Pci-e + Технологии

* - учитываются максимальные возможности чипсета. На некоторых материнских платах могут быть реализованы не все линии и слоты, позволяющие добиться такой конфигурации устройств.

** - можно отказаться от дискретной видеокарты или выделить ей меньшее количество линий. Тогда при установке в разъем видеокарты дополнительной платы-переходника для NVME SSD можно увеличить их количество в любой из систем.

*** - версия PCI-E зависит от реализации поддержки на конкретной материнской плате.

**** - возможно подключение еще одного NVME SSD без потерь для первого, но только на «половинной» скорости 2.0 x4.

Как видим, большинство чипсетов для массовых платформ рассчитано на одну видеокарту и один-два NVME SSD. Впрочем, с появлением новых платформ каналы связи с чипсетом расширяются, и к современным Core и Ryzen даже на «средних» чипсетах уже можно подключить по три, четыре, а то и более быстрых накопителя для использования параллельно без потерь производительности — лишь бы достаточное количество слотов было на материнской плате.

Однако видеокарт это не касается. Массовые платформы все так же предлагают только один канал x16, который тоже получает выигрыш от новых версий PCI-E, но похвастать разделением линий на два независимых канала x16 все так же не может. Конфигурации с несколькими видеокартами при полной скорости подключения последних все так же являются прерогативой HEDT-платформ. Которые, к тому же, позволяют управлять линиями PCI-E намного гибче, чем массовые, что открывает больше возможностей для кастомных конфигураций с большим количеством разных устройств.

PCIe, он же PCI-Express, представляет собой очень мощный интерфейс, давайте рассмотрим основные принципы его использования в собственных проектах. Поначалу PCIe может немного пугать, но он всё же достаточно прост для экспериментов и вполне пригоден для применения в рамках хобби. В определённый момент вы можете решить использовать микросхему PCIe в собственных проектах или, например, задействовать подключение PCIe на Raspberry Pi Compute Module, так что лучше быть к этому готовым.

Сегодня PCIe можно встретить повсюду. В каждом современном компьютере присутствует ряд устройств PCIe, выполняющих важнейшие функции, и даже в iPhone этот интерфейс внутренне используется для соединения процессора с флеш-памятью и микросхемой Wi-Fi. Нам доступны всевозможные устройства с PCIe: контроллеры Ethernet, высокопроизводительные платы Wi-Fi, графические ускорители и всяческие дешёвые NVMe-диски. Если вы экспериментируете с ноутбуком или одноплатником и хотите добавить в него устройство с PCIe, то можете получить сигнал PCIe от одного из разъёмов PCIe или просто подключиться к имеющейся линии PCIe, если таковых разъёмов нет. С момента появления устройств PCIe прошло уже два десятилетия — сейчас эта технология достигла ревизии 5.0 и однозначно останется с нами надолго.

PCIe — это шина, которая соединяет два устройства по типу «точка-точка» — в противоположность более древней PCI, которая могла соединять на материнской плате цепочку устройств. На одной стороне этого соединения присутствует устройство PCIe, а другая выступает хостом. К примеру, в процессоре ноутбука есть несколько портов PCIe — один используется для подключения GPU, другой для платы Wi-Fi, третий для Ethernet, а четвёртый для NVMe-диска.

PCI Express ( Peripheral Component Interconnect Express ), официально сокращенно PCIe или PCI-E ,— это высокоскоростной стандарт последовательной шины расширения компьютера , призванный заменить старые стандарты шин PCI , PCI-X и AGP . PCIe имеет многочисленные улучшения по сравнению со старыми стандартами, включая более высокую максимальную пропускную способность системной шины, меньшее количество контактов ввода-вывода, меньший физический размер, лучшее масштабирование производительности для устройств шины, более подробный механизм обнаружения и сообщения об ошибках (Advanced Error Reporting, AER) и собственную функциональность горячей замены . Более поздние версии стандарта PCIe обеспечивают аппаратную поддержку виртуализации ввода-вывода .

Электрический интерфейс PCI Express измеряется числом одновременных полос. (Полоса — это набор линий передачи и приема данных, аналогичных дороге с одной полосой движения в каждом направлении.) Интерфейс также используется во множестве других стандартов — в частности, в интерфейсе карты расширения ноутбука , называемом ExpressCard . Он также используется в интерфейсах хранения данных SATA Express , U.2 (SFF-8639) и M.2 .

Каждая линия PCIe состоит из как минимум трёх дифференциальных пар — одна представляет тактовый генератор 100 МГц, REFCLK, который (почти) всегда необходим для соединения, а две формируют канал PCIe — одна служит для передачи и вторая для получения. Такая схема называется линией 1x — также бывают линии 2х, 4х, 8х и 16х, в которых используется четыре, восемь, шестнадцать и тридцать две дифференциальные пары соответственно плюс, опять же, REFCLK. Чем шире линия, тем выше её пропускная способность.

Ширина линии PCIe представляет интересную тему со многими важными аспектами, но сначала желательно проговорить, что означает «дифференциальная пара» именно в этом контексте.

В чём разница?

Однотактные технологии

В совокупности такие стандарты, как TTL, CMOS и LVTTL, известны как однотактные технологии, и у них есть некоторые общие нежелательные свойства, а именно: шум заземления напрямую влияет на запас по шуму (бюджет допустимого уровня шума), а любой наведенный шум, измеренный относительно земли, также напрямую добавляется к общему шуму.

Увеличивая перепад напряжения до больших значений, мы можем добиться того, чтобы шум выглядел меньше пропорционально, но за счет скорости, поскольку для создания больших перепадов напряжения требуется больше времени, особенно с учетом того типа емкости и индуктивности, которые мы иногда наблюдаем.

Дифференциальные технологии

Говоря простым языком, дифференциальная пара — это два противоположных сигнала, положительный и отрицательный. Вы получаете логический уровень передаваемого бита путём сравнения этих двух сигналов друг с другом — вместо сравнения уровня каждого отдельного сигнала с землёй, как мы обычно делаем. Этот метод называется «асимметричной сигнализацией». В случае дифференциальной пары сигналы находятся близко друг к другу, а в кабелях даже переплетаются. В результате этого помехи воздействуют на них в равной степени — так как сигналы для получения информации сравниваются друг с другом, это означает, что накладываемый на оба этих сигнала шум на итоговую полученную информацию не влияет. Дифференциальные пары также обуславливают взаимное гашение магнитных полей обоих сигналов, что ведёт к уменьшению шумов на линии передачи.

В результате дифференциальные пары позволяют повысить скорость передачи, не создавая лишнего шума и не повышая восприимчивость к нему. По этой причине в подавляющем большинстве высокоскоростных интерфейсов используется именно эта технология: Ethernet, PCIe, HDMI, DisplayPort, LVDS и даже в USB, хотя USB2 всё же псевдодифференциален, а вот USB 3 уже в этом смысле полноценен. В отказоустойчивых интерфейсах вроде RS485 и CAN также используются дифпары. Любителю не составит проблем начать работать с этой технологией при реализации интерфейсов вроде CAN и даже USB2 — на коротких расстояниях они будут функционировать, несмотря ни на что, хотя в теории дифференциальные сигналы требуют особого подхода.

Тем не менее при разводке печатной платы или сборке кабеля дифпарам действительно необходимо уделять больше внимания. Если в таких случаях не проявить достаточно стараний, есть риск получить загадочные глюки или полностью нерабочие интерфейсы. В этой связи далее предлагаю разобрать все необходимые требования.

Относитесь к дифференциальным парам с уважением

Во-первых, вам нужно держать оба сигнала дифпары рядом по всей их длине. Чем ближе они друг к другу, тем меньше воздействие внешних помех и уровень излучаемого ими шума. Учитывая, что зачастую несколько дифференциальных пар пролегают рядом, это также поможет сохранить целостными сигналы других дифпар. Что касается совместного прокладывания нескольких дифпар, их нужно будет отделить друг от друга и прочих компонентов — будь то заливка полигонами на том же уровне или высокочастотные сигналы. Хорошей практикой здесь будет следовать «правилу 5W», согласно которому между центром дифпары и другими сигналами должно быть расстояние, равное ширине минимум пяти дорожек. К сожалению, соблюсти эту рекомендацию не всегда возможно, но желательно к этому стремиться.

Правило 5W/5S

Перекрестные помехи являются фундаментальным аспектом целостности сигнала как в однопроводных, так и в дифференциальных трассах. Расстояние между сигнальными линиями при каждой конфигурации трассировки определяется с использованием типичных эмпирических правил, которые легко можно задать как правила проектирования в вашем программном обеспечении для проектирования печатных плат. Одно из эмпирических правил для определения расстояния между дифференциальными парами - это правило "5S", иногда называемое правилом "5W" в прикладных заметках и других руководствах по проектированию печатных плат.

Правило 5S гласит, что расстояние между двумя линиями дифференциальной пары должно быть в 5 раз больше ширины каждой трассы в паре. Когда требуется плотная трассировка для нескольких дифференциальных пар, перекрестные помехи между дифференциальными парами становятся важным фактором, и нам нужен способ анализа расстояния между дифференциальными парами. Как оказывается, это функция высоты пар относительно ближайшей земляной плоскости. Давайте более подробно рассмотрим этот вопрос и узнаем, как мы можем определить правильное расстояние между дифференциальными парами, чтобы предотвратить дифференциальные перекрестные помехи.

Что такое дифференциальные перекрестные помехи?

Как следует из названия, дифференциальный перекрестный помехи является аналогом однопроводного перекрестного помехи в дифференциальном режиме, относясь к формам перекрестных помех между дифференциальными парами или к перекрестным помехам, генерируемым на однопроводной дорожке дифференциальной парой. Два типа перекрестных помех, обнаруженных между однопроводными парами (NEXT и FEXT), также встречаются между дифференциальными парами. Сильные дифференциальные перекрестные помехи могут быть индуцированы как емкостным, так и индуктивным путем, в зависимости от частоты и геометрии структуры.

Общее поле, наблюдаемое на некотором боковом расстоянии от пары, является суммой полей от двух пар. Поскольку между двумя концами дифференциальной пары есть некоторое расстояние, общее поле, наблюдаемое на некотором боковом расстоянии от дифференциальной пары, не равно нулю. Более того, сила электромагнитного поля вдали от двух дорожек больше, когда расстояние между двумя дифференциальными парами больше.

Это побуждает к формулировке некоторого правила, которое используется для определения расстояния между дифференциальными парами. Исходя из вышеизложенного обсуждения, и просто зная, что сила поля уменьшается по мере удаления от пары, естественно сформулировать следующие требования к размещению дифференциальных пар:

• Расстояние между двумя дифференциальными парами должно быть пропорционально расстоянию между каждой дорожкой в паре.

• Расстояние между двумя дифференциальными парами должно быть в некотором отношении пропорционально расстоянию между каждой парой и ее опорной плоскостью (если таковая присутствует).

Давайте рассмотрим следующую геометрию для двух дифференциальных пар и определим дифференциальное перекрестное воздействие между ними. Вероятно, вы думаете, что вся суть дифференциальных пар заключается в подавлении шумов; хотя это и верно для общего режима шума, разница в силе поля между двумя дорожками в паре-жертве будет производить разные уровни шума в каждой паре, проявляясь как шум дифференциального режима на приемнике.

Differential crosstalk model between two pairs

Модель для изучения дифференциальной перекрестной помехи между двумя парами микрополосковых линий.

Используя параметры расстояния между дифференциальными парами, показанные выше, можно использовать два подхода для количественной оценки дифференциального перекрестного воздействия:

• Модель, основанная на силе поля

Расчет силы дифференциального перекрестного воздействия в модели первого порядка

В вышеупомянутом обсуждении не был рассмотрен еще один аспект: высота следа над его опорной плоскостью и точное расположение следов в паре. Подобные соображения могут быть применены и к дифференциальным парам в стриплайне. Здесь мы хотели бы количественно оценить силу дифференциальной перекрестной помехи как функцию геометрии. Подход, представленный здесь, тесно следует подходу, показанному Дагом Бруксом. Обычно это делается путем определения коэффициента перекрестной помехи из модели цепи. Проблема с этими моделями заключается в том, что они не учитывают силу поля на пострадавшем следе как функцию расстояния между агрессором и жертвой.

В вышеуказанной модели мы можем определить коэффициент перекрестной помехи C как функцию расстояния между следами S и высоты над опорной плоскостью H. Удобно определять коэффициент перекрестной помехи как функцию отношения (S/H). В этом случае коэффициент односторонней перекрестной помехи между двумя следами, разделенными расстоянием S с противоположной полярностью, составляет:

Здесь k является коэффициентом пропорциональности, который связан с временем нарастания сигнала на агрессивной линии, функцией передачи пострадавшей линии и диэлектрической постоянной подложки. Тот, кто проходил курс электромагнетизма, знает, что эта модель основана на силе электрического поля вокруг провода над проводящей плоскостью. Как мы скоро увидим, значение C может быть использовано для определения соотношения общего режима к дифференциальному помеховому шуму, генерируемому на пострадавшем следе для данного соотношения (S/H). Дифференциальный приемник устранит шум общего режима, поэтому мы хотели бы минимизировать шум дифференциального режима.

Дифференциальная перекрестная помеха определяется путем вычисления сумм и разностей в коэффициентах перекрестных помех. Для показанной выше конфигурации перекрестная помеха между одной дифференциальной парой и одним следом в пострадавшей паре является просто суммой их коэффициентов. Заметьте, что для любого значения расстояния между дифференциальными парами, просто примените масштабное преобразование S → S(1+x). Дифференциальная перекрестная помеха является просто разностью коэффициентов перекрестных помех для пострадавших следов:

Если мы построим это как функцию от x для различных значений (S/H), мы обнаружим, что расстояние между двумя парами может быть уменьшено, когда дорожки расположены ближе к земляному слою. Ниже приведен такой график для k = 1; увеличение k просто перемещает эти кривые вверх по оси y. Это делается для удовлетворения определенного требования к дифференциальной перекрестной помехе. Например, предположим, что вам требуется коэффициент дифференциальной перекрестной помехи 0.002; если дорожки находятся дальше от ближайшего земляного слоя, тогда требуется большее расстояние, чтобы убедиться, что вы достигаете этой цели проектирования.

Также посмотрите, что происходит, когда (S/H) = 0.5; максимальный коэффициент перекрестной помехи не всегда возникает, когда x = 0. В зависимости от вашей цели проектирования, вы можете расположить дорожки ближе друг к другу и увидеть тот же уровень дифференциальной перекрестной помехи, как если бы дорожки были расположены дальше друг от друга.

Возможно, вы задаетесь вопросом: а что насчет ширины трассы? Ширина трассы важна, поскольку она определяет одиночный и дифференциальный импеданс, емкость и индуктивность. Для заданной спецификации дифференциального импеданса, изменение расстояния между парами дифференциальных трасс и толщины подложки заставляет изменять ширину трассы, чтобы поддерживать одинаковое значение импеданса нечетного режима.

Ещё есть один редко проговариваемый нюанс — согласование импеданса. Если вы проводите дифференциальную пару из точки А в точку В, то нужно обеспечить получение правильного импеданса, и добиться этого проще, чем может показаться.

Импеданс подобен сопротивлению, но относится к изменению сигналов. Каждая часть пути дифпары имеет собственный импеданс: приёмник и передатчик внутри используемой микросхемы, выводы микросхемы, дорожки печатной платы и все разъёмы или кабели между ними, если пара проводится через них. В любой точке, где импеданс сигнала меняется, часть этого сигнала отражается от точки несоответствия, и если изменение окажется достаточно значительным, это приведёт к искажению получаемого сигнала.

Итак, это подразумевает необходимость обеспечения правильного импеданса линии PCIe вдоль всего пути — что на практике означает подбор подходящих разъёмов, а также нужной ширины дорожек и отступов между ними. Оборудование PCIe в основном собирается с учётом импеданса 85 Ом. Такие компоненты, как приёмники, передатчики и соответствующие разъёмы находятся вне нашего контроля, и для получения достаточно однообразного импеданса вдоль всего пути необходимо подстраивать под одно значение те элементы, над которыми контроль у нас есть.

Для начала, если вам для линии PCIe нужны разъёмы, то выбирайте такие, которые будут иметь минимальное несоответствие импеданса. Хорошим вариантом будет использовать высокоскоростные модели или те, что собираются с учётом сигналов PCIe — полноразмерные PCIe, M.2, mPCIe, USB3, USB-C и много высокоскоростных семейств от разных производителей.

Наконец, следует отметить, что в вышеупомянутой модели отсутствует важный параметр: диэлектрическая постоянная. Значение диэлектрической постоянной также важно для влияния на дифференциальные перекрестные помехи, и это одна из причин, по которой конструкции высокой скорости выбирают материалы с более низкими значениями Dk в некоторых слоях. Чтобы увидеть влияние значения Dk на дифференциальные перекрестные помехи, вы могли бы попробовать вернуть значение Dk в вышеуказанную модель коэффициента перекрестных помех, или вам нужно было бы посмотреть на S-параметры для межсоединения, рассчитанные с помощью электромагнитного поля.

Многопортовые S-параметры для дифференциальных перекрестных помех

Когда вы используете решатель полей для расчета дифференциальной перекрестной помехи, вы будете использовать результаты во временной области (показывающие импульсы, поданные на пострадавший соединитель) и S-параметры для количественной оценки широкополосной дифференциальной перекрестной помехи. Первый метод является стандартным подходом к моделированию, который реализован в Altium Designer для однонаправленных трасс, но не для дифференциальных трасс. Второй метод может быть рассчитан только с помощью решателя электромагнитных полей.

На симуляционных результатах ниже я показываю набор кривых S-параметров, полученных с помощью Simbeor для двух коммерческих ламинатов (Megtron 7 и Megtron 8) на тонких слоях. Внутрипарный интервал был установлен равным ширине трасс в паре (S = W). Расстояние между парами по краю варьировалось от 1W, 2W и 3W. Толщина диэлектрика также варьировалась от 1,5 до 3 мил.

Результаты Megtron 7

Результаты Megtron 8

Результаты должны быть очень интересными, поскольку они показывают, что просто приближение земли к дифференциальным парам и сохранение того же краевого расстояния 1W и т. д. между дифференциальными парами не автоматически уменьшает перекрестные помехи. Это связано с тем, что сохранение 1W значительно уменьшает расстояние между парами. Однако переход от 1W/толщины 3 мил к 2W/толщине 1,5 мил всё же уменьшает перекрестные помехи и обеспечивает более высокую плотность трассировки. Это именно то, что нам нужно, если мы разрабатываем HDI-плату с большим количеством высокоскоростных интерфейсов, исходящих от основного процессора.

Мы можем увидеть это из простого расчета ширины трасс/расстояния в паре и значений расстояния между парами для ламинатов толщиной 3 мил и 1,5 мил.

• 3 мил Meg7 @ расстояние 1W, S/H = 0.75, и S = 2.249 мил

  • Изначально Xtalk = 10.84%

• 1.5 мил Meg7 @ расстояние 2W, S/H = 0.51, и S = 0.765 мил

  • Изначально Xtalk = 6.82%

Это означает, что плотность всё же увеличилась на 63%, даже при увеличении расстояния между парами до 2W. Если мы увеличим расстояние между парами до 3W, плотность трассировки всё равно значительно возрастет. Здесь есть еще один очень важный эффект, который хотелось бы подчеркнуть в приведенных выше данных: ограничение полосы пропускания. Определённое выше ограничение полосы пропускания видно на графике обратных потерь для соединений; когда обратные потери достигают -10 дБ, это определяется как предел полосы пропускания для канала. Мы можем видеть, что во всех вышеперечисленных случаях эффект ограничения полосы пропускания в каналах уменьшается при переходе к более низкому значению Dk. Причина этого проста: это вынуждает использовать более широкую ширину трасс, что уменьшает индуктивный вклад в импеданс и снижает реактивную часть импеданса линии передачи.

Полные S-параметры в смешанном режиме для двух дифференциальных пар

В некоторых случаях необходимо знать уровень шума в общей моде, создаваемого в дифференциальной паре из-за входного дифференциального сигнала на паре-агрессоре. Это можно рассчитать с использованием S-параметров в смешанном режиме для нашей указанной выше 4-портовой сети. Это расширяет количество портов в матрице S-параметров до 8-портовой сети, хотя только 4 из этих портов являются физическими входами и выходами. Такой набор S-параметров в дифференциальных каналах называется S-параметрами в смешанном режиме и описывает преобразование режимов внутри одной дифференциальной пары и между двумя дифференциальными парами.

Полная матрица S-параметров для дифференциальной пары, учитывающая сигналы в общей и дифференциальной моде, представляет собой матрицу 8x8, форма которой показана ниже:

Это множество параметров для расчета в симуляции! Современные решатели полей в инструментах EDA могут выполнить этот расчет, анализируя сигнал, индуцированный в пострадавшей дифференциальной паре, путем вычисления вклада от каждой однонаправленной трассы в дифференциальной паре-агрессоре. Матрица выше описывает как FEXT, так и NEXT, наряду с преобразованием режимов (например, FEXT, видимый как общая мода при возбуждении входным дифференциальным сигналом).

• Дифференциальные перекрестные помехи создают шум в дифференциальном режиме и шум в общем режиме на пострадавшей паре

• В некоторых случаях минимизация шума в общем режиме может быть более важной для целей ЭМС

  • Увеличение расстояния между трассами в дифференциальной паре пострадавшей пары наиболее эффективно для обеспечения доминирования перекрестных помех в дифференциальном режиме

• В некоторых случаях минимизация шума в дифференциальном режиме может быть более важной для снижения ИСИ

  • Уменьшение расстояния между трассами в дифференциальной паре пострадавшей пары наиболее эффективно для обеспечения доминирования перекрестных помех в общем режиме

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ...

Перейдём к настройке импеданса дорожек печатной платы. Импеданс дифпары зависит от множества переменных факторов, но если вы начинающий электронщик, то существуют упрощённые калькуляторы — (Например: Impedance-Calculator). Промотайте вниз до пункта «Edge-Coupled Surface Microstrip», для прокладки дифпар на слоях толщиной в 35 мкм укажите высоту дорожки 35, а диэлектрическую константу установите на 4,3, если только производитель платы не рекомендует другое значение.

Затем установите толщину изоляции равной расстоянию от дифпар — чтобы его узнать, загляните в раздел документации платы, где описана структура её слоёв. Предположим, ваши дифпары находятся на верхнем слое, и земля проходит по слою под ними. В таком случае ищите толщину «prepreg» между верхним слоем меди и слоем под ним — это значение и будет высотой изоляции. Далее поиграйтесь с шириной дорожек и отступами между ними, стремясь получить сопротивление 85 Ом. В спецификации допускается диапазон от 70 до 100 Ом.

Вот вам практическое упражнение — давайте заглянем в структуру 4-слойной платы OSHPark. Её диэлектрическая константа (dk) равна 3,6, а минимальная ширина дорожек и отступы равны 5 mil, то есть 0,127 мм, или 127 мкм для калькулятора; толщина препрега равна 202 мкм. Введите диэлектрическую константу и толщину препрега в калькулятор и поэкспериментируйте со значениями.

Вы обнаружите, что увеличение ширины дорожки, равно как и уменьшение отступов, ведёт к уменьшению импеданса — установите его на минимально возможное. Вы увидите, что при стремлении к 85 Ом вам нужно использовать пары 0,3/0,127 (ширина/отступы) — это даст 84,8 Ом. Если же вы не можете позволить себе такую ширину дорожек, то используйте 0,2/0,127 — это даст импеданс 106 Ом, который несколько выходит за допустимый диапазон, но при необходимости тоже сгодится.

И последнее — разводите дифпары без лишних манёвров. По возможности не проводите их через отверстия на другие слои — каждая пара отверстий внесёт в сигнал индуктивность, которая может создать помехи для высокоскоростных сигналов. Как правило, начальная и конечная точки линии PCIe находятся на верхнем слое — желательно так всё и оставить. Если есть необходимость перейти на другой слой, добавьте возле дифференциальных пар заземлённые отверстия. Кроме того, удерживайте другие высокоскоростные, быстро меняющиеся либо шумные сигналы как можно дальше от них. Если в ваших проектах наряду с дифпарами также используются высокомощные и асимметричные соединения, то первыми прокладывайте именно дифпары.

Итак, пять важных моментов — прокладывайте дифпары близко друг к другу, размещайте под ними заземление, используйте подобающие коннекторы, подбирайте ширину их дорожек и отступы для получения нужного импеданса, а также делайте разводку без лишних манёвров. Всё это основы, которым необходимо следовать, если вы хотите, чтобы дифференциальные пары в дальнейшем выполняли свою роль достойно.

Если вам доводилось работать с PCIe, ты вы могли открыть для себя одно тайное знание: оказывается, что на практике всё вышеперечисленное проделывать не обязательно.

Возможно, вы слышали, что PCIe работает даже по «мокрой верёвке» (в оригинале wet string — прим. пер.) — впервые так её охарактеризовали на Всемирном конгрессе хакеров 2016 года, 33c3. Это эдакий хакерский способ описывать работу PCIe — вы можете не соблюсти многие из вышеназванных пунктов при подключении двух устройств PCIe, но соединение всё равно заработает. И, что неудивительно, в этом есть крупное зерно истины — PCIe способен работать в субоптимальных условиях, что подтверждается множеством примеров как в мире электронщиков, так и в среде потребителей.

Пожалуй, наиболее доступный пример — это передача сигнала PCIe 1x с помощью USB3, как в использующихся для майнинга райзерах PCIe. Это означает, что вы можете просто зайти в магазин компьютерных аксессуаров и купить продукт, который появился лишь вследствие нарушения правил эксплуатации технологии PCIe.

Ещё один случай, с которым вы могли столкнуться и забыть как страшный сон — это прокладка линии PCIe 8х с помощью, содрогнитесь, проводов для прототипирования. Таким образом Toble_Miner тестировал идею создания переходника для дешёвых высокоскоростных сетевых карт с серверов HP, несовместимых со стандартными слотами PCIe как по распиновке, так и механически. Такая конфигурация для прототипирования позволила ему спроектировать подходящую версию переходника.

Вы вполне можете наспех проложить линию PCIe через кабель FPC, соединив таким небрежным образом две платы. Аналогичный вариант реализовывался в расширителях eGPU с помощью кабелей HDMI, и его также наверняка можно реализовать с помощью обмоточного провода, в котором расширители PCIe соединяли цепочкой, которая успела достичь 5 метров, пока соединение не начало утрачивать стабильность.

PCIe является более снисходительным интерфейсом в сравнении с некоторыми другими, например, с USB3. В нём присутствует механизм подстройки соединения — после установки подключения PCIe приёмник и передатчик перебирают внутренние параметры, корректируя их до тех пор, пока не достигнут максимально возможной скорости при низком уровне ошибок. Далее найденные параметры используются на протяжении всего времени подключения. Также в этом интерфейсе присутствует повторная передача неполученных пакетов. На практике PCIe отличается исключительной стабильностью.

Очевидно, что подстройка соединения PCIe имеет свои уникальные особенности — к примеру, для большего удобства при проектировании платы этот интерфейс также позволяет инвертировать любую дифференциальную пару, за исключением REFCLK, поменяв отрицательный и положительный сигнал местами, что обнаруживается и полноценно компенсируется во время подстройки. Прочие технологии вроде USB3, HDMI или DisplayPort не поддерживают подобные фичи, облегчающие жизнь инженера. В других интерфейсах зачастую требуется, чтобы несколько линий имели одинаковую длину — чтобы данные, передаваемые по одному комплекту дифпар, не прибывали быстрее передаваемых по другому. При этом PCIe отлично работает при расхождении длины дифпар, также обнаруживая и компенсируя это расхождение во время подстройки соединения. И хотя эти особенность больше служат в целях облегчения проектирования печатных плат, нежели отвечают за отказоустойчивость, их наличие определённо помогает.

Помогает ли такая отказоустойчивость электронщикам? Безусловно — эти две особенности используются, по сути, в любой профессиональной схеме PCIe, и если вы находитесь в неидеальных условиях, то можете на свой страх и риск выжать из PCIe ещё больше. С другой стороны, не стоит пренебрегать каждым правилом, только потому что кто-то так делает — приложите усилия к соблюдению пяти описанных пунктов, даже если вы ограничены двухслойной платой и никак не можете получить идеальное значение импеданса.

Следование этим правилам не только научит вас дисциплине использования дифференциальных пар для будущих проектов, но также позволит добиться большей устойчивости сигналов, сократит число ошибок и порадует ваши устройства PCIe. Пренебрежение некоторыми или даже всеми из перечисленных руководств может быть уместным, поскольку в определённых случаях вполне сработает, но затрата лишних тридцати минут на вычисление подобающего импеданса поможет исключить необходимость проектирования второй ревизии вашей платы и обеспечить её исправную работоспособность на протяжении всего срока службы.

Так что вот вам общий принцип: относитесь к дифференциальным парам PCIe с уважением. Если вы используете двухслойную печатную плату и собираете дешёвый прототип, желая поскорее получить результат, не следует просто пренебрегать импедансом из-за того, что для получения 85 Ом дорожки придётся сделать слишком широкими. Откройте калькулятор и просчитайте, насколько можно снизить значение импеданса. Уменьшение толщины изоляции ведёт к снижению импеданса, так что рассмотрите вариант с использованием платы 0,8 мм, если механические особенности проекта это позволяют. Попробуйте разное расположение компонентов в поиске более удачного пути для дорожек PCIe с меньшим уровнем шума. Возможно, подстройка соединения снизит характеристики неидеального подключения на одно-два поколения, но это лучше, чем совсем не получить стабильного соединения. Максимально постарайтесь следовать этим правилам при имеющихся ресурсах, и дифференциальные пары ответят на ваше уважение взаимностью.

Изначально главной целью внедрения PCI-E в пользовательские компьютеры была замена устаревшего интерфейса AGP для коммутации с видеокартой — самым требовательным к пропускной способности шины компонентом. Но этим ее сфера применения не ограничилась. В современных ПК шина используется практически повсеместно — для видеокарт, для других плат расширения, для скоростных накопителей, для связи процессора с чипсетом, для коммутации с высокоскоростными портами и дополнительными чипами встроенных устройств на материнской плате.

Что такое линии PCI-Express

Шина PCI-E масштабируется с помощью линий. В персональном ПК таких линий на связь с одним устройством может выделяться от 1 до 16, в зависимости от нужной пропускной способности. Линии PCI-E — связующие «нити» в работе всех компонентов современной системы. Именно поэтому любой платформе важно иметь достаточно таких «нитей» для поддержания необходимой скорости обмена данными между всеми компонентами ПК

На заре становления PCI-E его коммутации с компонентами системы проходили через северный и южный мосты, которые представляли собой отдельные микросхемы на материнской плате. Для передачи данных процессору северный мост соединялся с ним по собственному каналу. В современных платформах северный мост интегрирован в процессор, по этой причине коммуникация с самым важным потребителем линий PCI-E — видеокартой — у всех современных ЦП осуществляется напрямую. Помимо выделенных линий для видеокарты, у большинства актуальных процессоров имеются отдельные линии для подключения NVME SSD.

Напрямую с ЦП по линиям PCI-E общается и чипсет (в прошлом — южный мост), находящийся на материнской плате. Он играет роль коммутатора, через который проходят данные от всех периферийных устройств, за исключением слота видеокарты и первого слота для NVME SSD на некоторых чипсетах. Общее количество линий, которое способна предложить система, складывается из линий процессора и линий чипсета — то есть, именно комбинация процессора и материнской платы определяет, сколько свободных линий PCI-E будет доступно пользователю. Однако стоит учитывать еще и скорость связи чипсета с процессором: она меньше пропускной способности линий чипсета, поэтому задействовать все их одновременно без потерь производительности просто не удастся.

В отрыве от количества линий есть еще и другая характеристика — версия PCI-E. На данный момент существуют пять поколений шины, каждая из которой отличается от предыдущей удвоением пропускной способности. В одной системе для разных внутренних соединений могут использоваться разные версии протокола.

Использование линий PCI-Express в современном ПК

В массовых платформах 16 линий от процессора идет на слот для видеокарты. Платы на флагманских чипсетах позволяют «расщепить» его на несколько слотов по 4 или 8 линий на каждый. Еще 4 линии от процессора подключаются к слоту M2 NVME для высокоскоростных накопителей, но такой «прямой» слот встречается не везде. 4 или 8 линий используются для подключения процессора к чипсету на материнской плате. Чипсет распределяет их пропускную способность между разъемами USB, SATA и распаянными на материнскую плату контроллерами — такими, как звуковой чип, сетевой контроллер или дополнительный контроллер USB/SATA/Thunderbolt, если он имеется.

Оставшиеся после этого распределения линии идут на слоты для накопителей M2 NVME, если они присутствуют — по 4 на каждый, и на слоты расширения PCI-E. Обычно на них выделяется 1 или 4 линии.

Такое устройство имеют платформы Intel, процессоры которой для коммутации с большинством устройств полагаются на возможности чипсета. Платформы AMD в этом плане немного отличаются, так как процессоры семейства Ryzen — это системы на чипе (SoC), которые кроме видеокарты и NVME SSD имеют прямое подключение к некоторому количеству портов USB, SATA и звуковому кодеку.

Особняком стоят HEDT-платформы обоих вендоров. В общем плане они не отличаются от массовых, но могут предложить пользователю до 64 свободных линий PCI-E напрямую от процессора. Эти линии можно гибко конфигурировать для видеокарт, слотов M2 NVME и прочей скоростной периферии.

LGA1151

До 6 поколения Intel использовала линии PCI-E 3.0 только для соединения процессора с видеокартой, в прочих случаях ограничиваясь PCI-E 2.0. Первой ласточкой полного перехода соединений на PCI-E 3.0 стал чипсет Z170, выпущенный в 2015 году для 6 поколения Intel Core.

Процессоры этого поколения имеют 16 линий PCI-E 3.0 для видеокарты и соединяются с чипсетом посредством шины DMI 3.0 x4, которая базируется на той же версии PCI-E. Выделенной линии для накопителя NVME еще нет, для них используются линии от чипсета. Старший чипсет Z170 обладает 20 линиями третьей версии скоростного интерфейса, следующий за ним H170 — 16 линиями. У B150 12 линий, у младшего H110 — только 6. Платы на старшем чипсете умеют разделять слот видеокарты x16 на два слота по x8, или на три по схеме x8+x4+x4. Эта особенность сохранится и у всех последующих чипсетов Z-серии.

Увидевшие свет процессоры 7 поколения в этом плане изменений не получили, а вот возможности чипсетов для них немного расширились. У Z270 стало 24 линии, у H270 — 20, у B250 — 12.

Чипсеты, выпущенные для 8 и 9 поколения Core для сокета LGA1151 v2 унаследовали ту же конфигурацию. Впрочем, как и сами процессоры. У Z370 и Z390 все так же 24, у H370 — 20, у B360 — 12, у H310 — 6 линий третьего поколения стандарта. Новинкой в иерархии чипсетов стал только B365, который получил 20 линий PCI-E 3.0.

LGA1200

Сокет LGA1200 начал свой путь с процессоров 10 поколения Core и 400 серии чипсетов для них. Это последнее поколение, в котором не было изменений в топологии линий со времен 100 серии чипсетов. Топовый Z490 имеет 24 линии, H470 обладает 20 линиями, средний B460 — 16, а младший H610 — всего 6.

11 поколение процессоров и 500 серия чипсетов принесли поддержку PCI-E 4.0. Помимо слота нового поколения с 16 линиями для видеокарты появился и выделенный канал с 4 линиями той же версии для NVME SSD. Линк связи с чипсетом расширен до DMI 3.0 x8, но только в Z590 и H570. У первого 24 линии PCI-E, у второго — 20. Средний B560 и младший H510 остались на DMI 3.0 x4. Линий у них 12 и 6 соответственно.

LGA1700

Революция в этот сегмент пришла с сокетом LGA1700, процессорами 12 поколения и новыми платами 600 серии для них. Появилось сразу два нововведения: линии для графики стали поддерживать PCI-E 5.0, линии чипсета — PCI-E 4.0. Выделенный канал для NVME SSD остался неизменным, зато линк связи с чипсетом в очередной раз ускорился в два раза: у Z690 и H670 его перевели на режим 4.0 x8, у B660 и H610 — на 4.0 x4.

Канал связи процессора с чипсетом расширили не зря. Теперь флагманский Z690 поддерживает 12 линий PCI-E 4.0 плюс 16 линий PCI-E 3.0 против прежних 24 линий 3.0-версии стандарта. Это открывает гораздо больше возможностей для скоростной периферии, чем в предыдущем поколении. H670 выглядит скромнее — у него по 12 линий PCI-E 3.0 и 4.0. У B660 их 6 плюс 8 соответственно, младший H610 линиями четвертой версии обделили — здесь только 8 линий PCI-E 3.0. В этом поколении разделять линии слота для видеокарты помимо Z690 научился и H670. Конфигурацию 8+4+4 для этого посчитали неактуальной, оставив лишь более привычные 8+8.

Возможности процессоров Core 13 и 14 поколений изменений не претерпели. Но чипсеты 700 серии, использующие ту же платформу LGA 1700, подверглись заметному тюнингу. По сравнению с предшественниками, в каждом из них было увеличено количество быстрых линий PCI-E 4.0, а более медленные линии третьей версии интерфейса были сокращены. Z790 получил 20 линий PCI-E 4.0 и 8 PCI-E 3.0, а H770 — 16 PCI-E 4.0 и 8 PCI-E 3.0.

Оба старших чипсета для подключения к процессору используют 8 линий DMI 4.0. Средний B760 имеет для этой цели вдвое более узкий канал 4.0 x4, но при этом может обеспечить собственными силами 10 линий PCI-E 4.0, и ещё 4 — PCI-E 3.0.

LGA1851

Самая новая массовая платформа от Intel получила очередное расширение периферийных возможностей. Общее количество линий PCI-E у Core 15 поколения увеличилось до 24. К прежним 16 линиям PCI-E 5.0 и 4 линиям PCI-E 4.0 были добавлены еще 4 линии PCI-E 5.0. Таким образом, напрямую к Core Ultra стало возможным подключить сразу два NVMe накопителя: один 5.0 x4 и еще один 4.0 x4.

Вдобавок к этому, кристалл ЦП может напрямую взаимодействовать с двумя портами Thunderbolt 4/USB 4. В прошлых поколениях для их использования на материнской плате приходилось тратить линии чипсета.

Как и у платформы LGA 1700, для связи чипсета с процессором используется шина DMI 4.0. У старшего Z890 она имеет 8 линий, у среднего B860 и младшего H810 — по 4 линии. Ключевое отличие от прошлого поколения в том, что теперь все собственные линии самих чипсетов относятся к PCI-E 4.0. У Z890 их 24, у B860 — 14, а у H810 — 8.

LGA2066

В отличие от массовых, высокопроизводительные HEDT-платформы всегда оснащались большим количеством линий PCI-E. Не стала исключением и последняя такая платформа от Intel на сокете 2066. Единственный чипсет, выпущенный для нее — X299, обладает 24 линиями PCI-E 3.0. Повышенное количество выделенных линий у таких платформ обеспечивают не чипсеты, а сами процессоры. Если у процессоров массовых платформ на данный момент от силы 20 линий PCI-E — 16 на видеокарту и 4 на накопитель, то у процессоров HEDT количество свободных линий для коммуникации с оборудованием может достигать 64.

Впрочем, у Intel это зависит от модели процессора и его положения в иерархии. Для LGA2066 было выпущено три поколения процессоров. Старшие модели 7000 и 9000 серии имеют 44 линии PCI-E 3.0, 10000 серии — 48. При этом у средних моделей таких линий только 28, а у самых младших — лишь 16, как на массовых платформах.

Платформа LGA2066 была выпущена в 2017 году, и еще два года получала обновления в виде новых процессоров с увеличенным количеством ядер. К сожалению, последние три года о новых HEDT-платформах Intel кроме слухов ничего не слышно. Именно поэтому более современной продукции Intel в этом сегменте ни с PCI-E 4.0, ни с новейшим PCI-E 5.0 так и нет.  

AM4

Первое поколение Ryzen 1000 и 300 серия чипсетов для них стали первой платформой, где был реализован отдельный канал PCI-E 3.0 x4 для NVME SSD. Соединение процессора с чипсетом происходит на аналогичной скорости, для видеокарты используется PCI-E 3.0 x16, который старший X370 и B350 умеют делить на два слота по x8. А вот с периферией тут хуже, чем у конкурента. У старшего X370 — 8 линий устаревшего PCI-E 2.0, у среднего B350 таких линий 6, у младшего A320 — всего 4.

Помимо Ryzen 1000 серии под платформу AM4 были выпущены APU на базе этого же поколения архитектуры — процессоры со встроенной графикой серии Ryzen 2000G и Athlon 200GE, а также процессоры и APU на старой архитектуре Excavator - Athlon X4 и серия APU A6/A8/A10/A12. Они имеют урезанный канал PCI-E 3.0 для видеокарты — всего 8 линий, а процессоры архитектуры Excavator вдобавок лишены 4 линий для отдельного канала NVME SSD.

Второе поколение Ryzen и 400 серия чипсетов в этом плане изменений не получили: линии у X470 и B450 аналогичны своим предшественникам X370 и B350. Процессоры Ryzen 2000 по периферийным возможностям от прошлой линейки тоже не отличаются. Выпущенным на их базе APU серии Ryzen 3000G и Athlon 3000G/ 300GE вернули полноценную поддержку разъема PCI-E для видеокарты — 16 линий версии 3.0.

А вот с выходом на рынок Ryzen 3000 и чипсетов 500 серии платформа сразу получила полный PCI-E 4.0 — и для видеокарты, и для NVME SSD, и для связи с чипсетом, и для линий самого чипсета. Правда, только в связке со старшим X570, который может предоставить до 12 линий PCI-E 4.0. Средний B550 имеет 10 линий третьей версии, да и сам связывается с процессором по PCI-E 3.0 x4. Младший A520 поддержки четвертой версии шины лишен — все коммуникации у него основаны на PCI-E 3.0, а соответствующих линий от чипсета всего 6. Как и раньше, старшая и средняя версия чипсетов поддерживают разделение слота для видеокарты на два с 8 линиями каждый.

Следующее поколение процессоров Ryzen 5000 в плане поддержки периферии изменений не получило. Именно поэтому компания AMD не стала выпускать для него новые чипсеты, ограничившись обновлением BIOS для плат на старых чипсетах. APU на базе 3000 и 5000 серий —  Ryzen 4000G и 5000G — поддержки PCI-E 4.0 не получили, для всех соединений все так же используя PCI-E 3.0.

AM5

Процессоры Ryzen 7000 под сокет AM5 вместе с чипсетами 600 серии принесли массовым платформам AMD долгожданную поддержку PCI-E 5.0. Сами ЦП обладают 16 линиями нового поколения для видеокарты и 8 такими же линиями для двух NVME SSD. А подключение к чипсетам осуществляется с помощью 4 линий PCI-E 4.0.

Аналогичные возможности имеют ЦП Ryzen 9000 и чипсеты AMD 800 серии. При этом APU Ryzen 8000, которые тоже используют ту же платформу, в этом плане заметно обделены. У Ryzen 7 и старших Ryzen 5 8 линий PCI-E 4.0 для слота видеокарты, и еще 4 — для одного NVMe SSD. А у Ryzen 3 и младших Ryzen 5 всего лишь 4 линии PCI-E 4.0 для видеокарты и 2 такие же линии для накопителя.

Старшие чипсеты X670, X670E и X870E предлагают до 12 линий PCI-E 4.0, «середнячки» B650, B650E, B850 и X870 — до 8. Младшие A620 и B840 имеют 8 линий PCI-E 3.0. При этом они сами, в отличие от прочих моделей, подключаются к процессору в «замедленном» режиме PCI-E 3.0 x4.

TR4 и sTRX4

Первая современная HEDT-платформа от AMD использует сокет TR4 и чипсет X399. В отличие от Intel, у любого процессора AMD Threadripper первого или второго поколения под эту платформу стабильное количество свободных линий PCI-E 3.0 — 60. Еще 4 линии этой версии, а также 8 линий более медленного PCI-E 2.0 добавляет чипсет, который связывается с процессором по PCI-E 3.0 x4.

Второе поколение HEDT-платформ AMD получило новый сокет sTRX4, и полностью перешло на использование PCI-E 4.0. У чипсета TRX40 64 линии обновленной версии интерфейса от процессора и 8 таких же линий от чипсета, который связывается с процессором по PCI-E 4.0 x8.

Проблема недостатка линий

Если в компьютере много периферии, требующей высокоскоростного подключения, то линий на все может не хватать. Например, в массовых платформах на полной скорости x16 можно подключить только одну видеокарту. В случае использования топового чипсета две видеокарты можно будет подключить только на «половинной» скорости x8, которая может снизить их быстродействие. В случае остальных чипсетов — только по схеме x16 + x4, последние из которых будут браться от чипсета. Такое неравновесие еще больше может усугубить производительность.

Периферийных устройств, портов и разъемов на платах часто больше, чем может обеспечить чипсет одновременно. Из-за этого приходится выбирать, каким портам и устройствам предоставить пропускную способность. Но при этом одновременно все порты и устройства задействовать не удастся. Простой пример: в некоторых системах установка второго NVME накопителя отключает порты SATA, потому что на них перестает хватать линий чипсета. Если бы последние были неограниченными, такого бы не было.

Еще одна проблема в том, что соединение чипсета с процессором использует меньше линий, чем дает сам чипсет на выходе. Именно поэтому, даже если чипсету хватает собственных линий на все устройства, последние не могут работать на полной скорости одновременно. С процессорами Intel до 11 поколения NVME-слоты общаются через чипсет, который подключен по PCI-E 3.0 x4. Если установить два таких накопителя и использовать их параллельно, то оба из них не смогут одновременно смогут передавать данные процессору на полной скорости из-за бутылочного горлышка, находящегося в соединении чипсета. Особенно это может помешать при активном RAID.

У чипсетов 300 и 400 серии AMD под процессоры Ryzen другая проблема: линии чипсета поддерживают лишь PCI-E 2.0. Поэтому при установке второго SSD в слот, подключенный к чипсету, он попросту потеряет половину своей скорости.

Последние массовые платформы обеих компаний частично лишены этих недостатков за счет использования каналов связи с чипсетами с более высокой пропускной способностью. Но полностью избавить от них могут только HEDT-платформы, которые обладают гораздо большим количеством линий PCI-E. На таких платформах нехватка линий может возникнуть только в самых крайних случаях: при одновременном использовании более двух видеокарт вкупе с большим количеством высокоскоростных SSD.

В виду ограничения фотоматериалов

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...

Дизайн сдержанный, без ярких акцентов, с матовой поверхностью. Правда, на ней остаются следы от рук. Так что если приходится постоянно открывать ноутбук в присутствии клиентов или партнеров, лучше купить прозрачный кейс. Визуально и тактильно устройство ощущается надежно: не выскальзывает и не двигается по столу, благодаря специальным резиновым накладкам на задней части.

Шарнир работает мягко: чтобы открыть крышку даже одной рукой, не нужно придерживать корпус. Чтобы показать коллеге или клиенту презентацию, достаточно раскрыть экран на 180°. Это удобно и для работы лежа, и для подставок, которые требуют определенного угла обзора.

Также отметим 9 портов: USB-A, USB-C, HDMI, слот для карты памяти — можно забыть о переходниках.

В TECNO MEGABOOK K15S предустановлен Windows 11. Ноутбук готов к работе сразу после включения. Никаких лишних установок и обновлений. Все настроено и оптимизировано для вашей многозадачности.

Экран: яркая картинка и комфорт ночью

Экран — 15,6 дюйма, IPS-матрица с разрешением Full HD. Углы обзора отличные: изображение остается четким, даже если смотреть сбоку, цвета не искажаются. Есть антибликовое покрытие. Тестировали ноутбук при разном освещении: можно спокойно работать у окна. Когда солнце бьет прямо в экран, текст по-прежнему остается читаемым, картинки не искажаются. Это редкость в бюджетных моделях.

Неважно, работаете вы ночью или играете, выручит клавиатура с регулируемой четырехуровневой подсветкой. При среднем уровне в темноте все видно, глаза не устают. Из плюсов для тревожных людей: включали ноутбук в самолете и электричке, никто вокруг не жаловался на яркость. Все регулируется кнопками, не нужно лишний раз заходить в настройки.

Стеклокерамический крупный тачпад — 15 см. Он не залипает, не промахивается, срабатывает с первого касания. Не возникает дискомфорта, даже если несколько часов редактировать документы без мышки. После перехода с других устройств немного непривычно, что тачпад работает в двух направлениях: нижняя часть отзывается нажатием, верхняя — касанием.

В кнопку питания встроен сканер отпечатка пальцев. К нему можно быстро привыкнуть, особенно если сидишь в опенспейсе или работаешь в дороге. Один легкий тап пускает в систему даже с мокрыми руками. Безопасно, удобно и не нужно постоянно вводить пароли.

Производительность: рендерим видео, открываем вкладки

Ноутбук работает на AMD Ryzen 7 5825U (опционально можно выбрать версию техники Intel Core i5-13420H). Восьмиядерный AMD с поддержкой 16 потоков подходит для ресурсоемких операций вроде рендеринга или работы с большими массивами данных. Встроенная графика Radeon справляется с редактированием видео в Full HD или играми.

Во время монтажа 30-минутного ролика в DaVinci Resolve и параллельной работе в Photoshop с несколькими большими PSD-файлами система сохраняла стабильность. Не было ни зависаний, ни заметного падения производительности. Ноутбук уверенно держит в фоне 10 приложений одновременно. Если запущены браузер с 20 вкладками, видеозвонок в Telegram, Excel с объемной таблицей и софт для монтажа, система не тормозит и не перегревается. Переход между окнами остается плавным, ничего не «проседает», даже при одновременном скачивании файлов и редактировании видео.

Базовая комплектация включает 16 ГБ оперативной памяти в двух слотах. При необходимости можно легко увеличить этот показатель до 32 ГБ, заменив стандартные модули на более емкие. Помимо установленного SSD на 1 ТБ предусмотрен дополнительный слот, поддерживающий диски объемом до 2 ТБ.

Чтобы во время нагрузки системы охлаждения не выходили из строя, в ноутбук встроен эффективный вентилятор, способный рассеивать до 35 Вт тепла. Устройство не греется, его спокойно можно держать на коленях. Это решение дополнено тремя режимами работы, которые переключаются простой комбинацией клавиш Ctrl+Alt+T. Тихий режим идеален для работы ночью или в общественных местах, сбалансированный подходит для повседневных задач. Производительный, на котором запускали рендеринг видео и игры, практически не шумит.

Автономность: 15 часов без подзарядки

Протестили автономность MEGABOOK K15S в условиях, знакомых каждому деловому путешественнику. Утром перед вылетом зарядили ноутбук до 100% и взяли его в рейс Москва — Калининград. В зале ожидания провели созвон, потом три часа смотрели сериал и в дороге до отеля редактировали документы. К моменту приезда оставалось 40% заряда: хватило бы еще на пару часов продуктивной работы.

MEGABOOK K15S может автономно работать до 15 часов и позволяет не оглядываться на индикатор заряда. Заявленное время достигается при типичном офисном использовании: одновременная работа с документами в Word и Excel, ведение переписки, видеоконференции, веб-серфинг.

Если все же понадобится, за  час восполняется до 70% батареи. Компактный адаптер мощностью 65 Вт на базе нитрида галлия поместился даже в карман пиджака. Один блок питания заряжает и ноутбук, и смартфон, и наушники. Экономия места: не нужно никаких дополнительных проводов.

Звук, который реально слышно

В TECNO MEGABOOK K15S установлены два мощных динамика по 2.5 Вт. Звук с глубокими низами, без пластикового дребезжания, объемный. Благодаря DTS можно смотреть видео даже в шумном помещении. В тестах специально включали сцены с шагами и выстрелами: локализация настолько точная, что в наушниках нет необходимости.

Та же стабильность и в микрофоне. Благодаря AI-шумоподавлению голос передается чисто. Во время тестовых звонков из оживленного кафе собеседник не услышал ни разговоры за соседним столом, ни городской шум. И все это — на расстоянии до пяти метров.

Кстати, о созвонах. В ноутбуке встроена обновленная камера. Она отслеживает положение лица, а еще есть физическая шторка приватности. Например, можно закрыть шторку для комфортных видеоконференций.

Для тех, кто предпочитает гарнитуру, идеально подойдут беспроводные наушники TECNO FreeHear 1 из экосистемы бренда. Когда не хотелось делиться разговорами с окружающими, подключали их. Чистый звук с акцентом на средние частоты, 11-мм драйверы, которые выдают неожиданную детализацию. Музыку слушать приятно: и фоновый плейлист на телефоне, и вечерний сериал на ноутбуке. Автономно работают наушники 6 часов, с кейсом — до 30 часов. 

Bluetooth 5.4 обеспечивает стабильное соединение на расстоянии до 10 метров. Удобная C-образная форма разработана специально для длительного ношения — после восьмичасового рабочего дня в ушах не возникает дискомфорта. Наушники поддерживают одновременное подключение к ноутбуку и смартфону. Переключение между устройствами происходит быстро и без заминок.

Через фирменное приложение Welife можно выбрать один из четырех эквалайзеров и отследить местоположение гарнитуры в случае утери. А еще кастомизировать виджет для управления наушниками. Функция настройки персонализированного дизайна доступна для устройств на Android и позволяет гибко изменить внешний вид окна подключения: вплоть до установки фоновой картинки или собственного фото.

Первые пару использований может потребоваться время, чтобы привыкнуть к нестандартной форме вкладышей, но уже с третьего раза они надеваются вслепую за секунду. Что особенно приятно:  собеседники отмечают, что звук от микрофона более приятный и четкий, чем у дорогих известных моделей.

Бесшовная синхронизация со смартфоном

Благодаря функции OneLeap ноутбук синхронизируется со смартфоном TECNO. Подключение происходит за пару секунд: достаточно один раз подтвердить сопряжение. После этого открывается доступ к бесшовному переключению между устройствами — объединенному буферу обмена, дублированию экранов и передаче файлов без кабелей и пересылок в мессенджерах.

Функция выручила, когда нужно было открыть приложение, у которого нет веб-версии. Удобно работает и буфер обмена: скопировал текст на одном устройстве — вставил на другом. Например, код, полученный в сообщении на телефоне, вводится в браузере на ноутбуке. Экономит минуты, а иногда и нервы. А когда в дороге пропал Wi-Fi, ноутбук сам подключился к мобильному интернету через смартфон.

TECNO CAMON 40 и сам по себе — мощный рабочий инструмент.  Смартфон выделяется камерой высокого качества 50 Мп, ярким AMOLED-экраном 120 Гц и множеством функций, которые упрощают процесс мобильной съёмки и использование искусственного интеллекта TECNO AI.

Телефон работает на HIOS 15.0.1 на базе Android 15.В фирменную оболочку встроен искусственный интеллект:

• Голосовой помощник Ella. Отвечает на вопросы, помогает с задачами и управлением устройством.

• Решение задач. Наводите камеру на задачу, ИИ решает ее.

• AI Редактор фотографий. Интеллектуальная обработка в одно касание.

• Быстрый поиск. Находит адрес на экране и запускает навигацию, распознает объекты и события, автоматически добавляет их в календарь.

Технические характеристики

• Процессор и память. 8 ядер, 16 потоков, Кэш L3 16 МБ, частота до 4.5 ГГц Графический процессор AMD Radeon™ graphics SSD 512 ГБ или 1 ТБ, М.2, 2280, PCle 3.0 Nvme DDR4 16 ГБ, 3200 МГц.

• Дисплей. 15.6", TFT, Full HD (1920×1080), 16:9, 280нит, 45% NTSC, 16.7 млн цветов, 60 Гц, 141 ррі.

• Веб-камера. 1 Мп, шторка приватности.

• Порты. 9 портов: 1*TF Card (microSD), 1*HDMI 1.4, 1*USB-A 3.1,

  1*USB-A 3.2, 1*3.5mm аудиовход, *Ethernet RJ45 до 1 Гбит, 2*Туре-С (Full Function), 1*слот для замка Kensington.

• Другое. Сканер отпечатка пальца в кнопке питания. Клавиатура с подсветкой (4 уровня яркости). Тачпад с поддержкой одновременно 4 касаний.

• Батарея. 70 Вт∙ч (6150 мА∙ч), Li-Pol, 11.55 B 65 Вт Type-C GaN, 20 В, 3.25 А, кабель 1.8 м (Туре-С-Type-C).

• Габариты. 17.3 мм (высота), 359.5 мм (ширина), 236 мм (глубина).

• Вес. 1,7 кг.

Если хотите создать собственную экосистему, в которой технологии подстроятся под ритм дня, попробуйте технику TECNO. Мощный ноутбук, быстрый смартфон и наушники соединяются в единое пространство. Быстрое переключение между устройствами, синхронизация файлов и стабильное соединение без лишних настроек.

КУПИТЬ НОУТБУК TECNO

Материнская плата - важная часть компьютера (ЭВМ), так как это основная плата, к которой подключаются все основные компоненты, такие как процессор, оперативная память, видеокарта, накопители и прочие устройства.

Она обеспечивает взаимодействие всех подключаемых к ней устройств, а представляет из себя многослойную печатную плату, на которой тонким слоем нанесены дорожки и установлены различные радио-элементы и разъемы.

Лишь небольшая часть проводников находится снаружи, большая их часть скрыта внутри самой платы, так как она состоит из множества слоев, и включает в себя слой заземления, несколько силовых и сигнальных слоёв. Снаружи плата покрыта диэлектрическим лаком, который защищает дорожки от короткого замыкания и внешних воздействий.

Сбоку платы находится 24-контактный разъём ATX, через него от блока питания, плата получает основные напряжения 12, 5 и 3,3 вольта, эти напряжения получают различные компоненты на самой материнской плате и подключённые через разъёмы, например USB или PCI Express

Чуть выше центра платы находится сокет, это разъём для установки процессора, состоящий из большого массива контактов и прижимной пластины.

(Определенные процессоры могут работать только с определенным типом сокетов)

Рядом с сокетом располагается 4(ATX12V) или 8(EPS12V) контактный разъём для питания процессора. На материнских платах предназначенных для установки мощных CPU, устанавливаются несколько таких разъёмов.

Но через них подаётся 12 вольт, а современные процессоры работают с напряжением чуть выше 1 вольта и это не фиксированное напряжение, в зависимости от нагрузки, оно может немного меняться, например: в простое, для экономии энергии и уменьшения нагрева, на процессор подаётся менее 0,8 В, а когда все ядра полностью загружены, оно возрастает до 1,4 в.

Поэтому вокруг процессорного сокета находятся модули регулирования напряжения или сокращённо VRM, они нужны для преобразования 12 вольт в напряжение необходимое процессору.

Один такой модуль или фаза, состоит из конденсатора, дросселя, двух мосфетов и драйвера. В современных платах драйвер и два мосфета объеденены в один корпус.

Драйвер управляет процессами открытия-закрытия транзисторов с частотой, задаваемой ШИМ-контроллером, а катушка и конденсатор сглаживают напряжение с транзисторов.

Для получения более стабильного напряжения на процессор используют несколько фаз питания, импульсы которых смещены друг относительно друга. Управляет ими ШИМ-Контроллер, который находится рядом.

Обычно устанавливают от 4 до 8 реальных фаз, так как используют столько же фазный ШИМ-контроллеры. Если на плате установлено к примеру 16 фаз, то производитель использует делители, то есть сигнал с одного канала ШИМ-контролера распределяется на два драйвера.

Физически фаз больше, но работают они синхронно и поэтому они не сглаживают пульсации, а лишь позволяют установить более мощный процессор и уменьшить тепловыделение элементов.

Так же рядом с процессорным сокетом размещаются слоты для установки модулей оперативной памяти. У современных модулей рабочее напряжение 1.1 в, поэтому рядом со слотами тоже есть цепи питания, которые преобразовывают напряжение, но для DRAM используют одну или две фазы.

Количество слотов на материнской плате, зависит от контроллера памяти, который находится в процессоре или в северном мосте. Обычно это двухканальный контроллер, то есть шина памяти у него разделена на два канала, что позволяет осуществлять доступ к памяти не один раз за такт контроллера, а два.

На каждый канал можно установить до двух модулей DRAM, что даёт возможность установить 4 модуля оперативной памяти, если на материнской плате есть для них слоты.
(Многие контроллеры памяти позволяют осуществлять доступ к памяти не один раз за такт контроллера, а два. Двухканальный режим означает, что два канала памяти будут работать параллельно, это повышает производительность)

В более мощных системах используется четырёхканальный контроллер и к плате можно подключить 8 модулей.

Есть несколько вариантов разводки шины DRAM: обычно используется Прямая, T-образная топология или Daisy Chain.

Прямая топология используется в ITX платах с двумя слотами памяти. С ней можно добиться высоких частот памяти при заполнении 2 слотов. (Электрические характеристики наилучшие)

Т-образная, оптимизированна для заполнения всех слотов памяти, у неё длина проводников до двух модулей одинаковая и с ней можно добиться хороших частот памяти при заполнении всех слотов, но стабильность работы при заполнении 2 слотов будет хуже.

Daisy Chain оптимизированна для установки одного модуля на канал, у неё длина проводников меньше чем с Т-образной и с ней можно добиться больших частот памяти, но стабильность работы при заполнении всех слотов, хуже.

Ниже слотов памяти, в левой части платы размещают разъемы PCI Express. Эти разъёмы предназначены для установки плат расширения.

Они бывают несколько типов, с разным количеством выделенных линий. X16 используются в основном для установки видеокарт, а остальные слоты для установки других плат расширения, например звуковых карт.

Маломощные карты получают питание от самого слота. В качестве силовых линий используются выводы на левой части разъема. Через них подключаемое устройство получает +12 и +3.3 вольта.

Так как пикабу не разрешил вставлять картинки в более длинный пост,  продолжение во второй части