Co to jest PCI Express? Czy linie, gniazda i wersje PCIe mają znaczenie?

PCI Express jest obecnie popularną technologią i wielu pyta, co to jest, do czego służy i dlaczego jest tyle zamieszania związanego z kartami graficznymi, dyskami półprzewodnikowymi i płytami głównymi obsługującymi PCI Express 4.0. W tym artykule odpowiemy na te pytania. Spróbujemy również rzucić nieco światła na to, czym są linie PCIe, jakie są typy gniazd PCIe i co nowego w PCI Express 4.0. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, czytaj dalej:

Zawartość

1. Co to jest PCI Express i co to oznacza?
2. Jakie są typy i rozmiary gniazd PCI Express i co oznaczają linie PCIe?
3. Jakie są wersje PCI Express i jakie prędkości przesyłania danych (przepustowość) obsługują?
4. Czy najnowsza wersja PCI Express 4.0 jest powszechnie dostępna?
5. Jak PCI Express 4.0 wpływa na szybkość twojej karty graficznej?
6. A co z kompatybilnością wersji PCI Express?
7. Masz inne pytania dotyczące PCI Express?

Co to jest PCI Express i co to oznacza?

PCI Express to skrót od Peripheral Component Interconnect Express i reprezentuje standardowy interfejs do podłączania sprzętu peryferyjnego do płyty głównej komputera. Innymi słowy, PCI Express lub w skrócie PCIe to interfejs, który łączy wewnętrzne karty rozszerzeń, takie jak karty graficzne, karty dźwiękowe, karty Ethernet i Wi-Fi z płytą główną. Co więcej, PCI Express jest również używany do łączenia niektórych typów dysków półprzewodnikowych , które zwykle są bardzo szybkie.

Porty PCI Express na nowoczesnej płycie głównej

Jakie są typy i rozmiary gniazd PCI Express i co oznaczają linie PCIe?

Aby połączyć karty rozszerzeń z płytą główną, PCI Express wykorzystuje fizyczne gniazda. Typowe gniazda PCI Express, które widzimy na płytach głównych, to PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 i PCIe x16. Liczba następująca po literze „x” mówi nam o fizycznych wymiarach gniazda PCI Express, które z kolei jest określane przez liczbę styków na nim. Im wyższa liczba, tym dłuższe gniazdo PCIe i tym więcej styków łączących kartę rozszerzeń z gniazdem.

Co więcej, liczba „x” informuje również, ile linii jest dostępnych w tym gnieździe rozszerzeń. Oto porównanie powszechnie używanych gniazd PCIe:

• PCIe x1: ma 1 linię , 18 pinów i 25 mm długości
• PCIe x4: ma 4 linie , 32 piny i 39 mm długości
• PCIe x8: ma 8 linii , 49 pinów i 56 mm długości
• PCIe x16: ma 16 linii , 82 piny i 89 mm długości

Gniazda PCI Express, linie, piny i wymiary fizyczne

Pasy PCI Express to ścieżki między chipsetem płyty głównej a gniazdami PCIe lub innymi urządzeniami będącymi częścią płyty głównej, takimi jak gniazdo procesora, gniazda M.2 SSD, karty sieciowe, kontrolery SATA lub kontrolery USB.

Różne typy gniazd PCI Express

W PCI Express każda linia jest indywidualna, co oznacza, że ​​nie może być współużytkowana przez różne urządzenia. Na przykład, jeśli twoja karta graficzna jest podłączona do gniazda PCIe x16, oznacza to, że ma ona dedykowanych 16 niezależnych linii. Żaden inny komponent nie może korzystać z tych pasów poza kartą graficzną.

Oto pomysł, który może ułatwić zrozumienie, czym są linie PCI Express: wyobraź sobie, że PCI Express to autostrada, a samochody, które nią jeżdżą, to przesyłane dane. Im więcej masz dostępnych pasów na autostradzie, tym więcej samochodów może nią jeździć; im więcej masz ścieżek PCIe, tym więcej danych można przesłać.

PCI Express jest jak autostrada, a pasy PCIe to jej… pasy

Karta PCI Express może zmieścić się i działać na dowolnym gnieździe PCIe dostępnym na płycie głównej, o ile to gniazdo nie jest mniejsze niż karta rozszerzeń. Na przykład możesz zmieścić kartę PCIe x1 w gnieździe PCIe x16. Nie możesz jednak zrobić odwrotnie. Możesz na przykład zamontować kartę dźwiękową PCIe x1 w gnieździe PCIe x16, ale nie możesz zamontować karty graficznej PCIe x16 w gnieździe PCIe x1.

Karta PCIe x1 w gnieździe PCIe x16

Jakie są wersje PCI Express i jakie prędkości przesyłania danych (przepustowość) obsługują?

Obecnie w użyciu są cztery wersje PCI Express: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0 i PCI Express 4.0. Każda wersja PCIe obsługuje mniej więcej dwukrotnie większą przepustowość niż poprzednia PCIe . Oto, co każdy z nich oferuje:

• PCI Express 1.0: ma przepustowość 250 MB/s na linię
• PCI Express 2.0: ma przepustowość 500 MB/s na linię
• PCI Express 3.0: ma przepustowość 984,6 MB/s na linię
• PCI Express 4.0: ma przepustowość 1969 MB/s na linię

Pamiętasz, że gniazda PCIe mogą oferować nie tylko jedną, ale więcej linii? Współdzielone przez nas wartości przepustowości są mnożone przez liczbę linii dostępnych w gnieździe PCIe. Jeśli chcesz obliczyć, jaka przepustowość jest dostępna dla określonej karty rozszerzeń, musisz pomnożyć jej przepustowość PCIe na linię przez liczbę linii, które są dla niej dostępne.

Na przykład karta graficzna obsługująca PCI Express 4.0 i podłączona do gniazda PCIe x16 ma dostęp do całkowitej przepustowości około 31,51 GB/s. Jest to wynik pomnożenia 1969 MB/s przez 16 (przepustowość PCIe na linię * 16 linii). Imponujące, prawda?

Oto jak skalują się wersje PCI Express, gdy weźmiesz pod uwagę linie PCI Express:

Wersje i przepustowości PCI Express

W przyszłości pojawią się nowe wersje PCI Express, takie jak PCI Express 5.0 i PCI Express 6.0. Specyfikacja PCIe 5.0 została sfinalizowana latem 2019 roku, oferując przepustowość do 3938 MB/s na linię i do 63 GB/s w konfiguracji x16. Jednak prawdopodobnie nie zobaczymy tego wkrótce na sprzęcie komputerowym klasy konsumenckiej.

Czy najnowsza wersja PCI Express 4.0 jest powszechnie dostępna?

Na razie PCI Express 4.0 to najszybsza specyfikacja dostępna dla komputerów domowych. Jednak PCI Express 4.0 jest obsługiwany tylko przez AMD na najnowszych płytach głównych opartych na chipsecie X570 w połączeniu z procesorami AMD Ryzen trzeciej generacji. Jeśli ich nie masz, nie ma sensu kupować kart graficznych lub dysków półprzewodnikowych obsługujących PCIe 4.0.

Płyta główna wykorzystująca chipset AMD X570, który obsługuje PCI Express 4

Skoro już o tym mowa, chociaż istnieje już wiele dysków SSD obsługujących PCIe 4.0, jedynymi kartami graficznymi, które działają na PCIe 4.0, są Radeon RX 5000 firmy AMD, takie jak Radeon RX 5700 XT i Radeon RX 5700 . Intel nie oferuje jeszcze obsługi PCI Express 4.0 na żadnym ze swoich urządzeń.

AMD Radeon RX 5700 XT: karta graficzna obsługująca PCI Express 4.0

Jak PCI Express 4.0 wpływa na szybkość twojej karty graficznej?

Niektórzy zadają ciekawe pytanie: Czy szybsza i nowsza specyfikacja PCI Express 4.0 pozytywnie wpływa na szybkość karty graficznej? Szybka odpowiedź brzmi : nie , nie, i nie otrzymujesz więcej klatek na sekundę! Dlatego:

Kiedy grasz w grę, karta graficzna używa dedykowanej pamięci RAM (GDDR) do przechowywania tekstur używanych do renderowania ramek na ekranie. Oprócz zegarów GPU, pamięć graficzna jest najważniejsza dla liczby klatek na sekundę.

Karta graficzna musi jedynie korzystać z interfejsu PCI Express, który łączy ją z płytą główną, gdy potrzebuje komunikacji z procesorem lub załadowania tekstur z pamięci systemowej (pamięci RAM komputera). To nie powinno zdarzać się często, ponieważ nowoczesne karty graficzne mają wiele własnej dedykowanej pamięci RAM. I nawet jeśli/kiedy tak się stanie, kiedy tekstury zostaną przeniesione przez interfejs PCI Express z systemowej pamięci RAM i załadowane do pamięci karty graficznej, pozostają tam. Powodem tego jest to, że pamięć graficzna jest wielokrotnie szybsza niż pamięć RAM systemu.

ASRock AMD Radeon RX 5700 XT Taichi X 8G OC+ korzysta z PCIe 4.0

Żadna z dostępnych obecnie kart graficznych nie potrzebuje pełnej przepustowości oferowanej przez gniazda PCI Express 4.0 x16. Aby uzyskać więcej informacji, przeczytaj naszą analizę dotyczącą wpływu PCI Express 4.0 na PCI Express 3.0 w dzisiejszych komputerach stacjonarnych: PCI Express 4 vs PCIe 3: Czy nastąpiła poprawa wydajności?

A co z kompatybilnością wersji PCI Express?

Wszystkie wersje PCI Express są ze sobą kompatybilne. Na przykład karta graficzna PCI Express 4.0 działa nawet po podłączeniu jej do płyty głównej, która obsługuje tylko PCI Express 3.0 lub nawet 2.0. Jednak przepustowość interfejsu PCI Express jest ograniczona przez najmniejszy współczynnik. Na przykład, jeśli podłączysz dysk SSD PCI Express 4.0 do płyty głównej, która obsługuje tylko PCI Express 3.0, ten dysk SSD będzie działał na PCIe 3.0. Zamiast mieć dostęp do przepustowości 7,88 GB/s, może używać tylko 3,94 GB/s, więc jego maksymalna teoretyczna prędkość jest zmniejszona o połowę.

Masz inne pytania dotyczące PCI Express?

Teraz powinieneś mieć lepsze pojęcie o tym, czym jest PCI Express, i dowiedzieć się więcej o różnych typach gniazd, linii i wersji PCIe. Masz inne pytania, na które możemy odpowiedzieć? Jeśli tak, lub jeśli masz coś do dodania do tego artykułu, nie wahaj się zostawić komentarza poniżej.