通常來說,民用平臺的pcie通道數十分有限,cpu通常能夠提供16-24條pcie通道,倘若佐以低端晶片組的主機板,那麼使用者能夠享受到的pcie插槽往往只有一條x16或x8x8及若干用於連結低速裝置的pcie x1,比如這樣

硬體雜談:關於pcie拆分與plx晶片

這樣的低端平臺大大限制了使用者對pc的拓展行為,於是乎,在高階民用平臺上,主機板廠商採用新增plx晶片這一方案用於增加pcie通道,以提高主機板的拓展性。

譬如華擎的x79 extreme11,使用了兩顆plx pex8747晶片,大大增多了pcie通道數,拓展出更多的pcie槽。在此前的瀏覽中,發現不少機油對plx晶片有所誤解,認為是【解鎖】了牙膏廠隱藏的pcie‘通道,其實不是這樣的。Plx晶片的效用相當於一個路由器,在原可連結裝置數有限的情況下,拓展出更多的port,供多個裝置同時online。

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但是,這並不意味著整機的總i/o頻寬增加了,如常見的路由器一般,其全部裝置的總頻寬取決於其上端裝置,在這裡,便指的是通入plx晶片的上端通道頻寬。

值得一提的是,在主機板上增加plx晶片以提供更多的pxie通道的做法在牙膏廠cpu還是wsetmere架構就已存在,那時的pcie通道由北橋(ioh)所提供,譬如超微x8dtg-qf+及x8obn。

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在那個時期,民用主機板上有采用英偉達的nf200作pcie switch 拓充pcie通道

比如evgasr2,華碩p6t7ws。

在伺服器的商用平臺上,xeon所能夠提供的pcie通道數大大超過了民用core系列,更甚者amd 的epyc系列處理器,單u便能夠提供128條pcie通道!,看到這裡相信有讀者會覺得伺服器平臺應該不用透過橋接plx晶片這一方式提供更多的pcie通道以增加可用pcie插槽吧。不完全是這樣的,伺服器廠商往往會由於佈線等原因的限制,無法在限定的主機板大小上做出更多的pcie槽,那麼就出現了riser卡這一事物。(本文主要討論標準的x16拆分卡)。

透過閱讀超微x9 x10 x11系列的主機板說明書可以發現,不少atx/eatx都支援pcie拆分,透過這一方法,能夠使主機板在riser卡的作用下,增加額外的pcie槽從而連結更多的pcie裝置。這類拆分為riser卡被動式拆分。

就筆者的老平臺超微x8tu上面搭配的RSC-R2UT-2E8R riser卡來說,該卡上面有一顆型號為ICS9DB803D 的差分緩衝晶片

與主機板的拆分指令相識別從而使主機板順利拆分出應有的通道。ps:支援pcie拆分的主機板的pcie槽的定義與普通主機板略有不同。

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值得一提的是,標準pcie拆分卡上面的差分緩衝晶片似乎與pcie的reference訊號相識別(感謝熱心機油老虎的資訊提供)。

日前,市場上有不少的pcie x8轉雙m。2固態的拓展卡在售,其性質與標準的pcie拆分卡相同,同樣帶有差分緩衝晶片,如微星的【m。2 Xpander】。

既然有被動式pcie riser,同樣的,主動式pcie riser也是存在的,譬如超微RSC-R2UG-A2E16-A這一riser

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它黑色散熱片下壓的便是plx橋接晶片,前文提到,民用高階主機板常會藉助該物拓展pcie通道。對於bios不支援拆分的主機板來說,就能夠藉助此物在無門檻的情況下拓展pcie通道。相比較於那種被動式拆分卡,主動式的好處是可以在連結n個裝置,n-1個裝置空閒的情況下,其一裝置能夠在有需求的時候跑滿其上端pcie插槽所提供的所有頻寬。但是被動式拆分卡的各槽的頻寬都是被主機板bios限定過的,只能跑到限定的頻寬大小。因此,主動式riser有著更加靈活的頻寬分配與適用性。

【相似產品】HighPoint火箭M。2陣列卡

Ps;伺服器主機板上也有大量使用plx晶片的情況,不過僅限於大型gpu伺服器;民用主機板中有個官方配套帶plx riser的主機板是華碩r3e,透過一個帶有兩顆nf200的rog xpander使主機板擁有4條x16插槽(受限於晶片組本身頻寬,無法四條x16同時滿速);目前部分民用晶片組也支援pcie拆分,如x570/x570。

總結:plx的易用性使得其在高階家用主機板上極其普遍。對riser來說被動式的價效比大大高於主動式帶plx晶片的,帶有plx晶片的相關拓展產品價格往往動輒上k甚至幾k。在主機板支援pcie拆分的情況下,筆者大力推薦被動式拆分的相關產品。就m。2拓展卡而言(x16tox4x4x4x4),plx晶片靈活分配頻寬的優勢無法體現出來。因此選擇價格低廉的被動式拆分產品為佳。