Ce este PCI Express? Contează lane-urile, sloturile și versiunile de PCIe?

PCI Express este o tehnologie populară și unii utilizatori se întreabă ce este, ce face și de ce se face atâta tam-tam legat de plăcile video, SSD-urile și plăcile de bază care suportă PCI Express 4.0. În acest articol, răspundem la aceste întrebări. De asemenea, explicăm ce sunt lane-urile PCIe, ce tipuri de sloturi PCIe există și ce aduce nou PCI Express 4.0. Dacă ești curios și vrei să afli mai multe, citește acest articol:

Ce este PCI Express și ce înseamnă?

PCI Express vine de la Peripheral Component Interconnect Express (Interconexiune Express Componente Periferice) și reprezintă o interfață standard pentru conectarea de componente hardware periferice la placa de bază a unui calculator. Cu alte cuvinte, PCI Express, sau PCIe în varianta abreviată, este o interfață care conectează plăcile interne precum plăcile video, plăcile de sunet, plăcile de rețea și adaptoarele Wi-Fi la placa de bază. În plus, PCI Express este folosit și pentru a conecta unele tipuri de SSD-uri care sunt de obicei foarte rapide.

Porturile PCI Express de pe o placă de bază modernă

Ce tipuri de sloturi și dimensiuni de PCI Express există și ce înseamnă lane-urile PCIe?

Pentru a interconecta plăcile suplimentare la placa de bază, PCI Express folosește sloturi fizice. Cele mai comune sloturi fizice PCI Express pe care le vedem pe plăcile de bază sunt PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 și PCIe x16. Numărul care vine după litera “x” ne spune dimensiunile fizice ale slotului PCI Express, aceste dimensiuni fiind determinate de numărul de pini de pe slot. Cu cât este mai mare numărul, cu atât este mai lung slotul PCIe și numărul de pini care interconectează placa la slot.

Mai mult, numărul “x” ne spune și câte lane-uri (benzi) sunt disponibile în acel slot de expansiune. Iată cum se compară tipurile comune de sloturi PCIe:

  • PCIe x1: are 1 lane, 18 pini și o lungime de 25 mm
  • PCIe x4: are 4 lane-uri, 32 pini și o lungime de 39 mm
  • PCIe x8: are 8 lane-uri, 49 pini și o lungime de 56 mm
  • PCIe x16: are 16 lane-uri, 82 pini și o lungime de 89 mm
Sloturi, lane-uri, pini și dimensiuni fizice PCI Express

Lane-urile PCI Express sunt căi, sau drumuri dacă preferi, între chipset-ul plăcii de bază și sloturile PCIe sau alte dispozitive ce fac parte din placa de bază, precum socket-ul procesorului, sloturile de SSD-uri M.2, adaptoare de rețea, controlere SATA sau USB.

Diferite tipuri de sloturi PCI Express

În PCI Express, fiecare lane este individual, adică nu poate fi împărțit între mai multe dispozitive diferite. De exemplu, dacă placa ta video este conectată la un slot PCIe x16, înseamnă că ea are 16 lane-uri dedicate doar ei. Nicio altă componentă nu poate folosi acele lane-uri, cu excepția plăcii video.

Iată o idee care s-ar putea să îți facă mai ușor de înțeles ce înseamnă lane-urile PCI Express: imaginează-ți că PCI Express este o autostradă și că mașinile care merg pe ea sunt date ce sunt transferate. Cu cât sunt mai multe benzi de circulație disponibile pe autostradă, cu atât au loc mai multe mașini care să meargă pe ea; cu cât ai mai multe lane-uri PCIe, cu atât mai multe date pot fi transferate.

PCI Express este ca o autostradă, iar lane-urile PCIe sunt benzile sale

O placă PCI Express poate fi montată și poate funcționa pe orice slot PCIe disponibil pe placa de bază, atâta timp cât acel slot nu este mai mic decât placa respectivă. De exemplu, poți monta o placă PCIe x1 într-un slot PCI x16. Totuși, nu poți face opusul. Poți monta, de exemplu, o placă de sunet PCIe x1 într-un slot PCIe x16, dar nu poți monta o placă video PCIe x16 într-un slot PCIe x1.

O placă PCIe x1 într-un slot PCIe x16

Ce versiuni de PCI Express există și ce viteze de transfer al datelor (lățime de bandă) suportă?

Există patru versiuni de PCI Express în uz, în prezent: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0 și PCI Express 4.0. Fiecare versiune de PCIe suportă o lățime de bandă aproximativ dublă față de versiunea PCIe anterioară. Iată ce oferă fiecare din ele:

  • PCI Express 1.0: are o lățime de bandă de 250 MB/s per lane
  • PCI Express 2.0: are o lățime de bandă de 500 MB/s per lane
  • PCI Express 3.0: are o lățime de bandă de 984,6 MB/s per lane
  • PCI Express 4.0: are o lățime de bandă de 1969 MB/s per lane

Îți amintești că sloturile PCIe pot oferi nu doar un lane, ci mai multe? Valorile lățimii de bandă pe care le-am prezentat sunt multiplicate de numărul de lane-uri disponibile pe un slot PCIe. Dacă vrei să calculezi câtă lățime de bandă este disponibilă pentru o anumită placă, trebuie să înmulțești lățimea ei de bandă PCIe per lane cu numărul de lane-uri disponibile pentru ea.

De exemplu, o placă video care suportă PCI 4.0 și este conectată la un slot PCIe x16 are acces la o lățime de bandă totală de aproximativ 31,51 GB/s. Aceasta este rezultatul înmulțirii a 1969 MB/s cu 16 (lățimea de bandă PCIe per lane * 16 lane-uri). Impresionant, nu-i așa?

Iată cum arată scala versiunilor de PCI Express atunci când iei în considerare și lane-urile PCI Express:

Versiuni de PCI Express și lățimi de bandă

În viitor, urmează noi versiuni de PCI Express, precum PCI Express 5.0 și PCI Express 6.0. Specificația PCIe 5.0 a fost finalizată în vara lui 2019, oferind o lățime de bandă de până la 3938 MB/s per lane și până la 63 GB/s în configurație x16. Totuși, probabil că nu o vom vedea prea curând în hardware-ul pentru consumatori.

Este disponibilă publicului larg ultima versiune de PCI Express 4.0?

Pentru moment, PCI Express 4.0 este cea mai rapidă specificație disponibilă pentru calculatoarele de acasă. Însă, PCI Express 4.0 este suportată doar de către AMD pe ultimele lor plăci de bază bazate pe chipset-ul X570, împreună cu procesoare AMD Ryzen din a treia generație. Cu excepția cazului în care ai aceste lucruri, nu ai motive să cumperi plăci video sau SSD-uri care să suporte PCIe 4.0.

O placă de bază care folosește chipset-ul AMD X570, ce suportă PCI Express 4

Deși sunt deja multe SSD-uri pe piață care să suporte PCIe 4.0, singurele plăci video care merg pe PCIe 4.0 sunt cele din seriile AMD Radeon RX 5000, precum Radeon RX 5700 XT și Radeon RX 5700. Intel încă nu oferă suport pentru PCI Express 4.0 pe niciuna dintre componentele hardware produse de ei.

AMD Radeon RX 5700 XT: o placă video care suportă PCI Express 4.0

Cum afectează PCI Express 4.0 viteza plăcii tale video?

Sunt oameni care întreabă ceva interesant: Specificația PCI Express 4.0, care este mai rapidă și mai nouă, afectează pozitiv viteza plăcii video? Răspunsul rapid este nu, nu o face și nu îți oferă mai multe cadre pe secundă! Iată de ce:

Atunci când te joci un joc, placa video folosește memoria ei dedicată (GDDR) pentru a păstra texturile folosite la redarea cadrelor pe ecran. Pe lângă frecvențele GPU, acea memorie grafică este cel mai important lucru pentru cât de multe cadre ai pe secundă.

Placa video trebuie să folosească interfața PCI Express care o conectează la placa de bază doar atunci când trebuie să comunice cu procesorul sau să încarce texturi din memoria sistemului (RAM-ul calculatorului). Acest lucru nu ar trebui să aibă loc des, deoarece plăcile video moderne au multă memorie RAM proprie dedicată. Și, chiar dacă/când se întâmplă acest lucru, după ce texturile au fost transferate prin interfața PCI Express din memoria RAM a sistemului și au fost încărcate în memoria plăcii video, ele rămân acolo. Motivul pentru acest lucru este că memoria grafică este de multe ori mai rapidă decât memoria RAM a sistemului.

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

Niciuna dintre plăcile video disponibile pe piață în prezent nu are nevoie de întreaga lățime de bandă oferită de sloturile PCI Express 4.0 x16. Pentru mai multe informații, citește analiza noastră despre impactul pe care îl are PCI Express 4.0 versus PCI Express 3.0 în calculatoarele desktop din prezent: PCI Express 4 vs PCIe 3: Există îmbunătățiri de performanță?.

Compatibilitatea între versiunile PCI Express

Toate versiunile de PCI Express sunt compatibile între ele. De exemplu, o placă video PCI Express 4.0 funcționează chiar dacă o conectezi la o placă de bază care suportă doar PCI Express 3.0 sau chiar 2.0. Totuși, lățimea de bandă a interfeței PCI Express este limitată de cel mai mic factor. De exemplu, dacă conectezi un SSD PCI Express 4.0 la o placă de bază care suportă doar PCI Express 3.0, acel SSD funcționează pe PCIe 3.0. În loc să aibă acces la o lățime de bandă de 7,88 GB/s, el poate folosi doar 3,94 GB/s, așa că viteza sa maximă teoretică este înjumătățită.

Ai și alte întrebări legate de PCI Express?

Acum ar trebui să ai o idee mai bună despre ce este PCI Express și să știi mai multe lucruri despre diferitele tipuri de sloturi, lane-uri și versiuni de PCIe. Ai și alte întrebări la care am putea să îți răspundem? Dacă da, sau dacă ai ceva de adăugat la acest articol, nu ezita să lași un comentariu mai jos.