ทดสอบ PCI-Express Riser Extender แต่ละแบบว่าแตกต่างกันอย่างไร

เมื่อไม่กี่เดือนที่ผ่านมาทางเรามีโอกาสไปซื้อคอมเคสใหม่ Thermaltake P3. ตัวเคสมีอ๊อฟชั่นในการติดตั้งการ์ดจอในแนวตั้งด้วยสาย PCIe extender/เพิ่มความยาว. โชคไม่ดีนัก, สายเคเบิ้ลอายุการใช้งานไม่ดีพอจึงต้องหามาเปลี่ยนใหม่. หลังจากที่ลองหาดูก็ได้คำตอบต้องเป็นสายระดับ ‘premium’ extenders เท่านั้นหรืออย่างดี, ซึ่งมีเพียงไม่กี่เจ้าทำออกมาขาย, เช่นจาก Thermaltake และ Lian-Li เป็นต้น. ใช้เวลาหลายอาทิตย์เหมือนกันกว่าจะได้ของครบและเรายังได้สั่งสายเคเบิ้ลที่มีราคาถูกจากประเทศจีน เป้าหมายเพื่อนำมาเปรียบเทียบกัน.

ต้องกล่าวก่อนว่าไม่เคยใช้เวลามากถึงขนาดนี้เพื่อทำเพียงหนึ่งรีวิวใช้เวลาทั้งหมดสี่วันเต็มในการทดสอบ. เพื่อหาคำตอบว่าแบบไหนที่เหมาะหรือไม่เหมาะในการใช้งานในแต่ละประเภท.เป้าหมายในการทดสอบนี้อีกอย่างก้คือ จะคุ้มค่าเงินหรือไม่ที่ต้องจ่ายเงินแพงกว่าถึงสิบเท่าสำหรับสายระดับพรีเมื่ยมแล้วมันจะมีอายุการใช้งานได้นานกว่าหรือจนกระทั่งการ์ดจอคุณพังไปก่อน.

รีวิวนี้ยังได้กล่าวถึงตัวต่อเชื่อมหรือขั้วต่อที่ทำมุมแบบแนวตั้งสำหรับการ์ดจอ (vertically mounted graphics cards). ผู้ผลิตเมนบอร์ดและ PCI-SIG ที่ไม่สามารถให้อีกทางเลือกในการติดตั้งการ์ดจอนอกจาก PCI-Express slot เท่านั้นบนเมนบอร์ด. สายเพิ่มความยาวหรือ extenders ทั้งหมดต้องได้มาตรฐานของ PCI-Express ทุกประการ, แต่ดูเหมือนมาตรฐานอย่างเป็นทางการสำหรับสายเคเบิ้ลตัวมันเองนั้นไม่มี.

อย่างแรก, เรามาทำความรู้จัก PCI-Express และสายต่อแต่ละชนิดกันก่อน.

PCIe extender/riser คืออะไร?

PCIe extenders หรือสายเพิ่มความยาวนี้ฮิตมาก็หลายปีแล้วหรือตั้งแต่มีการขุดเหมืองเกิดขึ้น. ณ ขณะนั้นมันมีมาให้เลือกหลากหลายมาก, แต่ก็มีเพียงอย่างเดียวที่ทางกลุ่มขุดเหมืองชอบมากที่สุดและดูเหมือนจะเป็นประเภทใหม่สำหรับการขุดเหมือง ณ ตอนนั้นด้วย 1x wide extenders. สำหรับสาย risers นี้มีประโยชน์การใช้งานที่แตกต่างกันหากเทียบกับสายทั่วไป/riser. เราคงจะกล่าวเฉพาะสายที่มาใช้ทางด้านเกมส์เป็นหลักแต่ก็จะมีพูดเกี่ยวกับ Bitcoin risers เช่นเดียวกันเพื่อให้เห็นความต่างระหว่างประสิทะิภาพของทั้งสองชนิด.

PCIe extender แต่ละประเภท

สำหรับคำว่า extender และ riser สามารถใช้แทนกันได้ความหมายนั้นเหมือนกัน. ทางเราจะใช้คำว่า extender เป็นหลักเพราะมันหมายถึงการเพิ่มความยาวระหว่าง PCIe slot และจากอุปกรณ์.

Riser board

อันนี้จะเห็นกันบ่อยมากที่ใช้กันในกลุ่ม rack servers/เป็นชั้นๆ, เช่น AIO desktops และระบบที่มีปัญหาทางด้านพื้นที่ไม่เพียงพอ.

Unshielded ribbon riser/แบบไม่มีเกราะป้องกันหรือฉนวน:

อันนี้เป็นรุ่นที่ถูกที่สุดในกลุ่ม x16 riser. มันไม่มีฉนวนป้องกันทางไฟฟ้าสถิตหรือ EMI shielding, ซึ่งไม่เหมาะกับ gamers.

Powered unshielded ribbon riser/มาพร้อมสายพลังงานและไม่มีฉนวนป้องกัน

เหมาะมากสำหรับ Bitcoin miners/กลุ่มขุดเหมือง, โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับใครที่มีการ์ดจอหลายๆใบ. และยังเหมาะมากหากตัวเมนบอร์ดนั้นๆไม่สามารถมีแหล่งทรัพยากรมาให้มากพอสำหรับการ์ดจอ, สายนี้อาจจะเรียกกันว่า Molex connector ซึ่งจะชดเชยทางด้านนี้.

Shielded ribbon riser/ริบบิ้นแบบมีฉนวน

สายประเภทนี้คุณภาพระดับปานกลาง. ไม่ใช่สำหรับขุดเหมือง, แต่เหมาะกับ gamers. ฮิตมากเมื่อไม่กี่ปีนี้เอง, และบางเจ้าผู้ผลิตคอมเคสยังแถมมาให้อีกด้วย. ตอนนี้ทาง Thermaltake และ LianLi ทำออกมาเพื่อมาแทนสายเก่าแต่ก็ต้องใช้เงินซื้อนะ.

Shielded ribbon riser with separated lanes/ริบบิ้นแบบมีฉนวนและแยกเลนซ์

ในตัวอย่างนี้, มันเป็นสายจาก Thermaltake ระดับ premium cable. มีการแยกเลนซ์เห็นได้ชัดและมีประโยชน์และดีกว่าสายเคเบิ้ลที่ใช้กันทั่วไป, สะดวกในการใช้งาน. เหมาะมากกับกลุ่มที่สร้างคอมด้วยตัวเองหรือ DIY gaming rigs.

USB ‘Bitcoin’ riser/สำหรับขุดเหมือง

สายรุ่นนี้เป็นรุ่นที่ฮิต่ที่สุด. และตอนนี้ทางผู้ผลิตเมนบอร์ดก็เริ่มตื่นตัวและจัดเต็มมาให้เสร็จ 12x PCIe x1 ในเมนบอร์ดออกแบบมาเพื่อใช้กับ risers ประเภทนี้โดยเฉพาะ.

แต่เดียวก่อน? PCIe x1 interface นั้นมีมาทั้งหมด 36 lanes, แต่มีเพียง 14 เท่านั้นที่ใช้ในส่วนที่เป็นการถ่ายโอนข้อมูลหรือ data transport และอีก 6 เป็น ground หรือสายดิน. ซึ่งก็หมายความว่า USB 3.0 cable พร้อมด้วย 9 wires น่าจะเพียงพอสำหรับนำไปใช้งาน PCIe 1x.

ทำไมเราต้องการสาย risers ระดับพรีเมี่ยม

สิ่งที่สำคัญที่สุดเห็นจะเป็นการแยกเลนซ์มาให้ในสาย หรือ PCIe lanes. อย่างที่เราแสดงให้ดูด้านบน, สายเคเบิ้ลเหล่านั้นจะใช้งานได้อเนกประสงค์กว่าและง่ายต่อการติดตั้งกับการ์ดจอ. บางรุ่นยังแยกออกเป็น 5 หรือ 6 lanes, และบางรุ่นยังแยกสายพลังงานและข้อมูลออกจากกัน.

แน่นอนว่าสายเคเบิ้ลระดับพรีเมี่ยมส่วนใหญ่จะใหญ่สำหรับเกมส์มิ่ง, และสายเหล่านั้นก็ไม่มีสายพลังงานใส่มาให้เพิ่ม/external power connectors. ส่วนการต้องการพลังงานเพิ่มเติมจะพูดถึงการต่อการ์ดจอแบบ multi-GPU installation (4+) ซึ่งแน่นอนว่าต้องการพลังงานที่มาเลี้ยงมากพอสำหรับในแต่การ์ดจอโดยตรงจากพาวเวอร์ซัพพลาย.

Premium risers จะมี PCIe slots ที่มีคุณภาพกว่า. ก่อนที่คุณจะซื้อ, ต้องมั่นใจว่าคุณกำลังใช้สายต่อไปยังทิศทางไหน. สำหรับ Lian-Li cables ทำขั้วต่อ 90 degree slots, Thermaltake risers ทำออกมาต่อแบบโดยตรงซึ่งจะมีช่องเสียบหรือ slot อยู่ตรงข้ามขั่วเสียบ.

แน่นอนว่าสาย PCIe risers ระดับพรีเมี่ยมก็มีทำออกมาหลากหลายเช่นเดียวกัน. แต่ที่แน่ๆต้องมีสายพลังงานและข้อมูลที่แยกออกจากกัน. อีกจุดหนึ่งที่น่าสนใจก็คือยิ่งใช้เยอะหรือมี cables risers ก็จะยิ่งเพิ่มความสะดวกแต่ก็เสี่ยงต่อความเสียหายเช่นกัน.

PCI-Express: สิ่งที่แตกต่างระหว่าง GT/s และ Gbps

ก่อนที่เราจะลงลึกกว่านี้เรามาทำความรู้จักระหว่าง GT/s และ Gbps. สำหรับ GT/s หรือรู้กันในชื่อเต็มว่า gigatranfers per second/เวลาความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูล ซึ่งจะไม่เหมือนกับ gigabits per second (Gbps). PCI Express นั้นเป็นบัสที่ทำงานแบบ Serial และสามารถเลือกใช้ความเร็วมากน้อยตามต้องการได้ โดยแบ่งออกเป็นช่องสัญญาณ (channel) หรือ lane ของ PCI ซึ่งจะมีความเร็วในการรับส่งข้อมูลแต่ละทิศทาง 250 MB/sec และรวมสองทาง (Full-Duplex) สูงถึง 500 MB/sec ซึ่งขั้นต่ำสุดเรียกว่า PCI Express x1 ถูกออกแบบให้มาแทนที่ PCI Bus แบบเดิม ประกอบด้วย 1 lane สล็อตก็จะสั้นหน่อย ส่วนขั้นถัดไปจะมีความเร็วเพิ่มขึ้นเป็น 2, 4, 8 และ 16 เท่าตามลำดับ ก็จะประกอบด้วย 2, 4, 8 และ 16 lane ที่รับส่งข้อมูลพร้อมกัน สล็อตก็จะยาวขึ้น (มีขั้วต่อมากขึ้น) เรียกว่าเป็น PCI Express x2, x4, x8 และสูงสุดคือ PCI Express x16 ที่เร็วถึง 8 GB/sec ซึ่งจะมาแทนที่สล็อตแบบ AGP 8x ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน นอกจากนี้ด้วยข้อจำกัดที่มีมานมนาน เมนบอร์ดส่วนใหญ่จะสามารถมีสล็อต AGP ได้เพียงสล็อตเดียวเท่านั้น แต่สำหรับมาตรฐานใหม่อย่าง PCI Express x16 ที่จะมาแทนที่สล็อต AGP แบบเดิมนั้นจะสามารถมีได้มากกว่า 1 ช่องบนเมนบอร์ดเดียวกัน

(อ้างอิงข้อมูลจากทาง teacher.en.rmutt.ac.th/ktw/04-710-409/…/PCI/pci%20express.ppt)

ประเภทของ PCI Express, lanes และ data rates

มาตรฐานของ Pci Express 3.0 ซึ่งจะให้ Bandwidth ในการรับส่งข้อมูลได้มากขึ้นเป็น 2 เท่าจาก Pci Express 2.0 ซึ่งในส่วนของความสามารถหรืออัตราแบนด์วิดท์สูงสุดของ Pci-e 2.0 นั้นจะอยุ่ที่ 5.0GT/s หรือ 4Gbps หรือถ้าคิดเป็นแบนด์วิทด์ทั้งหมดที่ความเร็ว x16 ก็จะเท่ากับ 16GB/s โดยประมาณ ส่วนมาตรฐาน Pci-e 3.0 นั้นจะมีบิทเรตที่ 8GT/s หรือ 8Gbps และมีแบนด์วิทด์ทั้งหมดสูงสุดที่ 32GB/s ซึ่งจากการรับส่งข้อมูลในระดับเท่าตัวตรงนี้ ก็จะหมายความว่าในทางทฤษฎีแล้วนั้น แม้การเชื่อมต่อขณะใช้งาน Multi-Card จะเหลือเพียง 8x + 8x แต่เมื่อมันเป็น Pci-e 3.0 ก็หมายความว่าอัตราข้อมูลที่รับส่งได้จะเทียบเท่าการเชื่อมต่อบน Pci-e 2.0 ในแบบ 16x + 16x”

(อ้างอิงข้อมูลจากทาง https://www.overclockzone.com/forums/showthread.php/1743107-%E0%B8%96%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B8%A3%E0%B8%B0%E0%B8%AB%E0%B8%A7%E0%B9%88%E0%B8%B2%E0%B8%87-PCI-E-3-0)

สำหรับ PCIe 3.0 มาตรฐานก็ค่อนข้างจะเก่าแล้ว. ตอนนี้มี PCIe 4.0 graphics cards, แต่ทาง PCI-SIG ก็ได้ประกาศและเปิดเผยสเป็คของ PCIe 5.0, ซึ่งกำลังรอให้ทุกฝ่ายนั้นยอมรับเงื่อนไขตัวใหม่นี้ก่อน แต่ก็คงอีกนานกว่าจะเห็นอุปกรณ์ที่จะมาพร้อมสเป็ค 5.0.

ทาง Lian-Li ก็มีทำออกมาในระดับพรีเมี่ยม. แต่ทำออกมาเพื่อใช้ในเคสของ Lian-Li โดยเฉพาะ, อนาคตจะทำออกมาเพื่อวางจำหน่ายทั่วไปเช่นกัน. 

สายเคเบิ้ลเหล่านี้ใช้วัสดุที่มีคุณภาพพร้อมด้วยช่องเสียบหรือ PCIe slots ทำมุม 90 องศา. Lian-Li risers จะมีทั้งหมด 10 เลนซ์หรือ 10 สายแยกอัสระเห็นได้ชัดเจน: 2x power cable, 8x data cables. ใช้งานเข้ามุมได้ง่าย.

ด้านล่างนี้จะแสดงให้เห็นรุ่นที่มีความยาว: 30 และ 38cm. มีราคาขายเท่ากันอยู่ที่: 65 USD.

ทางด้าน Thermaltake Premium Riser ก็มีทำออกมาเมื่อเร็วๆนี้เช่นกัน. มีทำออกมาหลายรุ่นที่มีความยาวไม่เท่ากัน. สำหรับเคส TT P3 หรือ P5 สายที่ต้องการน่าจะไม่เกิน 30 cm. และยังมีสายความยาวขนาด 60cm และ 100cm มาให้เลือกอีกด้วย.

สิ่งแรกที่เห็นและสะดุดตาก็คือตัวขั้วต่อนั้นแต้มสีมาเป็นสีน้ำเงิน. แต่ในโฆษณานั้นบอกว่าเป็นสีดำ.

สิ่งที่ประทับใจกว่าสายยี่ห้ออื่นก็คือ มันม้วนๆๆๆได้ถือว่าใช้วัสดุที่มีคุณภาพสูง.

ทาง Thermaltake ยังได้เปิดเผยประสิทธิภาพให้เห็นกันแบบเต็มๆในเว็ป. ตัวเลขที่เห็นนี้มันอาจจะดูเว่อร์ไปเล็กน้อย, สิ่งที่ควรรู้ก็คือสำหรับการ์ดจอที่มาพร้อม external power connectors/ช่องต่อเชื่อมด้านพลังงานด้านนอก จะมีลักษณะการทำงานแบบเดียวกันกับ PCIe powered cards.

ชาร์ตด้านล่างไม่เกี่ยวข้องในรีวิวนี้. แต่นำมาแสดงให้เห็นความแตกต่าง-ตัวเลขจากทางเราและจากทาง Thermaltake.

ภาพนี้แสดงให้เห็น riser ที่แถมมาให้ในคอมเคส. และที่สังเกตุมันชำรุดได้ง่าย แต่หากกล่าวถึงทางด้านราคามันมีราคาครึ่งหนึ่งหากเทียบกับสายระดับพรีเมี่ยม. ซึ่งหากคุณกำลังมองหาสายตัวนี้ ทางเราแนะนำให้ไประดับพรีเมี่ยมจะดีกว่า

มาถึงช่วงนี้-ทางเราเริ่มทำการทดสอบซึ่งกล่าวได้เลยว่าใช้เวลาและทดสอบหลายครั้งมาก. แต่ละผลลัพท์และคะแนนที่ได้มาเราทำการทดสอบถึงห้าครั้งด้วยกันกับ GPU. ทางเราใช้การ์ดจอทั้งหมดสองใบด้วยกัน: MSI GTX 1080 TI GAMING X และ MSI GTX 1050. สิ่งที่แตกต่างกันระหว่างการ์ดสองใบนี้ก็คือทางด้านพลังงาน. การ์ดตัวแรกมาพร้อมช่องต่อพลังงานด้านนอก/external power connectors, ส่วนอีกใบ-เลี้ยงไฟด้วย PCIe slot. การ์ดแต่ละใบถูกเซ็ตค่าทางด้านพลังงานและอุณภูมิไปที่จุดสูงที่สุด. การทำงานทั้งหมดเป็นแบบอัตโนมัติและเราเก็บข้อมูลจากบททดสอบทั้งสี่: 3DMark Fire Strike Performance, Extreme, Ultra และ Superposition และความละเอียด 1080p Extreme preset. สำหรับ GTX 1050 เรานำเอาบททดสอบ Sky Diver และ Superpositionwe มาแทนที่ FireStrike Ultra และเซ็ตไปที่ medium preset/ปานกลาง.

เพื่อให้ทุกอย่างและการ์ดแต่ละใบนั้นทำการเปรียบเทียบและอ่านให้เข้าใจง่าย เราคำนวณมันออกมาเป็นเปอร์เซนต์. และอะไรก็แล้วแต่ที่เกิน 1% ถือว่าไม่ดีหรือไม่เสถียร.

อย่างที่คุณเห็น, การ์ดที่เลี้ยงไฟด้วย PCIe slot เท่านั้นที่ไปไม่ไหวหรือไม่เสถียร.

ส่วนรูปนี้เป็นการแสดงให้เห็นว่าส่วนไหนของ riser จะร้อนที่สุดซึ่งแน่นอนเป็น power lane หรือเส้นพลังงาน. ส่วนอุณภูมิที่สูงที่สุดสำหรับสายที่มีราคาถูกที่สุดอยู่ที่ 37.5 degree C, ส่วนระดับพรีเมี่ยมอยู่ที่ 29.1 degree C.

การทดสอบ thermal tests หรือทางด้านอุณภูมิกระทำด้วยการ์ดจอ GTX 1050 กับ Furmark.

ด้านล่างเป็นชาร์ตที่แสดงคะแนนที่เฉลี่ยออกมาทั้งคู่ของ GTX 1080 Ti และ GTX 1080 tests. ค่าเฉลี่ยที่ได้-คำนวณด้วย PCIe variance, และนำทั้งสองค่ามาลบกันก็จะได้คะแนนหรือผลลัพท์.

สรุป

Premium risers/ระดับพรีเมี่ยม

ทั้ง Thermaltake และ Lian-Li cables ต่างก็มีคุณภาพที่สูง. ระหว่างการทดสอบเป็นชั่วโมงๆและกับการดึงเข้าดึงออก/reinstallations, ประสิทธิภาพของมันก็ไม่ตก สำหรับสายระดับพรีเมื่ยมนั้นมีความคงทนและสามารถอยู่กับคุณได้นานเป็นปีๆ. สายเคเบิ้ลเหล่านี้ใช้งานได้สะดวกและง่ายและเป็นทางเลือกที่เหมาะมากสำหรับคนที่ชอบ DIY หรือคอมเคสจากทาง Thermaltake และ Lian-LI ที่เจาะจงออกแบบมาเพื่อใช้สายเช่นนี้.

สรุปได้ว่า, เราเห็นเพียงแค่ 1% ประสิทธิภาพจะด้อยกว่าหากเทียบกับ PCIe slot.

ทางเราแนะนำ Thermaltake Premium และ Lian-Li Premium risers สำหรับด้านเกมส์มิ่ง.

Shielded Risers/แบบมีฉนวน

จะถูกกว่า (~30 USD) shielded risers หรือแบบมีฉนวนเป็นทางเลือกที่ดีนอกเหนือไปจากระดับ premium risers. สิ่งที่แตกต่างกันก็คือความคงทน. เหตุเพราะตัวสายนั้นค่อนข้างจะกรอบเสียได้ง่ายและไม่นำเหมาะกับระบบคอมที่โมอยู่ตลอดเวลา

Cheap Unshielded Risers/ถูกและไม่มีฉนวน

Cheap risers แบบถูกไม่แนะนำสำหรับ gamers. คะแนนที่ทำได้สูงสุดสำหรับรุ่นถูกอยู่ที่ 94% จากรุ่น x1 riser. ไม่ว่ามันจะมีการแยกเลนซ์มาให้ก็ตาม, ประสิทธิภาพที่จะได้มันไม่ใช่.

Unshielded PCIe extenders หรือไม่มีฉนวนนี้จะอ่อนแอทางด้านการป้องกันไฟฟ้าสถิตและอาจจะเสี่ยงทางด้านคลื่นรบกวน.

มันมีราคาที่น่าคบหา, แต่ว่าคุณจะยอมเสียประสิทธิภาพออกไปสัก 5-10% หรือไม่.

Daisy-chaining/ต่อสาย

เราลองเอาสายเคเบิ้ลสองเส้นมาต่อกัน. หากคุณใช้ยี่ห้อเดียวกันคุณอาจจะไม่เห็นความแตกต่างระหว่างสองเคเบิ้ล.

หากคุณนำเอา Thermaltake ต่อเข้ากับ Lian-Li เพื่อเพิ่มความยาว ประสิทะิภาพตกทันที อย่าลืมว่าสายที่ต่อรวมกันนั้นยาวถึง 128 cm.

Graphics cards พร้อมด้วยช่องต่อพลังงานด้านนอกเทียบกับ  PCIe slot

มีความแตกต่างมากหากเปรียบเทียบกับการเลี้ยงไฟด้วย PCIe และการ์ดจอที่มาพร้อมช่องต่อพลังงานด้านนอก (หมายถึงต้องใช้ risers). แน่นอนว่าหากคุณนำเอา 1080 Ti มาทดสอบจะเห็นความแตกต่างที่น้อยมาก.

แต่ว่าเรานำเอา GTX1050 มาทดสอบผลที่ได้มันกลับทำให้เรารู้ว่าเลนซ์สำหรับพลังงานและข้อมูลนั้นมีความสำคัญพอๆกัน.

หากว่าระบบคอมของคุณเป็นเพียงแค่ใช้ไปวันๆ อันนี้อาจจะไม่ต้องซีเรียสมาก แต่อยากให้รับรู้เอาไว้.

USB Riser

อันนี้แหละที่เหมาะกับชาวขุดเหมือง, และมันคงเป็นแค่ทางเลือกเดียว. สำหรับ USB cable จะให้ความสะดวกและง่ายต่อการใช้งานและติดตั้งการ์ดจอ. มันมีผลต่อทางด้านประสิทธิภาพที่ไม่ดี แต่อย่าลืมว่าคุณใช้มันแค่ขุดเหมืองเท่านั้น.

สำหรับช่องต่อพลังงานด้านนอกที่สามารถต่อเข้าโดยตรงกับพาวเวอร์ซัพลายนั้น จะขจัดปัญหาทางด้านพลังงานที่ไม่พอเพียงสำหรับ PCIe slot บนเมนบอร์ด

ที่มาเครดิต/Sources:

https://videocardz.com/review/pci-express-riser-extender-test/5