

Самый актуальный стандарт версии 6.0, представленный в начале 2021 года, выдает скорость передачи информации до 64 ГТ/с по одной линии. Пропускная способность предыдущей версии 5.0 ровно в 2 раза меньше — до 32 ГТ/с. Линий может быть от 1 до 16.

Выглядит этот слот как короткий разъем с множеством контактов, в который вставляется оборудованная подходящим штекером деталь. Стандартом не предусмотрено никакой цветовой маркировки шины, так что она может быть любого цвета.

Для чего используется этот порт

Фактически, формат Mini PCI-E — мобильная версия PCI Express. В подавляющем большинстве случаев слот используется в ноутбуках и нетбуках для экономии места. Как правило, в современных моделях лептопов есть пара таких слотов.

Через один из них обычно подключен Wi-Fi адаптер. Второй остается пустым и его можно использовать для подключения различных периферических устройств:

Wi-Fi адаптер. Карта для беспроводного доступа к локальной сети и интернету. Замена актуальна, если вы хотите адаптер с большей пропускной способностью — например, стандарта N вместо G. Во вторых. Некоторые операционные системы (например, MacOS), «дружат» не со всеми картами и при установке этой операционной системы вам придется покупать совместимый адаптер.
HD видео чип. Декодирует видео любого разрешения, позволяя задействовать для его воспроизведения центральный процессор любой мощности. Актуально для нетбуков, на которых, как правило, слабые процессоры. Например, какой-нибудь Atom при воспроизведении тяжелого видео попросту «захлебывается», так как его мощности не хватает для декодирования видео потока. Видео чип устраняет подобные проблемы.
ТВ тюнер. Я, сказать честно, не знаю зачем это надо, но с помощью ноутбука можно смотреть передачи кабельного или спутникового телевидения. Нужен только телевизионный тюнер подходящего формата, к которому подключается кабель вещательной сети.
SATA USB Converter. Несложная, но полезная плата, которая позволяет через шину PCI подключить SATA или USB устройства. Актуально, если возникла необходимость подключить дополнительные девайсы или еще один жесткий диск, а подходящих свободных портов не осталось.
Mini PCI-e to ZIF. Весьма экзотическая «приблуда», с помощью которой можно подключить ZIF диск. Если вы не знаете, то это миниатюрный винчестер габаритами 1.8 дюйма. Для сравнения: стандартный жесткий диск ноутбука имеет форм-фактор 2,5 дюйма, а от настольного ПК 3.5 дюйма.
Mini PCI-E to PCI-E adapter. Переходник, с помощью которого можно подключить деталь с интерфейсом PCI-E к порту Mini PCI-E. Вероятно, вы уже догадались, какова область его применения — подключить мощную внешнюю видеокарту, если производительности встроенной не хватает для запуска игр и приложений.

Подписывайтесь на меня в социальных сетях, чтобы не пропустить уведомления о публикации новых материалов. До скорой встречи!

PCI Express, или PCIe, или PCI-E (также известная как 3GIO for 3rd Generation I/O; не путать с PCI-X и PXI) — компьютерная шина, использующая программную модель шины PCI и высокопроизводительный физический протокол, основанный на последовательной передаче данных.

Разработка стандарта PCI Express была начата фирмой Intel после отказа от шины InfiniBand. Официально первая базовая спецификация PCI Express появилась в июле 2002 года. Развитием стандарта PCI Express занимается организация PCI Special Interest Group.

Содержание

Описание

В отличие от шины PCI, использовавшей для передачи данных общую шину, PCI Express, в общем случае, является пакетной сетью с топологией типа звезда. Устройства PCI Express взаимодействуют между собой через среду, образованную коммутаторами, при этом каждое устройство напрямую связано соединением типа точка-точка с коммутатором.

Кроме того, шиной PCI Express поддерживается:

гарантированная полоса пропускания (QoS);
управление энергопотреблением;
контроль целостности передаваемых данных.

Шина PCI Express нацелена на использование только в качестве локальной шины. Так как программная модель PCI Express во многом унаследована от PCI, то существующие системы и контроллеры могут быть доработаны для использования шины PCI Express заменой только физического уровня, без доработки программного обеспечения. Высокая пиковая производительность шины PCI Express позволяет использовать её вместо шин AGP и тем более PCI и PCI-X. Де-факто PCI Express заменила эти шины в персональных компьютерах.

Разъёмы

Mini Card — замена форм-фактора Mini PCI. На разъём Mini Card выведены шины: x1 PCIe, USB 2.0 и SMBus.
ExpressCard — подобен форм-фактору PCMCIA. На разъём ExpressCard выведены шины x1 PCIe и USB 2.0, карты ExpressCard поддерживают горячее подключение. — форм-фактор для телекоммуникационного оборудования.
Кабельные спецификации PCI Express позволяют доводить длину одного соединения до десятков, а то и сотен метров, что делает возможным создание «разобранных» ЭВМ.
Mobile PCI Express Module — промышленный форм-фактор, созданный для ноутбуков фирмой NVIDIA.

PCI Express X1

Mini PCI-E

Для этого стандарта разъёма выпускается масса периферийных устройств:

SSD Mini PCI Express

ExpressCard

Слоты ExpressCard на настоящее время (Ноябрь 2010) применяются для подключения: [2]

Плат SSD накопителей
Контроллеров 1394/FireWire (iLINK)
Док-станций
Измерительных приборов
Памяти
Адаптеров карт памяти (CF, MS, SD, xD, и т.д.)
Мышей
Сетевых адаптеров
Параллельных портов
Адаптеров PC Card/PCMCIA
Расширения PCI
Расширения PCI Express
Дистанционного управления
Контроллеров SATA
Последовательных портов
Адаптеров SmartCard
ТВ-тюнеров
Контроллеров USB
Беспроводных сетевых адаптеров Wi-Fi
Беспроводных широкополосных интернет-адаптеров (3G, CDMA, EVDO, GPRS, UMTS, и т.д.)
Звуковых карт для домашнего мультимедиа и профессиональных аудио-интерфейсов.

Описание протокола

На электрическом уровне каждое соединение использует низковольтную дифференциальную передачу сигнала (LVDS), приём и передача информации производится каждым устройством PCI Express по отдельным двум проводникам, таким образом, в простейшем случае, устройство подключается к коммутатору PCI Express всего лишь четырьмя проводниками.

Использование подобного подхода имеет следующие преимущества:

карта PCI Express помещается и корректно работает в любом слоте той же или большей пропускной способности (например, карта x1 будет работать в слотах x4 и x16);
слот большего физического размера может использовать не все линии (например, к слоту x16 можно подвести проводники передачи информации, соответствующие x1 или x8, и всё это будет нормально функционировать; однако, при этом необходимо подключить все проводники питания и заземления, необходимые для слота x16).

В обоих случаях, на шине PCI Express будет использоваться максимальное количество линий, доступных как для карты, так и для слота. Однако это не позволяет устройству работать в слоте, предназначенном для карт с меньшей пропускной способностью шины PCI Express. Например, карта x4 физически не поместится в стандартный слот x1, несмотря на то, что она могла бы работать в слоте x1 с использованием только одной линии. На некоторых материнских платах можно встретить нестандартные слоты x1 и x4, у которых отсутствует крайняя перегородка, таким образом, в них можно устанавливать карты большей длины чем разъем. При этом не обеспечивается питание и заземление выступающей части карты, что может привести к различным проблемам.

Во всех высокоскоростных последовательных протоколах (например, гигабитный Ethernet), информация о синхронизации должна быть встроена в передаваемый сигнал. На физическом уровне, PCI Express использует метод канального кодирования 8b/10b (8 бит в десяти, избыточность — 20%) для устранения постоянной составляющей в передаваемом сигнале и для встраивания информации о синхронизации в поток данных. В PCI Express 3.0 используется более экономное кодирование 128b/130b с избыточностью 1,5%.

Некоторые протоколы (например, SONET/SDH) используют метод, который называется скремблинг (англ. scrambling) для встраивания информации о синхронизации в поток данных и для "размывания" спектра передаваемого сигнала. Спецификация PCI Express также предусматривает функцию скремблинга, но скремблинг PCI Express отличается от такового для SONET.

Пропускная способность

Битрейт в PCIe 1.0 составляет 2,5 Гбит/с. Для расчёта пропускной способности шины необходимо учесть дуплексность [3] и избыточность 8b/10b (8 бит в десяти). Например, дуплексная пропускная способность соединения x1 составляет:

Конкурирующие протоколы

Кроме PCI Express существует ещё ряд высокоскоростных стандартизованных последовательных интерфейсов, вот только некоторые из них: HyperTransport, InfiniBand, RapidIO, и StarFabric. Каждый интерфейс имеет своих сторонников среди промышленных компаний, так как на разработку спецификаций протоколов уже ушли значительные суммы, и каждый консорциум стремится подчеркнуть преимущества именно своего интерфейса над другими.

Стандартизированный высокоскоростной интерфейс с одной стороны должен обладать гибкостью и расширяемостью, а с другой стороны должен обеспечивать низкое время задержки и невысокие накладные расходы (то есть доля служебной информации пакета не должна быть велика). В сущности, различия между интерфейсами заключаются именно в выбранном разработчиками конкретного интерфейса компромиссе между этими двумя конфликтующими требованиями.

К примеру, дополнительная служебная маршрутная информация в пакете позволяет организовать сложную и гибкую маршрутизацию пакета, но увеличивает накладные расходы на обработку пакета, также снижается пропускная способность интерфейса, усложняется программное обеспечение, которое инициализирует и настраивает устройства, подключенные к интерфейсу. При необходимости обеспечения горячего подключения устройств необходимо специальное программное обеспечение, которое бы отслеживало изменение в топологии сети. Примерами интерфейсов, которые приспособлены для этого являются RapidIO, InfiniBand и StarFabric.

В то же время, укорачивая пакеты можно уменьшить задержку при передаче данных, что является важным требованием к интерфейсу памяти. Но небольшой размер пакетов приводит к тому, что доля служебных полей пакета увеличивается, что снижает эффективную пропускную способность интерфейса. Примером интерфейса такого типа является HyperTransport.

Положение PCI Express — между описанными подходами, так как шина PCI Express предназначена для работы в качестве локальной шины, нежели шины процессор-память или сложной маршрутизируемой сети. Кроме того, PCI Express изначально задумывалась как шина, логически совместимая с шиной PCI, что также внесло свои ограничения.

PCI Express 2.0

Группа PCI-SIG выпустила спецификацию PCI Express 2.0 15 января 2007 года. Основные нововведения в PCI Express 2.0:

Внешняя кабельная спецификация PCIe

7 февраля 2007 года PCI-SIG выпустила спецификацию внешней кабельной системы PCIE. Новая спецификация позволяет использовать кабели длиной до 10 метров, работающие с пропускной способностью 2,5 Гбит/с.

PCI Express 2.1

По физическим характеристикам (скорость, разъём) соответствует 2.0, в программной части добавлены функции, которые в полной мере планируют внедрить в версии 3.0. Так как большинство системных плат продаются с версией 2.0, наличие только видеокарты с 2.1 не даёт задействовать режим 2.1.

PCI Express 3.0

В ноябре 2010 года [5] были утверждены спецификации версии PCI Express 3.0. Интерфейс обладает скоростью передачи данных 8 GT/s(Гигатранзакций/с). Но, несмотря на это, его реальная пропускная способность всё равно была увеличена вдвое по сравнению со стандартом PCI Express 2.0. Этого удалось достигнуть благодаря более агрессивной схеме кодирования 128b/130b, когда 128 бит данных пересылаемых по шине кодируются 130 битами. PCI Express 2.0 обладает скоростью передачи данных 5 GT/s и схемой кодирования 8b/10b. При этом сохранилась совместимость с предыдущими версиями PCI Express. По данным PCI-SIG, первые тесты PCI Express 3.0 начались в 2011 году, средства для проверки совместимости для партнеров появились лишь в середине 2011-го, а реальные устройства ― только в 2012-м.

Компания MSI стала первым в мире [6] производителем, выпустившим материнскую плату с поддержкой стандарта PCI Express 3.0.

Летом 2011 года Gigabyte официально представила материнскую плату G1.Sniper 2, построенную на чипсете Intel Z68 и поддерживающую интерфейс PCI Express 3.0. [7] [8]

PCI Express 4.0

PCI Special Interest Group (PCI SIG) заявила, что PCI Express 4.0 может быть стандартизирован до 2015 года. Он будет иметь пропускную способность 16 GT/с или более, т.е. будет в два раза быстрее PCIe 3.0. [9]

Двух-портовый контроллер SATA 3.0 (6Gbps) не самого популярного форм-фактора мини-PCIe.
Кратко выявленные плюсы:
+ Поддержка современных стандартов
+ Работает нормально
Минусы:
— Цена, кмк, высоковата. Но это ж нишевый продукт. ;)
— ~~Нет выбора режима работы (IDE/AHCI)~~

режим задаётся прошивкой. В найденном комплекте с прошивкой версии 3.70 есть два образа для IDE и AHCI, отличающиеся одним-единственным байтом (01h для IDE и 06h для AHCI) и без очков видно, что этот байт является частью PCI-класса (0101хх для IDE и 0106xx для AHCI)

Несколько лет назад захотелось соорудить что-то вроде модного тогда HTPC. Правда, покупать специальный компактный корпус я не стал, т.к. был в наличии нормальный корпус ATX гламурного розового цвета. ;) Но материнскую плату выбрал всё же формата mini-ITX, с пассивным охлаждением (процессор — Intel Atom D510) и низким энергопотреблением. И почти всё в этой плате было хорошо, кроме малого числа (2 шт.) портов SATA. При полном отсутствии портов PATA и единственном «нормальном» слоте расширения PCI. :( Зато был ещё разъём мини-PCIe, более распространённый в ноутбуках, чем в настольных ПК. В общем, не так давно настал момент, когда третий винт подключить уже некуда, а менять один из стоящих 2ТБ на 4ТБ — не спортивно. ;) Поиск контроллера PCI-SATA в оффлайне показал, что спросом эти контроллеры, по всей видимости, не пользуются, т.к. приобрести такой контроллер можно только под заказ. :/ И тут попался на глаза сабж в новинках на DX. Присмотрелся к нему, раз уж в любом случае придётся ждать, и оказалось что на стороне сабжа есть несколько преимуществ:
1) остаётся свободным слот PCI;
2) PCIe обладает более широкой полосой пропускания;
3) поддержка SATA 6Gbps (PCI-контроллеры, как правило, поддерживают SATA 1,5Gbps или в лучшем случае SATA 3Gbps). Всё это и определило мой выбор.
Приехал контроллер в неброской серенькой коробочке в компании с краткой инструкцией и CD с драйверами:

Вот и сам контроллер, маленький да удаленький: ;)

На плате видно два порта SATA, разъём для подключения светодиода (индикатора активности), кварцевый резонатор на 20МГц, SPI-флэш на 512кбит (64 килобайта) c BIOS'ом и, наконец, «сердце» платы, контроллер ASMedia ASM1061. Качество изготовления платы нареканий не вызывает.
Работать контроллеру предстоит вот здесь:

Как видите, оба порта SATA уже плотно оккупированы. ;) Водружаем контроллер на место. Крепится он в разъёме с помощью мелких защёлок:

Устанавливаем на место новый винт и соединяем его с контроллером:

Светодиод подключать не буду, не вижу смысла.
Включаем компьютер. Ура! Работает!:

Ну, на самом деле «Ура! Работает!» получилось не сразу, а после долгих ритуальных плясок. Но контроллер в этом не особо виноват, с современными ОС пляски бы не потребовались. ;) Кстати, видите на скриншоте надпись «AHCI Mode»? Так вот, краткий взгляд на дамп BIOS'а контроллера показывает, что надпись могла бы быть и «IDE Mode», что сильно облегчило бы процесс сопряжения этой платы со старенькой ОСью, но чем определяется выбор режима, краткий взгляд не показал. ;) Не показал он и каких-либо волшебных комбинаций клавиш, позволивших бы войти в режим настройки. Ну да ладно, в итоге всё и так работает. ;) Понадобилось только найти драйверы посвежее стоковых.
В заключение, могу сказать, что платой я остался доволен. Плата современная и шустрая. Если есть у кого-нибудь потребность в паре портов SATA 3.0 и свободный слот mini-PCIe, то можно покупать смело, «всё проверено, всё стреляет». © ;) Можно даже внедрить эту плату в обычный ПК в разъём PCIe с помощью подобного переходника, но это удовольствие для совсем уже гурманов. ;)
Спасибо за внимание!
Есть вопросы? Задавайте.
Добавлено: Вот эта версия драйверов «сделала мне хорошо» ©. ;) Правда, качал где-то в другом месте, сейчас не вспомню. Там же нашлась и ещё более свежая версия. И там же есть и обновления BIOS'а для какого-то контроллера на ASM-106x, причём в комплекте ДВА образа: для IDE режима и для AHCI. Возможно, поэкспериментирую…
Добавлено 10.10.2014: Обновил BIOS контроллера до версии 3.70 (AHCI). На IDE менять не стал по двум причинам: 1) всё уже настроено и работает; 2) можно воткнуть во второй свободный (пока;) порт планку с разъёмом eSATA и подключать снаружи eSATA-«тостер» с винтами, а горячее подключение и отключение поддерживается только в режиме AHCI.

Читайте также: