اللوحة الأم التي نراها اليوم ولا نعطيها اهتمام كبير هي في الواقع حصيلة وناتج عشرات الأعوام من التطويرات، الابتكارات والابداع الهندسي، هذه اللوحة البسيطة قادرة على تشغيل كم ضخم من القطع، الأدوات والأجهزة والتنظيم فيما بينها، هذه اللوحة هي بيت المعالج المركزي، المعالج الرسومي، الذواكر وهي موصّل هذه القطع، وهي أيضًا منبع المنافذ التي تسمح بتوصيل عشرات الأجهزة والأدوات الأخرى بالكمبيوتر، هذا إلى جانب توصيل قطع الكمبيوتر نفسها ببعضها البعض! وهذه اللوحة تضم منفذ يدعى منفذ PCIe، هو منفذ صغير وبسيط، لكنه حقًا في غاية الأهمية، واليوم سندرس هذا المنفذ ونتعرف عليه بشكل شامل.

ما هو منفذ PCIe؟

منفذ PCIe هو منفذ مخصص للملحقات الإضافية، وهذا يظهر من اسمه الأجنبي Peripheral Component Interconnect Express والذي يُختصر على شاكلة PCIe، وفي الوقت الحالي نحن نعاصر الجيل الخامس من هذا المنفذ، وببساطة، هذا المنفذ يسمح بتوصيل طيف واسع جدًا من من الأجهزة، الأدوات والإضافات، وهو الذي يضم ولا يقتصر على: ○ بطاقات الواي-فاي ○ بطاقات الإيثرنت ○ ذواكر الـSSD ○ البطاقات الرسومية ○ أدوات التخزين مثل RAID

في واقع الحال، منفذ PCIe هو منفذ جديد نسبيًا على اللوحة الأم، هذا حيث قدّمته إنتل سابقًا في عام 2004 وذلك لكي يحل المنافذ التقليدية للأجهزة الخارجية والطرفية، وفي عام 2017 ظهر الجيل الرابع من هذا المنفذ في حين أن الجيل الخامس هو الأحدث، وبطبيعة الحال فهندسة هذا المنفذ لم تكن استغلالًا لوقت فراغ المهندسين! بل كان ذلك لتوفير إمكانية توصيل القطع والأدوات التي تطلب سرعات عالية بالكمبيوتر، أي أن ظهوره لم يُخفي باقي المنافذ والتقنيات الأقدم. لكن هناك نقطة يجب أن نفهمها حتى نميز بين الأجيال تلك، وهي ببساطة.. ما الفرق بين أجيال منفذ PCIe المتتابعة؟

ما إصدارات منافذ PCIe؟ وما الفرق بينها؟

الاختلافات بين المنافذ تكم في عدد الممرات/المسارات التي يضمها كل جيل، والعدد هنا يتم حسابه بمضاعفات الأعداد ليبدأ من x1 ويمر بـx4 وx8، وx16 وx32، وكلما زاد عدد هذه الممرات يزداد الأداء بعلاقة طردية، وهو أمر بديهي، هذا في حين أن تضاعف الممرات يوازي تضاعف النطاق الترددي، إلا أن هناك اختلافات بين كل جيل وهي التي تظهر في نطاق العرض أو الباندويث، معدل نقل البيانات، التردد الأقصى، وفيما يلي نقارن:

1-الجيل الخامس PCIe 5.0 (تم الإعلان عنه في 2019)

التردد: 32 جيجاهيرتز معدل نقل البيانات:  32 GT/s الباندويث: 128 GB/s

2-الجيل الرابع PCIe 4.0

التردد: 16ىجيجاهيرتز معدل نقل البيانات:  16 GT/s الباندويث: 64 GB/s

3-الجيل الثالث PCIe 3.0

التردد: 8 جيجاهيرتز معدل نقل البيانات:  8 GT/s الباندويث: 32 GB/s

4-الجيل الثاني PCIe 2.0

التردد: 5 جيجاهيرتز معدل نقل البيانات:  5 GT/s الباندويث: 16 GB/s

5-الجيل الأول PCIe 1.0

التردد: 2.5 جيجاهيرتز معدل نقل البيانات:  2.5 GT/s الباندويث: 8 GB/s يظهر لنا جليًا اختلاق الأداء بين الإصدارات، فقد استمر التردد في الازدياد إلى جانب معدّل النقل Gigatransfer إلى جانب الباندويث طبعًا، هذا في حين أن مواصفات PCIe 6.0 قد ظهرت سابقًا، وضمنها نجد زيادة في الباندويث ليصل إلى 265 GB/s وزيادة في النقل ليصل إلى 64 GT/s، لكن من غير المتوقع أن نراه رسميًا في وقت قريب.

هل تتوافق إصدارات PCIe الأقدم والأحدث مع بعضها؟

لعل هذا السؤال قد أتى إلى ذهنك سابقًا، في حالة أن اللوحة الأم الخاصة بك تدعم معيار PCIe 4.0 لكن الجهاز أو الأداة التي تريد توصيلها تعمل بالاعتماد على PCIe 3.0 فهل سيمكن أن تقوم بتركيبها، والإجابة بالطبع هي نعم! لكن في حالة قيامك بذلك فسيعمل الجهاز الذي توصله بالمواصفات الخاصة بالجيل الخاص به — تركيبك لجهاز أو قطعة تدعم PCIe 3.0 على لوحة PCIe 4.0 سيجعل تلك القطعة تعمل بالضبط بنفس مواصفات PCIe 3.0. الأمر هنا منطقي، الكشف عن PCIe 3.0 قد كان في 2010، ومن ثم -وكما أسلفنا الذكر- تم الكشف عن PCIe 4.0 في عام 2017 أي أن هناك فارق سبع سنوات، وبالطبع لن تقوم أي شركة أو منظمة بقتل كل ما تم إنتاجه خلال 7 سنوات بسبب التوافقية!

الجيل الخامس من PCIe

من الطبيعي لأي تقنية، مفهوم، آلية أو حتى جهاز أن يتطور بشكل واضح مع مرور الوقت، وهذا بالضبط ما حدث مع منفذ PCIe، والجيل الحالي هو الجيل الخامس وهو الذي شهد تطور ضخم في المواصفات كما استعرضنا بالأعلى، وهذا الجيل قد هلّ علينا رسميًا في منتصف 2019 وتحديدًا في شهر مايو، وقد وفّر هذا الجيل -إلى جانب النمو الطبيعي للمواصفات- إضافات كبيرة لمست مجالات مختلفة منها الذكاء الاصطناعي وتعلُّم الآلة.

الجيل الخامس برز لأنه قدّم ضعف معدّل النقل، هذا إلى جانب معدلات الباندويث الأعلى بفارق واضح، وهو ما كان له تطبيقات واضحة مع بعض الأجهزة والقطع خصوصًا تلك المتعلقة بالتخزين والشبكات، هذا إلى جانب بعض التحسينات الدقيقة.

كيف يعمل منفذ PCIe ببساطة؟

كما أسلفنا الذكر، هذا المنفذ يستخدم لتوصيل مكونات عالية السرعة، أي مكونات تحتاج سرعة عالية بشكل افتراضي مثل البطاقات الرسومية وبطاقات الـRAID وأقراص SSD وغيرهم، ومن الناحية الفيزيائية، كل منفذ PCIe يتكوّن من عدد من المسارات Lanes، وهذه المسارات هي التي تنتقل فيها البيانات بمختلف أنواعها، لذلك فمنفذ بعدد x1 من المسارات يضم مسار واحد فقط، ومنفذ بعدد x32 يضم 32 مسار! وبالطبع كلما زاد عدد المسارات كلما زاد كم البيانات التي يتم نقلها في الثانية، كلما زاد الأداء. يمكنك أن تدخل قطعة بمنفذ PCIe x1 في منفذ PCIe x16، لا مشكلة، لكن البيانات سيتم نقلها في مسار واحد فقط وبالتالي لن تستفيد من الـx16 مسار، لأن قطعتك بها مسار واحد. إذن، فيما سبق عرفنا على وجه الدقة تاريخ وكيفية عمل منفذ PCIe، وعرفنا أن أهميته تكمن في سرعته الشديدة وهي التي تتناسب مع مكونات، أجهزة وأدوات معينة، وبالطبع، في حالة أن جهازك يضم منافذ PCIe فعليك أن تستخدمها في حالة كان لديك خيار من ناحية نوعية التوصيل، وهناك مكونات وأدوات عديدة في الوقت الحالي تستغل منافذ PCIe بأعلى جودة ممكنة. ما رأيك؟ وهل لديك استفسارات؟ شاركنا الآن في التعليقات..