اللوحة الأم هي منصة الاستضافة لمضيف الكمبيوتر، وهي أيضًا الجهاز الأساسي الذي يؤثر على أداء النظام بأكمله. خاصة فيما يتعلق بتوسيع الوظائف، يجب تثبيت لوحات مختلفة، مثل بطاقات الرسومات وبطاقات الصوت الاحترافية وبطاقات الشبكة عالية الأداء وبطاقات مصفوفة أقراص RAID وغيرها من الأجهزة، والتي يتم توسيعها جميعًا من خلال فتحات PCI-E. تتميز هذه الفتحات الموجودة على اللوحة الأم بأطوال مختلفة، ولا يتعرف الكثير من الأشخاص على أطول فتحة لبطاقة الرسومات إلا عند تثبيت جهاز كمبيوتر. إذن ما هو الفرق بينهما؟
PCI-E عبارة عن ناقل توسعة عالي السرعة شائع للوحات الأم الحالية. وهي مقسمة إلى x1 وx2 وx4 وx8 وx16 وx32 ومواصفات أخرى، كما تختلف أطوال الفتحات المقابلة أيضًا. كما هو موضح في الصورة أدناه، يتم تقسيم فتحة PCI-E إلى قسمين بواسطة قسم مقاوم للخداع. يوفر القسم القريب من حاجز الهيكل مصدر الطاقة الأساسي وإعادة الضبط والساعة والكشف عن الجهاز وSMBus ووظائف أخرى. وفقًا لمواصفات PCI-SIG، فإنها توفر فعليًا أقصى قدرة لإمداد الطاقة تبلغ 75 وات. ولذلك، فإن طول هذا الجزء لجميع فتحات مواصفات PCI-E هو نفسه، ويوجد 22 دبوس اتصال بالداخل.
يختلف طول القسم الآخر حسب عدد القنوات. بشكل عام، كلما زاد الطول الفعلي للفتحة، زاد عدد دبابيس الاتصال الداخلية، وزاد عدد قنوات الإرسال المقدمة، وزاد عرض النطاق الترددي الإجمالي. في المواصفات، يتم زيادتها عادةً بعامل 2. ويوضح الشكل التالي العديد من مواصفات فتحة PCI-E الشائعة.
أقصر فتحة هي PCI-E x1 بطول إجمالي يبلغ 25 مم. يحتوي على 14 منفذًا لنقل البيانات الداخلية فقط (باستثناء 22 في جزء مصدر الطاقة). يمكنها توفير قناة إرسال واحدة فقط ولها نطاق إرسال محدود. يُستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الطرفية منخفضة السرعة، بما في ذلك بطاقات الصوت المستقلة وبطاقات الشبكة وبطاقات الشبكة اللاسلكية/البلوتوث وغيرها من الأجهزة.
يبلغ إجمالي طول فتحة PCI-E x4 متوسطة الطول 39 مم. يحتوي على 42 منفذًا داخليًا لنقل البيانات ويمكنه توفير 4 قنوات نقل. يمكنه تلبية احتياجات التشغيل المستقر للأجهزة متوسطة إلى عالية السرعة، مثل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة مع بروتوكول NVMe، ويمكن أيضًا تكييفه مع الأجهزة الطرفية المتقدمة مثل بطاقات الشبكة 10G وبطاقات صفيف الأقراص. تحتوي فتحة PCI-E x4 أيضًا على شكل خاص من الفتحات، وهي فتحة M.2، والتي تُستخدم خصيصًا لتثبيت محركات أقراص NVMe ذات الحالة الصلبة عالية السرعة.
قد يتساءل بعض الأشخاص عن مكان فتحة PCI-E x2؟ في الواقع، لا تقوم الشركات المصنعة للوحات الأم بشكل أساسي بإنشاء فتحات مادية مخصصة لـ PCI-E x2، وعادةً ما تقوم بعض الشركات المصنعة للأجهزة الملحقة بالتوسيع بتخفيض مواصفات PCI-E x4. على سبيل المثال، تحتوي بعض محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة النادرة من OEM (مثل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة لوحدات تحكم ألعاب XBOX Series X/S) وبطاقات الذاكرة microSD Express على مواصفات x2.
التالي هو فتحة PCI-E x8. طوله 56 ملم. يحتوي على 76 منفذًا داخليًا لنقل البيانات ويمكنه توفير 8 قنوات نقل. عرض النطاق الترددي للإرسال أعلى بأربع مرات من PCI-E x4، ولكن لا يمكن رؤيته إلا على اللوحات الأم للخادم أو اللوحات الأم للمستهلكين الأوائل. لقد تقلصت فتحة PCI-E x16، وسنتحدث عن هذا لاحقًا.
ثم هناك فتحة PCI-E x16، وهي فتحة بطاقة الرسومات المألوفة. طوله 89 ملم. يحتوي على 142 منفذًا داخليًا لنقل البيانات ويمكنه توفير 16 قناة نقل. وهي أيضًا ما يسمى بفتحة "الدم الكامل". يتم تثبيته عادةً باستخدام بطاقات رسومات مستقلة.
بالإضافة إلى ذلك، تم تقليص فتحة PCI-E x8 الخاصة باللوحة الأم للمستهلك المذكورة للتو من فتحة PCI-E x16. لا يختلف مظهره عن PCI-E x16، ولكن إذا نظرت عن كثب، فستجد أنه لا يوجد سوى نصف عدد دبابيس الاتصال لنقل البيانات بالداخل.
بالإضافة إلى ذلك، تتضمن مواصفات PCI-E أيضًا فتحات PCI-E x32 مع عدد أكبر من القنوات، وطول الفتحة أطول بشكل طبيعي، لذلك لا يمكن رؤيتها إلا في الخوادم.
أخيرًا، لنتحدث عن التوافق. PCI-E متوافق مع الإصدارات السابقة. على سبيل المثال، يمكن توصيل أجهزة PCI-E x1 بفتحات PCI-E بأي مواصفات. وبعبارة صريحة، طالما أنه يمكن توصيلها، يمكن استخدامها.
بشكل عام، تؤدي فتحات PCI-E المختلفة واجباتها الخاصة. الفتحة القصيرة مخصصة للتوسيع، والفتحة الوسطى مخصصة لتوسيع السعة والكفاءة، والفتحة الطويلة مخصصة للأجهزة الأساسية. يمكن أن يضمن التخطيط والتثبيت الصحيحان الأداء الكامل للأجهزة، ويمكن للمبتدئين بسهولة تجنب سوء الفهم حول الفتحات المختلفة.