Возможности и преимущества
Унифицированная архитектура NVIDIA®
Полностью унифицированное графическое ядро динамически распределяет работу по обработке геометрии, вершинных шейдеров, физики или закраски пикселей, обеспечивая превосходную графическую мощь.
Архитектура параллельных вычислений NVIDIA CUDA™ 1
Технология CUDA раскрывает мощь ядер графического процессора и ускоряет самые требовательные системные задачи, например, перекодирование видео, обеспечивая невероятный прирост производительности по сравнению с традиционными CPU.
Поддержка DirectCompute
Полная поддержка DirectCompute, API для вычислений на GPU от Microsoft
Поддержка OpenCL
Поддержка OpenCL
Поддержка Microsoft Windows 7
Windows 7 – операционная система нового поколения, которая будет отмечена существенным усовершенствованием способа, используемого операционной системой для раскрытия преимуществ графических процессоров, что обеспечит небывалый визуальный опыт. Используя эти преимущества для графики и вычислений, Windows 7 сделает современные ПК не только более интерактивными и привлекательными в плане графики, но и полностью удовлетворит требования пользователей в скорости и производительности.
Унифицированная драйверная архитектура NVIDIA® GeForce® (UDA)
Предлагает проверенный уровень совместимости, надёжности и стабильности в работе с широким диапазоном игр и приложений. Драйверы GeForce обеспечивают беспрецедентную работу каждому пользователю и поддерживают высокую производительность и обновление возможностей на протяжении всего срока службы графических процессоров GeForce.
Технология GigaThread™
Массивная многопоточная архитектура поддерживает тысячи независимых параллельных потоков, обеспечивая невероятную вычислительную силу и работу усовершенствованных программ закраски следующего поколения.
Движок NVIDIA® Lumenex™
Движок NVIDIA® Lumenex™
Технология 16
кратного сглаживания
Битное освещение с широким динамическим диапазоном (HDR) с плавающей точкой
Удвоенная по сравнению с предыдущим поколением точность, обеспечивающая невероятно реалистичные эффекты освещения, теперь с поддержкой сглаживания.
Технология NVIDIA® PureVideo® HD 2
Это сочетание ускорения декодирования видео высокой четкости и постобработки, обеспечивающее беспрецедентную чистоту изображения, плавное видео, правильные цвета и точное масштабирование изображения для фильмов и видео.
Аппаратное ускорение декодирования
Обеспечивает ультраплавное воспроизведение фильмов высокой и стандартной четкости H.264, VC-1, WMV, DivX, MPEG-2 и MPEG-4 без необходимости использования двух или четырёх ядерного центрального процессора.
Двухпоточное аппаратное ускорение
Поддержка режима «картинка-в-картинке» для интерактивного просмотра фильмов Blu-ray и HD DVD.
Динамическое повышение контраста и растягивание цвета
Постобработка и оптимизация фильмов высокой четкости сцена за сценой для поразительной чистоты изображения.
Еще более лучшая устойчивость к ошибкам
Исправляйте ошибки и восстанавливайте потери в широковещательном контенте для обеспечения четкого качественного воспроизведения.
Продвинутый пространственно-временной деинтерлейсинг
Повышает резкость чересстрочного контента в HD и стандартном разрешении на прогрессивных дисплеях, обеспечивая четкое, ясное изображение, сравнимое с возможностями продвинутых домашних кинотеатров.
Высококачественное масштабирование
Повышение разрешения фильмов до HDTV. При этом сохраняется четкость и ясность изображения. Также понижение разрешения видео, включая HD, с сохранением деталей.
Обратное телекино (3:2 & 2:2 коррекция)
Восстановление оригинальных изображений из фильмов, конвертированных в видео (DVDs, 1080i HD контент), более точное воспроизведение видео и превосходное качество изображения.
Коррекция неудачного редактирования
При редактировании видео внесенные поправки могут нарушить нормальную развертку 3:2 или 2:2. Технология PureVideo использует продвинутые техники обработки для обнаружения неудачных правок, восстановления исходного контента и визуализации превосходных деталей изображения кадр за кадром, обеспечивая плавное натуральное видео.
Подавление шумов
Повышение качества видео благодаря удалению нежелательных артефактов.
Улучшение краев объектов
Более четкие изображения в видео благодаря повышению контраста вокруг линий и объектов.
Поддержка Dual-link HDCP 3
Удовлетворение спецификациям по управлению защитой вывода (HDCP) и безопасности для формата Blu-ray для воспроизведения защищенного видео контента на HDCP совместимых мониторах.
Поддержка Dual Dual-link DVI
Работает с самыми большими в индустрии плоскопанельными дисплеями с самым высоким разрешением (до 2560x1600 пикселей) и поддержкой защиты широкополосных цифровых данных (HDCP).
Поддержка HDMI 1.3a
Полностью интегрированная поддержка HDMI 1.3a с поддержкой xvYCC, глубокого цвета и окружающего звука 7.1
Поддержка PCI Express 2.0
Создано для новой архитектуры шины PCI Express 2.0 для высочайших скоростей передачи данных в самых требовательных к полосе пропускания играх и 3D приложениях с поддержкой обратной совместимости с современными PCI Express материнскими платами.
Поддержка Microsoft® DirectX® 10.1
DirectX 10.1 с поддержкой Шейдерной Модели 4.1.
Оптимизация и поддержка OpenGL® 3.0
Гарантирует первосортную совместимость и производительность для OpenGL приложений.
Спецификация
| Поддерживаемые дисплеи: | |
| Максимальное разрешение цифрового монитора | 2560x1600 |
| Максимальное VGA разрешение | 2048x1536 |
| Стандартные разъемы монитора | DVI, VGA, HDMI |
| Поддержка нескольких мониторов | |
| HDCP | |
| HDMI | как заглушка (DVI-HDMI или DP-HDMI) |
| Аудио вход для HDMI | внутренний |
| Стандартные размеры видеокарты: | |
| Высота | 4.376 inches (111 mm) |
| Длина | 6.6 inches (168mm) |
| Ширина | одинарный слот |
| Температура и мощность: | |
| Максимальная температура GPU (в C) | |
| Максимальная мощность видеокарты (Вт) | |
| Минимальные системные требования по питанию (Вт) |
2.2.5 Жёсткий диск.
Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД - устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.
В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые, керамические или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В НЖМД используется от одной до нескольких пластин на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образующейся у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках около 10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.
Используемые интерфейсы: ATA (IDE и PATA), SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire, USB, SDIO и Fibre Channel.
УСТРОЙСТВО
Жёсткий диск состоит из гермозоны и блока электроники (Рис.14).
Гермозона включает в себя корпус из прочного сплава, собственно диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.
Блок головок - пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск). Одним концом они закреплены на оси рядом с краем диска. На других концах (над дисками) закреплены головки.
Диски (пластины), как правило, изготовлены из металлического сплава. Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика - окислов железа, марганца и других металлов.
Диски жёстко закреплены на шпинделе. Во время работы шпиндель вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту (3600, 4200, 5400, 5900, 7200, 9600, 10 000, 15 000). При такой скорости вблизи поверхности пластины создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и заставляет их парить над поверхностью пластины. Форма головок рассчитывается так, чтобы при работе обеспечить оптимальное расстояние от пластины. Пока диски не разогнались до скорости, необходимой для «взлёта» головок, парковочное устройство удерживает головки в зоне парковки. Это предотвращает повреждение головок и рабочей поверхности пластин. Шпиндельный двигатель жёсткого диска трехфазный, что обеспечивает стабильность вращения магнитных дисков, смонтированных на оси (шпинделе) двигателя. Статор двигателя содержит три обмотки, включенные звездой с отводом посередине, а ротор - постоянный секционный магнит. Для обеспечения малого биения на высоких оборотах в двигателе используются гидродинамические подшипники.
Устройство позиционирования головок состоит из неподвижной пары сильных неодимовых постоянных магнитов, а также катушки на подвижном блоке головок
.Блок электроники . в современных жёстких дисках блок электроники обычно содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), буферную память, интерфейсный блок и блок цифровой обработки сигнала.
Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой.
Блок управления представляет собой систему управления, принимающую электрические сигналы позиционирования головок, и вырабатывающую управляющие воздействия приводом типа «звуковая катушка», коммутации информационных потоков с различных головок, управления работой всех остальных узлов (к примеру, управление скоростью вращения шпинделя), приёма и обработки сигналов с датчиков устройства (система датчиков может включать в себя одноосный акселерометр, используемый в качестве датчика удара, трёхосный акселерометр, используемый в качестве датчика свободного падения, датчик давления, датчик угловых ускорений, датчик температуры).
Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.
Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.
Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации). Для цифровой обработки применяются различные методы, например, метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood) - максимальное правдоподобие при неполном отклике). Осуществляется сравнение принятого сигнала с образцами. При этом выбирается образец, наиболее похожий по форме и временным характеристикам с декодируемым сигналом. Рисунок 14.
Схема устройства НЖМД.(рис14)
Так как системная плата поддерживает интерфейс Serial ATA, был выбран жёсткий диск ST3160316AS ёмкостью 160 Гб, скоростью вращения шпинделя 7200 обор./мин., ёмкостью буфера памяти 8 Мб. (Рисунок. 15). Ёмкости 160Гб достаточно для работы в учебной лаборатории.
Рисунок 15 HDD ST3160316AS
2.2.6 Устройство оптического хранения данных.
Оптический привод - электрическое устройство для считывания и воз-
можно записи информации с оптических носителей (CD-ROM, DVD-ROM).
Существуют следующие типы приводов:
· привод CD-ROM (CD-привод);
· привод DVD-ROM (DVD-привод);
· привод HD DVD;
· привод BD-ROM;
· привод GD-ROM;
Рабочие станции учеников не оборудованы оптическими приводами, а для преподавателей был выбран CD/DVD – привод NEC DV-5800D.
2.2.7 Корпус и блок питания
Блок питания (БП) - устройство, предназначенное для формирования напряжения, необходимого системе, из напряжения электрической сети. Чаще всего блоки питания преобразуют переменный ток сети 220 В частотой 50 Гц (для России, в других странах используют иные уровни и частоты) в заданный постоянный ток.
Классическим блоком питания является трансформаторный БП . В общем случае он состоит из понижающего трансформатора или автотрансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем устанавливается выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное (пульсирующее однонаправленное). После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания (пульсации). Обычно он представляет собой просто конденсатор большой ёмкости.
Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков, защиты от КЗ, стабилизаторы напряжения и тока.
Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определенной скважности, либо подаваемые на транс- форматор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети) или напрямую на выходной ФНЧ (в импульсных БП без гальванической развязки).
В настоящее время используется в основном два стандарта корпусов. Это АТХ и ВТХ, так они являются наиболее перспективными на сегодняшний день.
Главная особенность стандарта АТХ (Рис.17) состоит в том, что вентилятор расположен на стенке корпуса блока питания, которая обращена внутрь компьютера, и поток воздуха прогоняется вдоль системной платы, поступая извне. Поток воздуха в блоке АТХ направляется на компоненты платы, которые выделяют больше всего тепла (процессор, модули памяти и платы расширения).
Во всех современных процессорах устанавливается активный теплоотвод, который представляет собой маленький вентилятор, установленный на процессоре для его охлаждения. Блок питания модели АТХ берет воздух извне и создает в корпусе избыточное давление, тогда как в корпусах других систем давление понижено. Направление воздушного потока в обратную сторону позволило значительно улучшить охлаждение процессора и других компонентов системы. При таком направлении воздуха компоненты внутри системного блока меньше подвержены пыли.
Рисунок 16. Корпус ATX.
На ряду с ATX существует стандарт ВТХ (Рис.18). Внешне системная плата ВТХ выглядит почти как зеркальное отражение АТХ - платы благодаря чему все платы PCI и PCI Express, в том числе графические адаптеры, оказываются установленными микросхемами вверх, что уже само по себе улучшает ситуацию с охлаждением.
Но еще более важное достоинство ВТХ - новая схема охлаждения процессора: теперь он расположен на переднем краю платы, причем развернут под 45° к нему. При сборке компьютера на процессор устанавливается не привычное охлаждающее устройство, а так называемый модуль охлаждения (Thermal Module), состоящий из вентилятора, радиатора и объединяющего их в единое целое короба. В результате радиатор процессора обдувается холодным воздухом, забираемым вентилятором от наружной стенки компьютера.
Разворот процессора на 45° решает сразу две проблемы: во-первых, уменьшается сопротивление процессорного гнезда набегающему потоку воздуха; во-вторых перед гнездом по его бокам располагаются элементы VRM, которые при такой схеме также охлаждаются непосредственно потоком холодного забортного воздуха.
Системная плата располагается не у нижней кромки охлаждающего модуля, а чуть выше, благодаря чему часть воздушного потока проходит под платой, в первую очередь транзисторов VRM.
Рисунок 17. Корпус BTX.
Не смотря на то, что стандарт ВТХ имеет свои существенные преимущества, для учебной лаборатории выбраны корпуса стандарта АТХ, так как данный стандарт уже давно зарекомендовал себя и широко распространен на рынке компьютерных комплектующих.
Был выбран корпус Pangu Simple S1602BS ATX MidiTower, Black-Silve С установленным дополнительным клером (Рис.18).
Рисунок 18. Корпус Pangu Simple S1602BS ATX MidiTower, Black-Silve
Классический кейс стандарта ATX с блоком питания Pangu S380.
Отличительной чертой компьютерных корпусов серии Simple является невысокая цена.
Корпус оборудован блоком питания достаточной мощностью для офисного и домашнего компьютера не высокой производительности.
Серия Simple - отличный выбор для недорогих компьютеров, оборудованных PCI-E видеокартой средней производительности.
Блок питания оснащен разъемами дополнительного питания 8pin 12V и 6pin PCI-E для видеокарты.
Тип кейса – Middle Tower
Отсеки для накопителей:
5,25” - 3 шт.
5.25” (внутренний) - 1шт.
3.5” (внешний) - 1шт.
3.5” (внутренний) - 4шт.
Цвет - Черный/Серебристый
Материалы:
o металл (SGCC 0.45mm)
o высококачественный пластик
Материнские платы - ATX / Micro-ATX
Стандарт блока питания – ATX
I / O ...
2.2.8 Монитор
Монитор - универсальное устройство визуального отображения всех видов информации состоящее из дисплея и устройств предназначенное для вывода текстовой, графической и видео информации на дисплей.
В настоящее время в основном используются 2 типа мониторов: ЭЛТ- мониторы и ЖК-мониторы.
ЭЛТ-мониторы . Самым важным элементом монитора является кинескоп, называемый также электронно- лучевой трубкой. Кинескоп состоит из герме- тичной стеклянной трубки, внутри которой находится вакуум. Один из концов трубки узкий и длинный - это горловина, а другой - широкий и достаточно плоский - это экран. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором.
ЖК-монитор - плоский дисплей на основе жидких кристаллов, а также монитор на основе такого дисплея.
Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Многоцветное изображение формируется с помощью RGB-триад.
Каждый пиксель ЖК-дисплея состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.
Важнейшие характеристики ЖК-мониторов:
Разрешение : Горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией.
Размер точки : расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением.
Соотношение сторон экрана (формат ): Отношение ширины к высоте, например: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.
Видимая диагональ : размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинаковой диагонали.
Контрастность : отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведённая для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.
Яркость : количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.
Время отклика : минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости. Методы измерения неоднозначны.
Угол обзора : угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению.
Тип матрицы : технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.
Входы : например, DVI, D-Sub, HDMI и т.п.
Для компьютеров в учебной лаборатории, с учётом цвета корпуса системного блока, подобран монитор LG L1742SE-BF (Рис.19).
Рисунок 19. Монитор LG L1742SE-BF.
· Параметры монитора:
· Цвета, использованные в оформлении: Чёрный;
· Диагональ: 17");
· Точка LCD-матрицы: 0.294 мм;
· Яркость LCD-матрицы: 250 кд/м2;
· Контрастность LCD-матрицы: 2000:1 - статическая, 50000:1 (ACM -adaptive contrast management);
· Поверхность экрана монитора: Матовая;
· Время отклика: 5 мс; Формат LCD-матрицы: 5:4;
· Разрешение LCD-матрицы: 1280 x 1024;
· Угол обзора LCD-матрицы: 160° по горизонтали, 160° по вертикали при CR > 10:1;
· Интерфейс: VGA (15-пиновый коннектор D-sub), ;
· Блок питания монитора: Встроенный; Потребление энергии: 38.5 Вт - максимальное, 27.3 Вт - в режиме Energy Star, 1.5 Вт - в режиме ожидания;
· Размеры (ширина х высота х глубина): 408 x 406.8 x 180.4 мм; Вес: 3.91 кг.
2.2.9 Устройства ввода.
Устройства ввода - приборы для занесения (ввода) данных в компьютер во время его работы. Основными устройствами ввода информации от пользователя в компьютер являются мышь и клавиатура.
Клавиатура . Стандартная компьютерная клавиатура, также называемая клавиатурой PC/AT или AT-клавиатурой, имеет 101 или 102 клавиши. Расположение клавиш на AT-клавиатуре подчиняется единой общепринятой схеме, спроектированной в расчёте на английский алфавит.
По своему назначению клавиши на клавиатуре делятся на шесть групп:
· функциональные;
· алфавитно-цифровые;
· управления курсором;
· цифровая панель;
· специализированные;
· модификаторы.
Двенадцать функциональных клавиш расположены в самом верхнем ряду клавиатуры. Ниже располагается блок алфавитно-цифровых клавиш. Правее этого блока находятся клавиши управления курсором, а с самого правого края клавиатуры- цифровая панель.
Многие современные компьютерные клавиатуры, помимо стандартного набора из ста четырёх клавиш, снабжаются дополнительными клавишами (как правило, другого размера и формы), которые предназначены для упрощённого управления некоторыми основными функциями компьютера (в основном мультимедийных). Такие клавиатуры называются «мультимедийными клавиатурами».
Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно - на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения.
· Датчики перемещения:
· Прямой привод;
· Шаровой привод;
· Оптические мыши первого поколения;
· Оптические мыши второго поколения;
· Лазерные мыши;
· Индукционные мыши;
· Гироскопические мыши.
В настоящее время для подключения клавиатуры и мыши используются интерфейсы: PS/2 и USB.
Для рабочих станций в учебных лабораториях были выбраны стандартная клавиатура с дополнительными мультимедийными возможностей Genius KB-200
Ergo (PS/2, 104 клавиши, влагозащита, подставка под запястья) (Рис.20) и лызерная
мышь Genius NetScroll 100 Optical USB (USB, 3 клавиши, включая колёсико-клавишу) (Рис.21).
Рисунок 20. Клавиатура Genius KB-200 Ergo
Рисунок 21. Мышь Genius NetScroll 100 Optical USB
2.3.1 Печатающие устройства.
Принтер - устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель,обычно на бумагу. Относится к терминальным устройствам компьютера.
Процесс печати называется вывод на печать, а получившийся документ - распечатка или твёрдая копия.
Принтеры бывают струйные, лазерные, матричные и сублимационные, а по цвету печати - чёрно-белые (монохромные) и цветные.
Лазерные принтеры . По поверхности фотобарабана коротроном (скоро троном) заряда, либо валом заряда равномерно распределяется статический заряд, после этого светодиодным лазером (либо светодиодной линейкой) на фотобарабане снимается заряд, - тем самым на поверхность барабана помещается скрытое изображение. Далее на фотобарабан наносится тонер. Тонер притягивается к разряженным участкам поверхности фотобарабана, сохранившей скрытое изображение. После этого фотобарабан прокатывается по бумаге, и тонер переносится на бумагу коротроном переноса, либо валом переноса. После этого бумага проходит через блок термозакрепления для фиксации тонера, а фотобарабан очищается от остатков тонера и разряжается в узле очистки.
Струйные принтеры . Принцип действия струйных принтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителе формируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерах используется матрица, печатающая жидкими красителями.
Сублимационные принтеры . Термосублимация - это быстрый нагрев красителя, когда минуется жидкая фаза. Из твёрдого красителя сразу образуется пар. Чем меньше порция, тем больше фотографическая широта (динамический диапазон) цветопередачи. Пигмент каждого из основных цветов, а их может быть три или четыре, находится на отдельной (или на общей многослойной) тонкой лавсановой ленте. Печать окончательного цвета происходит в несколько проходов: каждая лента последовательно протягивается под плотно прижатой термоголовкой, состоящей из множества термоэлементов. Эти последние, нагреваясь, возгоняют краситель. Точки, благодаря малому расстоянию между головкой и носителем, стабильно позиционируются и получаются весьма малого размера.
Матричные принтеры . Изображение формируется печатающей головкой, которая состоит из набора иголок (игольчатая матрица), приводимых в действие электромагнитами. Головка передвигается построчно вдоль листа, при этом иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, формируя точечное изображение.
2.3.2 Сканеры.
Сканер - устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием.
Бывают ручные, рулонные, планшетные и проекционные сканеры. Разновидностью проекционных сканеров являются слайд-сканеры, предназначенные для сканирования фотопленок. В высококачественной полиграфии используются барабанные сканеры, в которых в качестве светочувствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).
Принцип работы однопроходного планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света. Отраженный свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на три расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС, каждый из которых принимает информацию о компонентах изображения.
Для учебной лаборатории выбрано многофункциональное устройство (МФУ)
Canon i-SENSYS MF4410 (Рис.22).
Преимущества МФУ:
· экономия пространства;
· цена. МФУ принтер-копир-сканер стоит намного дешевле, чем все эти
устройства, приобретенные отдельно;
· возможность проделать весь спектр работ на одном универсальном
сетевом устройстве;
· удобство обслуживания;
Рисунок 22. МФУ Canon i-SENSYS MF4410 .
Общие параметры:
- Позиционирование Печать документов
- Объем памяти (Стандарт) (Мб) 64
- Тип печати Лазерная
- Цветная печать Нет
- Типы печатных носителей Глянцевая бумага, матовая бумага, конверты
- Максимальный формат печати А4
- Разрешение печати 600 x 600
- Тип картриджа 728
- Наличие двусторонней печати Нет
- Печать без полей Нет
- Скорость печати До 23 стр./мин
- Прямая печать с цифровой фотокамеры
- Тип сканера Планшетный
- Разрешение сканирования 9600 x 9600
- Коэффициент масштабирования 25–400%
- Функции факса Нет
- Интерфейс подключения USB
- Беспроводная связь Нет
- Потребляемая мощность Макс. 1220 Вт
- Причина выбора Монохромный 5-строчный дисплей, доступная цена
3 Технология сборки, настройки компьютеров, установки программного обеспечения.
3.1 Расчет системы охлаждения.
Расчет охлаждения центрального процессора
Для стабильной работы процессора необходимо, чтобы его рабочая температура не поднималась выше определенного уровня, иначе при работе возможны сбои и зависания машины. Максимальная рабочая температура ядер процессора составляет 72.6°C, при расчете для надежности принимается допустимая температура равная 60°C. Оптимальная температура внутри системного блока 35°C. Необходимо выяснить, способен ли выбранный кулер обеспечить эффективное охлаждение корпуса процессора. Фундаментальной технической характеристикой кулера является термическое сопротивление относительно поверхности процессорного кристалла – величина, позволяющая оценить его эффективность в качестве охлаждающего устройства.
Термическое сопротивление процессора рассчитывается следующим образом:
Rt=(Tc-Ta)/W, (3.1)
где Rt - термическое сопротивление радиатора, °С/Вт;
Тс - температура процессора, которую необходимо достичь, применяя
кулер, °С;
Та - температура внутри компьютерного корпуса, °С;
W - тепловая мощность, рассеиваемая процессором, Вт.
Процессор Intel Core i3-560 рассеивает мощность 73Вт. Тогда термическое сопротивление радиатора будет равно:
Rt=(60-35)/73=0,34°C/W
В полученное значение для термосопротивления колера входит и термосопротивление теплового интерфейса. Для тонких слоев (0,05 мм и меньше), таких как термопаста термосопротивление составляет порядка 0,08 – 0,15 °C/W. Поэтому для обеспечения общего термосопротивление 0,15°C/W в случае применения качественной термопасты термосопротивление кулера не должно превышать:
Rt=0,34-0,08=0,26°C/W (3.2)
В случае применения кулера, поставляемого в упаковке с процессором (рис.17), термосопротивление которого равно 41°C/W , максимальная температура процессора будет равна:
Тс=W*(Rt+0,08)+Ta = 73*(0,41+0,08)+35=53,1 °С (3.3)
С учетом того, что максимальная температура ядер данного процессора составляет 72.6°C, был выбран этот кулер.
РАСЧЕТ ОХЛАЖДЕНИЯ КОРПУСА
Q = 1,76*P/(Ta-T0) (3.4)
где Р - полная тепловая мощность компьютерной системы;
Та - температура внутри системного корпуса;
То - температура «на входе» корпуса (температура в помещении);
Q - производительность (расход) корпусной системы охлаждения.
В таблице приведена тепловая мощность комплектующих элементов.
Таблица 3 Тепловая мощность комплектующих элементов.
Температура снаружи корпуса равна 25°С, желаемая температура внутри корпуса равна 35°. Тогда производительность вентилятора должна быть равна по
формуле (3.4):
Q = 1,76*208/(35-25) = 37 CFM
Реальная производительность вентилятора в конкретных эксплуатационных условиях зависит от системного импеданса, который выражается соотношением:
Р = k*Qn (3.5)
где к - системная константа,
Q - производительность вентилятора,
n - турбулентный фактор (1 <= n <=2, n = 1 при ламинарном режиме течения потока, п = 2 при турбулентном течении потока),
Р - системный импеданс.
Таблица 4Ориентировочные значения разменной константы k.
МСЗ - малая степень заполнения корпуса (заняты слот AGP, 1 слотРС!, 1 отсек для
устройств 5.25”. 2 отсека для устройств 3.5”).
ССЗ - средняя степень заполнения корпуса (заняты слот AGP, 2-3 слота PCI или других шин,
2-3 отсека для устройств 5.25”, 2 отсека для устройств 3.5”).
ВСЗ - высокая степень заполнения корпуса (заняты слот AGP, не менее 4-5 слотов PCI или
других шин, 3-4 отсека для устройств 5.25”, все доступные отсеки для устройств 3.5”).
Значение этой константы можно варьировать в пределах ±5%, если литраж вашего корпуса немного больше или немного меньше опорных показателей.
Размерная системная константа выбирается из расчета общего объема корпуса < 40л и малой степени заполнения корпуса (1 слот PCI-E, 1 слот PCI, 1 отсек для устройств 5.25", 2 отсека для устройств 3.5"). Требуемое значение = 0,06
Блок питания корпуса стандартный, вентилятор работает на выдув, значит течение потока ламинарное. Турбулентный фактор = 1. Поскольку блок питания корпуса оснащен стандартным вентилятором со скоростью вращения 2500 об/мин, то его производительность берется равной 30 CFM. Тогда системный импеданс равен по формуле (3.5):
Р = 0,06*30 = 1,8 ттН2О
Практически все современные материнские платы на текущий момент оснащены слотом расширения PCI-E x16. В этом нет ничего удивительного: в него устанавливается дискретный графический акселератор, без которого создание производительного персонального компьютера вообще невозможно. Именно о его предыстории появления, технических спецификациях и возможных режимах работы пойдет в дальнейшем речь.
Предыстория появления слота расширения
В начале 2000-х годов со слотом расширения AGP, который на тот момент использовался для установки сложилась такая ситуация, когда максимальный уровень быстродействия достигнут и его возможностей уже недостаточно. В результате этого был создан консорциум PCI-SIG, который приступил к разработке программной и аппаратной составляющих будущего слота для установки графических ускорителей. Плодом его творчества и стала в 2002 году первая спецификация PCI Express 16х 1.0.
Некоторые компании для обеспечения совместимости двух существовавших на тот момент времени портов установки дискретных графических адаптеров разрабатывали специальные устройства, которые позволяли устанавливать устаревшие графические решения в новый слот расширения. На языке профессионалов такая разработка имела свое название - переходник PCI-E x16/AGP. Основное его назначение - это минимизация затрат на модернизацию ПК за счет использования комплектующих с предыдущей конфигурации системного блока. Но такая практика не получила большого распространения по той причине, что видеоплаты начального уровня на новом интерфейсе имели стоимость практически равную цене переходника.
Параллельно с этим были созданы и более простые модификации этого слота расширения для внешних контроллеров, которые пришли на смену привычным на то время портам PCI. Несмотря на внешнюю схожесть, эти устройства существенно различались. Если AGP и PCI могли похвастаться параллельной передачей информации, то вот PCI Express был последовательным интерфейсом. Его более высокое быстродействие обеспечивалось значительно увеличенной скоростью передачи данных в дуплексном режиме (информация в этом случае могла передаваться сразу по двум направлениям).
Скорость передачи и метод шифрования
В обозначении интерфейса PCI-E x16цифра указывает на количество задействованных полос для передачи данных. В данном случае их 16. Каждая из них, в свою очередь, состоит из 2 пар проводов для передачи информации. Как было отмечено, более высокая скорость обеспечивается тем, что эти пары работают в дуплексном режиме. То есть передача информации может идти сразу в двух направлениях.
Для защиты от возможных потерь или искажения передаваемых данных применяется в этом интерфейсе специальная система защиты информации, которая называется 8В/10В. Это обозначение расшифровывается следующим образом: для правильной и корректной передачи 8 бит данных необходимо их дополнить 2 служебными битами для выполнения проверки правильности. В этом случае система вынуждена передавать 20 процентов служебной информации, которая для пользователя компьютера не несет полезной нагрузки. Но это плата за надежную и стабильную работу графической подсистемы персонального компьютера, и без этого уж точно никак не обойтись.
Версии PCI-E
Разъем PCI-E x16 внешне одинаковый на всех системных платах. Только вот скорость передачи информации в каждом случае может существенно отличаться. Как результат, быстродействие устройства тоже разное. А модификации у этого графического интерфейса такие:
- 1-я модификация PCI - Express х16 v. 1.0 имела теоретическую пропускную способность в 8 Гб/с.
- 2-е поколение PCI - Express х16 v. 2.0 уже могло похвастаться увеличенным вдвое значением пропускной способности - 16 Гб/с.
- Аналогичная тенденция сохранилась уже и для третьей версии данного интерфейса. В этом случае этот показатель был установлен на отметке 64 Гб/с.
Визуально отличить по расположению контактов невозможно. При этом они совместимы между собой. Например, если в слот версии 3.0 установить плату графического адаптера, которая соответствует на физическом уровне спецификациям 2.0, то вся система обработки автоматически переключится в наименее скоростной режим (то есть 2.0) и будет уже в дальнейшем функционировать именно с пропускной способностью в 64 Гб/с.
Первое поколение PCI Express
Как было отмечено ранее, впервые PCI Express был представлен в 2002 году. Его выход ознаменовал появление персональных компьютеров с несколькими графическими адаптерами, которые к тому же могли похвастаться даже с одним установленным акселератором повышенным быстродействием. Стандарт AGP 8Х позволял получить пропускную способность 2,1 Гб/с, а первая ревизия PCI Express - 8 Гб/с.
Конечно, говорить о восьмикратном приросте не приходится. 20 процентов прироста использовалось на передачу служебной информации, которая позволяла находить ошибки.
Вторая модификация PCI-E
На смену первому поколению данного в 2007 году пришел PCI-E 2. 0 x16. Видеокарты 2-го поколения, как было отмечено ранее, физически и программно были совместимы с первой модификацией этого интерфейса. Только в таком случае существенно снижалось быстродействие графической системы до уровня версии интерфейса PCI Express 1.0 16х.
Теоретически предел передачи информации в этом случае был равен 16 Гб/с. Но 20 процентов полученного прироста расходовалось на служебную информацию. В итоге в первом случае реальная передача была равна: 8 Гб/с - (8 Гб/с х 20% : 100%) = 6,4 Гб/с. А для второго исполнения графического интерфейса это значение было уже таким: 16 Гб/с - (16 Гб/с х 20% : 100%) = 12,8 Гб/с. Разделив же 12,8 Гб/с на 6,4 Гб/с, получаем реальный практический прирост быстродействия в 2 раза между 1-м и 2-м исполнением PCI Express.
Третье поколение
Последнее и наиболее актуальное обновление этого интерфейса увидело свет в 2010 году. Пиковая скорость PCI-E x16 в этом случае увеличилась до 64 Гб/с, а максимальная мощность графического адаптера без дополнительного питания в этом случае может быть равна 75 Вт.
Варианты конфигураций с несколькими графическими акселераторами в составе одного ПК. Их плюсы и минусы
Одним из наиболее важных нововведений данного интерфейса является возможность наличия сразу нескольких графических адаптеров в x16. Видеокарты при этом объединяются между собой и образуют, по существу, единое устройство. Их общая производительность суммируется, и это позволяет в разы повысить быстродействие ПК с позиции обработки выводимого изображения. Для решений от NVidia такой режим называется SLI, а для графических процессоров от АМД - CrossFire.
Будущее данного стандарта
Слот PCI-E x16в обозримом будущем уж точно не будет изменяться. Это позволит более производительные видеокарты использовать в составе устаревших ПК и за счет этого осуществлять поэтапный апгрейд компьютерной системы. Сейчас же прорабатываются спецификации уже 4-й версии этого способа передачи данных. Для графических адаптеров в этом случае будет предусмотрена максимальная 128 Гб/с. Это позволит выводить изображение на экран монитора в качестве «4К» и более.
Итоги
Как бы там ни было, а PCI-E x16 на текущий момент является безальтернативным графическим слотом и интерфейсом. Он будет актуальным еще достаточно долгое время. Его параметры позволяют создавать как компьютерные системы начального уровня, так и высокопроизводительные ПК с несколькими акселераторами. Именно за счет такой гибкости и не предвидится существенных изменений в этой нише.
Внимание! Эта статья о шине PCI и её производных PCI64 и PCI-X("Пи-си-ай Икс")! Не путайте её с более новой шиной ("Пи-си-ай Экспресс"), которая полностью несовместима с шинами, описанными в данном FAQ.
PCI 2.0
- первая версия базового стандарта, получившая широкое распространение, использовались как карты, так и слоты с сигнальным напряжением только 5В.PCI 2.1 - отличалась от 2.0 возможностью одновременной работы нескольких bus-master устройств (т.н. конкурентный режим), а также появлением универсальных карт расширения, способных работать как в 5В, так и в 3.3В слотах. Способность работать с 3.3В картами и наличие соответствующих линий питания в версии 2.1 являлась опциональной.Появились расширения PCI66 и PCI64.
PCI 2.2
- версия базового стандарта шины, допускающая подключение карт расширения с сигнальным напряжением как 5В, так и 3.3В. 32-битные версии этих стандартов являлись наиболее распространённым типом слотов на на момент написания FAQ. Используются слоты типа 32-бита, 5В.
Cделанные в соответствии с этими стандартами карты расширения имеют универсальный разъём и способны работать практически во всех более поздних разновидностях слотов шины PCI, а также, в некоторых случаях, и в слотах 2.1.
PCI 2.3
- следующая версия общего стандарта на шину PCI, слоты расширения, соответствующие этому стандарту, несовместимы с картами PCI 5В, несмотря на продолжающееся использование 32-битных слотов с 5В-ключом. Карты расширения имеют универсальный разъём, но не способны работать в 5В-слотах ранних версий (до 2.1 включительно).
Напоминаем, что напряжение питания (не сигнальное!) 5В сохраняется абсолютно на всех версиях разъёмов шины PCI.
PCI 64
- расширение базового стандарта PCI, появившееся в версии 2.1, удваивающее число линий данных, и, следовательно, пропускную способность. Cлот PCI64 является удлинённой версией обычного PCI-слота.
Формально совместимость 32-битных карт с 64-битным слотами (при условии наличия общего поддерживаемого сигнального напряжения) полная, а совместимость 64-битной карты с 32-битным слотами является ограниченной (в любом случае произойдёт потеря производительности), точные данные в каждом конкретном случае можно узнать из спецификаций устройства.
Первые версии PCI64 (производные от PCI 2.1)использовали слот PCI 64-бита 5В и работали на тактовой частоте 33МГц.
PCI 66 - появившееся в версии 2.1 расширение стандарта PCI с поддержкой тактовой частоты 66МГц, также, как и PCI64 позволяет удвоить пропускную способность. Начиная с версии 2.2 использует 3.3В-слоты (32-битный вариант на ПК практически не встречается), карты имеют универсальный либо 3.3В форм-фактор. (Имелись и основанные на версии 2.1 казуистически редкие на рынке ПК 5В 66МГц решения, подобные слоты и платы были совместимы только между собой)
PCI 64/66
- комбинация двух вышеописанных технологий, позволяет учетверить скорость передачи данных по сравнению с базовым стандартом PCI, и использует 64 бита 3.3В слоты, совместимые только с универсальными и 3.3В 32-битными картами расширения. Карты стандарта PCI64/66 имеют универсальный (имеющий ограниченную совместимость с 32-битными слотами) либо 3.3В форм-фактор(последний вариант принципиально не совместим с 32-битными 33МГц слотами популярных стандартов)
В настоящее время под термином PCI64 подразумевается именно PCI64/66, поскольку 33МГц 5В 64-битные слоты не применяются уже достаточно давно.
PCI-X 1.0
- Расширение PCI64 с добавлением двух новых частот работы, 100 и 133МГц, а также механизма раздельных транзакций для улучшения производительности при одновременной работе нескольких устройств. Как правило, обратно совместима со всеми 3.3В и универсальными PCI-картами.
PCI-X карты обычно выполняются в 64-бит 3.3В формате и имеют ограниченную обратную совместимость со слотами PCI64/66, а некоторые PCI-X карты - в универсальном формате и способны работать (хотя практической ценности это почти не имеет) в обычном PCI 2.2/2.3.
В сложных случаях для того, чтобы быть полностью уверенным в работоспособности выбранной вами комбинации из мат.платы и карты расширения, случае надо посмотреть таблицы совместимости (compatibility lists) производителей обоих устройств.
PCI-X 2.0 - дальнейшее расширение возможностей PCI-X 1.0, добавлены скорости в 266 и 533МГц, а также коррекция ошибок чётности при передаче данных.(ECC). Допускает расщепление на 4 независимых 16-битных шины, что применяется исключительно во встраиваемых и промышленных системах, сигнальное напряжение снижено до 1.5В, но сохранена обратная совместимость разъёмов со всеми картами, использующими сигнальное напряжение 3.3В.
PCI-X 1066/PCI-X 2133 - проектируемые будущие варианты шины PCI-X, c результирующими частотами работы 1066 и 2133МГц соответственно, изначально предназначенные для подключения 10 и 40Гбит Ethernet адаптеров.
Для всех вариантов шины PCI-X существуют следующие ограничения по количеству подключаемых к каждой шине устройств:
66МГц - 4
100МГц - 2
133МГц - 1 (2, если одно или оба устройства не находятся на платах расширения, а уже интегрированы на одну плату вместе с контроллером)
266,533МГц и выше -1.
Вот почему в некоторых ситуациях для обеспечения стабильности работы нескольких установленных устройств необходимо ограничивать максимальную частоту работы использованной шины PCI-X (обычно это делается джамперами)
СompactPCI - стандарт для разъёмов и карт расширения, применяемый в промышленных и встраиваемых компьютерах. Механически не совместим ни с одним из "общих" стандартов.
MiniPCI - стандарт для плат и разъёмов для интеграции в ноутбуки (обычно используется для адаптеров беспроводной сети) и непосредственно на поверхность . Также механически ни с чем кроме себя не совместим.
Типы PCI-карт расширения:
Сводная таблица конструктивов карт и слотов в зависимости от версии стандарта:
Cводная таблица совместимости карт и слотов в зависимости от версии и конструктива:
| Карты | ||||||||
| Слоты | PCI 2.0/2.1 5B | PCI 2.1 универсальный | PCI 2.2/2.3 универсальный | PCI64/5B (33МГц) |
PCI64/универсальный | PCI64/3.3B | PCI-X/3.3B | PCI-X универсальный |
| PCI 2.0 | Совместимы | Совместимы | Несовместимы | Ограниченно совместимы с потерей производительности | Несовместимы | |||
| PCI 2.1 | Совместимы | Совместимы | Ограниченно совместимы | Ограниченно совместимы с потерей производительности | Ограниченно совместимы с потерей производительности | Несовместимы | ||
| PCI 2.2 | Совместимы | Ограниченно совместимы с потерей производительности | Ограниченно совместимы с потерей производительности | Несовместимы | Несовместимы | Ограниченно совместимы с потерей производительности | ||
| PCI 2.3 | Несовместимы | Ограниченно совместимы | Совместимы | Несовместимы | Ограниченно совместимы с потерей производительности | Несовместимы | Несовместимы | Ограниченно совместимы с потерей производительности |
| PCIБ 64/5B(33МГц) |
Совместимы | Совместимы | Ограниченно совместимы | Совместимы | Ограниченно совместимы с потерей производительности | Несовместимы | Несовместимы | Ограниченно совместимы с потерей производительности |
| PCI64/3.3B | Несовместимы | Ограниченно совместимы | Совместимы | Несовместимы | Совместимы | Совместимы | Ограниченно совместимы с потерей производительности | Ограниченно совместимы с потерей производительности |
| PCI-X | Несовместимы | Ограниченно совместимы | Совместимы | Несовместимы | Совместимы | |||
PCI — Express (PCIe , PCI — E ) – последовательная, универсальная шина впервые обнародованная 22 июля 2002 года.
Является общей , объединяющей шиной для всех узлов системной платы, в которой соседствуют все подключённые к ней устройства. Пришла на замену устаревающей шине PCI и её вариации AGP , по причине возросших требований к пропускной способности шины и невозможности за разумные средства улучшить скоростные показатели последних.
Шина выступает как коммутатор , просто направляя сигнал из одной точки в другую не изменяя его. Это позволяет без явных потерь скорости, с минимальными изменениями и ошибками передать и получить сигнал.
Данные по шине идут симплексно (полный дуплекс), то есть одновременно в обе стороны с одинаковой скоростью, причём сигнал по линиям, течёт непрерывно , даже при отключении устройства (как постоянный ток, или битовый сигнал из нулей).
Синхронизация построена избыточным методом. То есть вместо 8 бит информации, передаётся 10 бит , два из которых являются служебными (20% ) и в определённой последовательности служат маячками для синхронизации тактовых генераторов или выявления ошибок . Поэтому, заявленная скорость для одной линии в 2.5 Гбитс , на самом деле равна примерно 2.0 Гбитс реальных.
Питание каждого устройства по шине, подбирается отдельно и регулируется с помощью технологии ASPM (Active State Power Management ). Она позволяет при простое (без подачи сигнала) устройства занижать его тактовый генератор и переводить шину в режим пониженного энергопотребления . Если сигнал не поступал в течение нескольких микросекунд, устройство считается неактивным и переводится в режим ожидания (время зависит от типа устройства).
Скоростные характеристики в двух направлениях PCI — Express 1.0 :*
1 x PCI —E ~ 500 Мбс
4х PCI —E ~ 2 Гбс
8 x PCI —E ~ 4 Гбс
16х PCI —E ~ 8 Гбс
32х PCI-E ~ 16 Гбс
*Скорость передачи данных в одном направлении в 2 раза ниже данных показателей
15 января 2007 года, PCI —SIG выпустила обновлённую спецификацию именуемую PCI-Express 2.0
Основным улучшением стала в 2 раза увеличенная скорость передачи данных (5.0 Ггц , против 2.5Ггц в старой версии). Усовершенствованию подвергся также двухточечный протокол передачи данных (точка-точка), доработана программная составляющая и добавлена система программного мониторинга за скоростью шины. При этом сохранилась совместимость с версиями протокола PCI —E 1.х
В новой версии стандарта (PCI — Express 3.0 ), главным нововведением будет измененная система кодирования и синхронизации . Вместо 10 битной системы (8 бит информации, 2 бита служебных), будет применяться 130 битная (128 бит информации, 2 бита служебных). Это позволит снизить потери в скорости с 20% до ~1.5% . Будет также переработан алгоритм синхронизации передатчика и приёмника, улучшен PLL (phase-locked loop). Скорость передачи увеличится предположительно в 2 раза (в сравнении с PCI —E 2.0 ), при этом сохранится совместимость с прошлыми версиями PCI —Express .
Последовательная шина PCI Express, разработанная Intel и ее партнерами, призвана заменить параллельнуrю шину PCI и ее расширенный и специализированный вариант AGP. Несмотря на похожие наименования, шины PCI и PCI Express имеют мало общего. Протокол параллельной передачи данных, используемый в PCI, накладывает ограничения на ширину полосы пропускания и частоту работы шины; последовательная передача данных, примененная в PCI Express, обеспечивает возможность масштабирования (в спецификациях описываются реализации PCI Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x и 32x). На данный момент актуальной является версия шины с индексом 3.0
PCI-E 3.0
В ноябре 2010 года организация PCI-SIG, которая занимается стандартизацией технологии PCI Express, объявила о принятии спецификации PCIe Base 3.0.
Ключевым отличием от предыдущих двух версий PCIe можно считать измененную схему кодирования - теперь вместо 8 бит полезной информации из 10 бит переданной (8b/10b), по шине можно передать 128 бит полезной информации из 130 бит отправленной, т.е. коэффициент полезной нагрузки практически приблизился к 100%. Кроме того, увеличилась скорость передачи данных до 8 GT/s. Напомним, что это значение для PCIe 1.x составляло 2.5 GT/s, а для PCIe 2.x - 5 GT/s.
Все вышеперечисленные изменения привели к удвоению пропускной способности шины, по сравнению с шиной PCI-E 2.x. Это значит, что общая пропускная способность шины PCIe 3.0 в конфигурации 16x будет достигать 32 Гб/с. Первыми процессорами, которые были оснащены контроллером PCIe 3.0, стали процессоры Intel, созданные на основе микроархитектуры Ivy Bridge.
Несмотря на увеличившуюся более чем в три раза пропускную способность PCI-E 3.0 по сравнению с PCI-E 1.1, производительность одних и тех же видеокарт при использовании разных интерфейсов отличается не сильно. В таблице ниже представлены результаты тестов GeForce GTX 980 в разных тестах. Измерения проводились при одних графических настройках, в одной конфигурации Версия шины PCI-E изменялась в настройках BIOS.
PCI Express 3.0 по-прежнему сохраняет обратную совместимость с предыдущими версиями PCIe.
PCI-E 2.0
В 2007 году была принята новая спецификация шины PCI Express - 2.0, главное отличие которой заключается в удвоенной пропускной способности каждой линии передачи в каждом направлении, т.е. в случае с самой популярной версии PCI-E 16x, применяемой в видеокартах, пропускная способность составляет 8Гб/cек в каждом направлении. Первым чипсетом с поддержкой PCI-E 2.0 стал Intel X38.
PCI-E 2.0 полностью обратно совместим с PCI-E 1.0, т.е. все существующие устройства с интерфейсом PCI-E 1.0 могут работать в слотах PCI-E 2.0 и наоборот.
PCI-E 1.1
Первая версия интерфейса PCI Express, появившаяся в 2002 году. Обеспечивала пропускную способность 500 МБ/с на одну линию.
Сравнение скорости работы различных поколений PCI-E
Шина PCI работает на частоте 33 или 66 МГц и обеспечивает пропускную способность 133 или 266 Мб/сек, но эта пропускная способность делится между всеми устройствами PCI. Частота, на которой работает шина PCI Express 1.1 - 2.5 ГГц, что дает пропускную способность 2500 МГц / 10 * 8 = 250 * 8 Мбит/сек = 250 Мб/сек (из-за избыточного кодирования для передачи 8 бит данных реально передается 10 бит информации) для каждого устройства PCI Express 1.1 x1 в одном направлении. При наличии нескольких линий для вычисления пропускной способности величину 250 Мб/сек надо умножить на число линий и на 2, т.к. PCI Express является двунаправленной шиной.
| Число линий PCI Express 1.1 | Пропускная способность в одном направлении | Суммарная пропускная способность |
| 1 | 250 МБ/сек | 500 МБ/сек |
| 2 | 500 Мб/сек | 1 ГБ/сек |
| 4 | 1 ГБ/сек | 2 ГБ/сек |
| 8 | 2 ГБ/сек | 4 ГБ/сек |
| 16 | 4 ГБ/сек | 8 ГБ/сек |
| 32 | 8 ГБ/сек | 16 ГБ/сек |
Обратите внимание! Не следует пытаться установить плату PCI Express в слот PCI, и, наоборот, платы PCI не устанавливаются в слоты PCI Express. Тем не менее, плата PCI Express 1x, например, может быть установлена и, скорее всего, будет нормально функционировать в слоте PCI Express 8x или 16x, но не наоборот: плата PCI Express 16x в слот PCI Express 1x не влезет.