يعتبر معيار PCIe هو أحد المعايير الأهم في الحاسب الشخصي في وقتنا هذا فالأمر لم يعد يقتصر علي البطاقات الرسومية أو البطاقات الخارجية مثل بطاقات الصوت وغيرها من البطاقات الخاصة بالتوسعة كما يطلق عليها المستخدمين، ولكن الأن الأمر تعدي ذلك بكثير ويرجع الفضل في ذلك الى السرعة المرتفعة التي توفرها منافذ وشقوق PCIe فالأن حتي الأقراص الصلبة أصبحت تستخدم هذا المعيار مثل أقراص الحالة الصلبة من نوع M.2 NVMe SSD  الجديدة والتي تستخدم واجهة التوصيل المذكورة. وقد دفع هذا التزاحم العتادي الشركات المصنعة للهاردوير جنباً الى جنب مع التطور السريع للبطاقات الرسومية والتي تحتاج شيئاً فشيئاً الى اتصال أسرع باللوحة الأم الى تطوير النسخة الرابعة من واجهة أو معيار PCIe لتخرج لنا النسخة الأحدث من هذا المعيار وهي معيار PCIe 4.0 .

وقد ظهرت النسخة الأخيرة من المعيار في عام 2017 للعيان للمرة الأولى ولكن الأمر استغرق حتي عامنا الحالي حتي نري التطبيقات الفعلية والعملية للمعيار على أرض الواقع، مع اللوحات الأم الجديدة من الشركات المصنعة للعتاد.

ماهو معيار PCIe

في حالة نظرت من قبل الى اللوحة الأم الخاصة بك ستجد العديد من الشقوق الخاصة بالتوسعة وكلها في النهاية لها وظيفة واحدة وهي التواصل بين قطع الحاسب المختلفة وبين العقل المدبر في أي جهاز كمبيوتر وهو المعالج، ستجد أن اللوحة الأم لديك يوجد بها بعض الشقوق مثل تلك الموجودة في الصورة. وهي كما سنري الأن عبارة عن نسخ مختلفة من معيار أو مخرج PCI Express و المعروف اختصاراً PCIe، وهو اختصاراً عبارة عن تكنولوجيا نقل متسلسلة و محجمة من ادخلات و اخراجات صنعت لاستبدال ناقل PCI و AGP الأقدم الذى أصبح كل منهما قاعدة دائمة فى لوحات الام التى صنعت فى أوائل 1990 حتى عام 2004. 

يتكون شق PCIe من واحد أو أكثر من ممرات نقل البيانات ، المتصلة بشكل تسلسلي. تتكون كل حارة من أزواج من الأسلاك ، واحدة للاستقبال والآخرى للإرسال. يمكنك امتلاك مسار واحد أو أربعة أو ثمانية أو ستة عشر مسارًا في فتحة PCIe المفردة . كل حارة عبارة عن اتصال مستقل بين وحدة تحكم PCI وبطاقة التوسعة ، ويقاس عرض النطاق الترددي بشكل خطي ، لذلك فإن الاتصال بثمانية حارات سيكون ضعف عرض النطاق الترددي للاتصال بأربعة حارات. هذا يساعد على تجنب وجود اختناق (عنق زجاجة) على سبيل المثال بين المعالج والبطاقة الرسومية. اللوحة الأم الواحدة تحتوي على بعض النسخ المختلفة من معيار PCIe أو حتي الأحجام المختلفة من نفس المعيار، ستجد معيار PCIe 3.0 على سبيل المثال بحجم 8X و 16X وقد تجد النسخ الأقدم من المعيار مثل PCIe1.0 وهكذا.

عدد الخطوط أو "المسارات"

تشير الأرقام المذكورة مثل X16 أو X8 الى عدد الخطوط أو "المسارات"  الموجودة في هذا الشق الموجود أمامك وكلما زاد العدد زادت سرعة التوصيل ولكن بحدود معينة بكل تأكيد، وهذا ما يجعل البطاقات الرسومية الحديثة تعمل بأفضل أداء لها مع الشقوق التي تحتوي على عدد أعلى من شقوق التوسعة. ولكن هناك أيضاً شقوق M.2 والتي هي في الأساس شقوق PCIe ولكن مخصصة للأقراص الصلبة من نوع M.2، مع مسارين أو أربعة مسارات للتوصيل في بعض الحالات لتستبدل بذلك شقوقPCIe M.2  شقوق واجهة mSATA التقليدية.

وبالحديث عن السرعة لعل البعض منكم قد يتساءل "ولكن ما الفارق بين معيار PCIe بنسخته الثالثة والتي يستخدمها الغالبية العظمى من المستخدمين وبين النسخة الرابعة من المعيار خاصة وأن النسخة الثالثة لم يمضي الكثير من الوقت على وجودها. حسناً لنتكلم في البداية عن المواصفات التقنية للمعيار، وفي هذه الحالة يمكننا القول أن معيار PCIe 4.0 بالفعل يقدم ضعف سرعة معيار PCIe 3.0 والذي يوفر معدل نقل بيانات يصل الى 16 gigatransfers per second (G/Ts)، في حين أن المعيار الجديد يوفر ضعف السرعة على شق بحجم 16X حيث يصل الى سرعة 32G/Ts في الاتجاه الواحد، وهو في الحقيقة الأمر المهم هنا حيث أنه معدل نقل السرعة في كلا الاتجاهين (الذي يصل الى 64 G/Ts) لن يفيدك كثيراً من الجانب العملي.

أقرأ أيضا: ما هو ناقل PCIe ونواقل التوسعة الأخرى؟ (الجزء الثاني)

هل هناك فائدة حقيقية على أرض الواقع مع الألعاب ؟

من ناحية الأداء على أرض الواقع تستفيد بعض القطع من الهاردوير أكثر من غيرها من المعيار الأخير من PCIe حيث أن بعض بطاقات التوسعة في جهازك تعمل بسرعات أو سعات محددة (Capacity) لا يمكنها تجاوزها مهما أعطيتها من مقابس أسرع وأسرع. لنأخد البطاقات الرسومية على سبيل المثال، ففي حالة كنت تلعب على دقة عرض أقل من 3840X2160 ومعدل تحديث للشاشة مرتفع مثل 144Hz لن تلاحظ أي فارق بين المعيار الثالث من PCIe والاصدار الأخير.

وهذا ما تشير اليه أحدث التحليلات من قبل شركة انتل على تأثير معيار PCIe الأخير PCIe 4.0 مع الألعاب الحالية، والذي يظهر أن العتاد الحالي لايزال أمامه بعض الوقت للوصول الى أقصى ما يقدمه المعيار  الحالي من PCIe. الجدول التالي يعرض تفاصيل عرض النطاق الترددي لدقات العرض المختلفة:

ولعل أكثر العتاد في الحاسب الذي يستفيد بالفعل من معيار PCIe الأخير هي وسائل التخزين أو الهادريسك كما نطلق عليه، حيث أنه وعلى سبيل المثال القرص الصلب Force Series MP600 M.2 SSD من كورسير يستفيد بشكل كبير جداً من واجهة PCIe الجديدة، وهو ما ينعكس على شكل سرعة معدل نقل بيانات سريعة للغاية 5GB/s.

ولكن هناك شيء قد تلاحظه عن القرص الصلب MP600 و هو أنه يأتي مع غرفة تبريد ضخمة، وهي ضرورية حيث أن الزيادة الكبيرة في السرعة ترافقها أيضاً زيادة كبيرة في الانبعاث الحراري، ولعل هذا أمر أخر ينبغي أخذه في الاعتبار مع مقبس PCIe الجديد.

هل يستحق اذاً معيار PCIe التحديث اليه ؟

هناك بعض العقبات التي نريد أن نذكرها أولاً لنري في النهاية جدوى التحديث من عدمه في حالة كنت تمتلك لوحة أم أقدم، ومن ثم نعطي رأينا النهائي في المعيار بشكل كامل.

من الناحية التقنية فإن معيار PCIe لا يمكن دعمه بشكل سليم ومضمون بنسبة 100% على اللوحات الأم القديمة، فالأمر ليس بسيطاً لهذه الدرجة، هناك متطلبات معينة في تصميم الشريحة واللوحة الأم للحصول على أفضل أداء من المعيار الجديد، وهذا ما دفع شركة AMD على سبيل المثال الى التصريح بأنها لن تقوم بدعم المعيار الجديد على لوحاتها الأم الأقدم بشكل كامل بعد أن قامت بالفعل بدعمه على بعض اللوحات بشرائح X470 , X370، تجنباً لأية أضرار أو تراجع في الأداء كما جاء على لسان السيد روبرت هاللوك:

  "هذا خطأ نقوم بتصحيحه. لن تدعم لوحات ماقبل X570 معيار PCIe Gen 4 ليس هناك ما يضمن أن اللوحات الأم القديمة يمكنها تشغيل متطلبات التشغيل الأكثر صرامة من Gen4 بشكل موثوق ، ولا يمكننا ببساطة الحصول على مزيج من "نعم ، لا ، ربما" في السوق للوحات الأم الأقدم اللوحات الأم. احتمالية حدوث مشاكل عالية جدًا. عند إصدار BIOSes النهائي للجيل الثالث  Ryzen (AGESA 1000+) ، لن يكون Gen4 خيارًا متاحاً بعد الآن. نتمنى بالفعل أن نتمكن من تمكين هذه التقنية مع اللوحات الأقدم ، ولكن المخاطرة كبيرة جدًا. "

ماهي الفوائد الملموسة من وجود معيار PCIe 4.0

تواجد معيار PCIe بنسخته الرابعة وكما أشرنا عاد بالكثير من الفوائد من ناحية وسائل التخزين والتي أصبحت تتمتع بسرعات مرتفعة وهو أمر لم نكن نتمتع به في الفترات السحيقة من عصور الحاسب وحتي وقت قريب ، وقد أطلقت شركة Gigabyte في معرض Computex2019 الخاص بالعام الحالي قرص الحالة الصلبة obscene 8TB PCIe 4.0 SSD والذي هو في الحقيقة عبارة عن 4 أقراص صلبة بحجم 2 تيرابايت مجمعة في بطاقة توسعة واحدة تشبه البطاقة الرسومية وتعمل على مقبس PCIe 4.0 الجديد. سرعة هذا القرص الصلب تصل الى 15,000MB/s للقراءة والكتابة!!

[caption id="attachment_266763" align="aligncenter" width="1140"] يمكننا رؤية مدى استفادة الأقراص من المعيار الجديد مقارنة بالألعاب[/caption]

ان كان القرص الأول يبدو خارقاً للعادة بالنسبة لك وبالتأكيد لجيبك، فقد أطلقت شركة جيجابايت أيضاً قرص AORUS NVMe Gen4 SSD بعدها والذي تصل سرعة القراءة له الى 5,000MB/s أما سرعة الكتابة فتصل الى 4,400MB/s ويأتي بحجم 1 أو 2 تيرابايت. يمكنك معرفة المزيد عن هذه الأقراص الصلبة سواء التي تعمل من خلال شقوق PCIe أو حتي من خلال واجهة SATA التقليدية من خلال المقال التالي.

إقراً أيضاً : مستخدم عادي / لاعب/ مبتكر محتوى…ماذا اختار من أقراص SSD ؟

وعلى الرغم من أن معيار PCIe 4.0 وليد الأمس مازال في طور التمهيد من ناحية العتاد الداعم له وحتى من ناحية عدد المستخدمين، الا أن مجموعة PCI Special Interest Group (PCI-SIG) مطورو معيار PCIe أعلنت عن PCIe 5.0 بعد فترة وجيزة من وصول أجهزة PCI إلى السوق، السبب ببساطة أن مواصفات المعيار الحالي كانت متأخرة سنتين عن الموعد المحدد وهو ما أدي  الى هذه الجلبة. وهو ما يعني أن عزيزنا الواصل لتوه لن يستمر كثيراً في الأسواق حتي نرى خلفاً له، وبالتأكيد القادم الجديد وكالعادة سيوفر ضعف عرض النطاق التردد نقل البيانات أي أنه سيصل الى معدل نقل في اتجاه واحد يصل إلى 64GB / ثانية.

هل يعتبر اذاً التحديث لأحد اللوحات التي تدعم معيار PCIe 4.0  الجديد خياراً صائباً ؟

بالتأكيد وبعد كل هذه المعلومات قد تتساءل في ماهية إذا كان التطوير للمعيار الجديد ومواكبة التطور التكنولوجي أمراً يستحق النظر إليه أم لا، في الواقع ومن وجهة نظري الشخصية أرى أنه في حال كنت ستقوم بالتطوير على كل حال لمنصة جديدة سواء كنت لازلت تستخدم معيار PCIe 2.0 الأقدم أو في حالة كنت تنوي شراء لوحة أم جديدة بغرض تجديد منصتك الحالية والمعالج وما شابه فلا مانع من وجهة نظري من عملية التجديد.

أما في حالة كنت تريد أن تحصل على الأفضل أو تريد فقط التطلع لتري هل تقوم بالتحديث من معيار PCIe 3.0 لذي تملكه أو لا للمعيار الجديد، ففي وجهة نظري الأمر لا يستحق ذلك خاصة أن الأداء وكما رأينا لا يختلف تماماً من ناحية البطاقات الرسومية وأن الزيادة فقط في الأداء من نواحي أخرى أو لنقل يستفيد منها عتاد أخر غير عزيزتنا البطاقة الرسومية.

الأمر الأخر هو أن معيار PCIe 5.0 قادم قريباً فقط نراه في خلال سنتين أو ثلاث سنوات، لذلك فقد تحتاج وقتها للتغير مرة أخرى من معيار PCIe 4.0 الذي لن يفيدك حالياً كثيراً من الأساس طبقاً لما هو أمامنا . وهنا فالانتظار هو الحل الأفضل في الوقت الحالي، على الأقل حتي نعرف المزيد من المعلومات عن موعد اطلاق المعيار القادم PCIe 5.0.