В наши дни PCI Express^{(PCI Express)} является популярной технологией, и многие задаются вопросом, что это такое, для чего оно предназначено и почему так много шума вокруг графических карт, твердотельных накопителей и материнских плат, поддерживающих PCI Express 4.0 . В этой статье мы ответим на эти вопросы. Мы также попытаемся пролить свет на то , что такое линии PCIe , какие существуют типы слотов PCIe и что нового в PCI Express 4.0 . Если вам интересно узнать больше, читайте дальше:

Что такое PCI Express и для чего он нужен?

PCI Express расшифровывается как Peripheral Component Interconnect Express и представляет собой стандартный интерфейс для подключения периферийного оборудования к материнской плате компьютера. Другими словами, PCI Express , или сокращенно PCIe , — это интерфейс, который соединяет внутренние карты расширения,^{(is an interface that connects internal expansion cards)} такие как видеокарты, звуковые карты, адаптеры Ethernet и Wi-Fi^{(graphics cards, sound cards, Ethernet and Wi-Fi adapters)} , с материнской платой. Кроме того^{(Furthermore)} , PCI Express также используется для подключения некоторых типов твердотельных накопителей^{(solid-state drives)} , которые обычно очень быстры.

Какие существуют типы и размеры слотов PCI Express и что означают линии ^{(PCI Express)}PCIe ?

Для соединения плат расширения^{(expansion card)} с материнской платой PCI Express использует физические слоты. Распространенными слотами PCI Express,^{(PCI Express slot)} которые мы видим на материнских платах, являются PCIe x1 , PCIe x4 , PCIe x8 и PCIe x16 . Число, стоящее после буквы «х», говорит нам о физических размерах слота PCI Express^{(PCI Express slot)} , которые, в свою очередь, определяются количеством контактов на нем. Чем выше число, тем длиннее слот PCIe^{(PCIe slot)} и тем больше контактов, соединяющих плату расширения^{(expansion card)} со слотом.

Кроме того, число «x» также говорит о том, сколько дорожек доступно в этом слоте расширения^{(expansion slot)} . Вот сравнение часто используемых слотов PCIe :

• PCIe x1: имеет 1 дорожку^{(1 lane)} , 18 контактов и длину 25 мм .
• PCIe x4: имеет 4 полосы^{(4 lanes)} , 32 контакта и длину 39 мм .
• PCIe x8: имеет 8 дорожек^{(8 lanes)} , 49 контактов и длину 56 мм .
• PCIe x16: имеет 16 дорожек^{(16 lanes)} , 82 контакта и длину 89 мм .

Линии PCI Express^{(PCI Express)} — это пути между набором микросхем материнской платы и слотами PCIe^{(motherboard chipset and PCIe slots)} или другими устройствами, которые являются частью материнской платы, такими как сокет процессора^{(processor socket)} , слоты M.2 SSD , сетевые адаптеры, контроллеры SATA или контроллеры USB .

В PCI Express каждая полоса индивидуальна, что означает, что она не может быть разделена между разными устройствами. Например, если ваша видеокарта подключена к слоту PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} , это означает, что она имеет 16 независимых линий, выделенных только для нее. Ни один другой компонент не может использовать эти дорожки, кроме видеокарты.

Вот идея, которая может помочь вам понять, что такое линии PCI Express^{(PCI Express)} : просто представьте, что PCI Express — это шоссе, а автомобили, которые едут по нему, — это передаваемые данные. Чем больше у вас полос на шоссе, тем больше автомобилей может по нему проехать; чем больше у вас линий PCIe , тем больше данных можно передать.

Карта PCI Express^{(PCI Express card)} может устанавливаться и работать в любом слоте PCIe,^{(PCIe slot)} доступном на материнской плате, при условии, что этот слот не меньше карты расширения^{(expansion card)} . Например, вы можете установить карту PCIe x1^{(PCIe x1 card)} в слот PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} . Однако вы не можете сделать обратное. Вы можете установить, например, звуковую карту PCIe x1 в ^{(PCIe x1)}слот PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} , но вы не можете установить графическую карту PCIe x16 в ^{(PCIe x16)}слот PCIe x1^{(PCIe x1 slot)} .

Какие существуют версии PCI Express и какие скорости передачи данных (пропускная способность) они поддерживают?

В настоящее время используются^{(use today)} четыре версии PCI Express : PCI Express 1.0 , PCI Express 2.0 , PCI Express 3.0 и PCI Express 4.0 . Каждая версия PCIe поддерживает примерно вдвое большую пропускную способность, чем предыдущая версия PCIe^{(Each PCIe version supports roughly double the bandwidth of the previous PCIe)} . Вот что предлагает каждый из них:

• PCI Express 1.0: имеет пропускную способность 250 MB/s per lane
• PCI Express 2.0: имеет пропускную способность 500 MB/s per lane
• PCI Express 3.0: имеет пропускную способность 984.6 MB/s per lane
• PCI Express 4.0: имеет пропускную способность 1969 MB/s per lane

Помните^(Remember) , что слоты PCIe^{(PCIe slot)} могут предлагать не одну, а несколько линий? Общие значения пропускной способности умножаются на количество линий, доступных в слоте PCIe^{(PCIe slot)} . Если вы хотите рассчитать, какая пропускная способность доступна для определенной карты расширения^{(expansion card)} , вам нужно умножить ее пропускную способность PCIe^{(PCIe bandwidth)} на линию на количество доступных для нее линий.

Например, графическая карта, поддерживающая PCI Express 4.0 и подключенная к слоту PCIe x16,^{(PCIe x16 slot)} имеет доступ к общей пропускной способности около 31,51 GB/s . Это результат умножения 1969 ^{(multiplying 1969)} MB/s на 16 ( пропускная способность PCIe на ^(PCIe)lane * 16 линий). Впечатляет, правда?

Вот как масштабируются версии PCI^{(PCI Express)} Express с учетом линий PCI Express :^{(PCI Express)}

В будущем появятся новые версии PCI Express , такие как PCI Express 5.0 и PCI Express 6.0 . Спецификация PCIe 5.0 была завершена летом 2019 года, предлагая пропускную способность до 3938 MB/s на линию и до 63 GB/s в конфигурации x16^{(x16 configuration)} . Тем не менее, мы, вероятно, не скоро увидим его на компьютерном оборудовании^{(computer hardware)} потребительского уровня .

Широко ли доступна последняя версия PCI Express 4.0 ?^{(PCI Express 4.0)}

На данный момент PCI Express 4.0 является самой быстрой спецификацией, доступной для домашних компьютеров. Однако PCI Express 4.0 поддерживается AMD только на своих последних материнских платах, основанных на чипсете X570 в паре с процессорами AMD Ryzen третьего поколения. ^{(PCI Express 4.0 is only supported by AMD on its latest motherboards that are based on the X570 chipset paired with AMD Ryzen processors from the third generation.)}Если у вас их нет, нет смысла покупать видеокарты или твердотельные накопители с поддержкой PCIe 4.0 .

Говоря об этом, хотя уже есть много твердотельных накопителей^(SSDs) , поддерживающих PCIe 4.0^{(support PCIe 4.0)} , единственные видеокарты, которые работают с PCIe 4.0 , — это AMD Radeon RX 5000^{(Radeon RX 5000s)} , такие как Radeon RX 5700 XT и Radeon RX^{(XT and Radeon RX)} 5700. Intel еще не предложила поддержку. для PCI Express 4.0 на любом своем оборудовании.

Как PCI Express 4.0 влияет на скорость вашей видеокарты?

Некоторые люди задают интересный вопрос: влияет ли более быстрая и новая спецификация PCI Express 4.0^{(PCI Express 4.0)} на скорость видеокарты? Быстрый ответ: нет^(no) , это не так, и вы не получаете больше кадров в секунду! Вот почему:

Когда вы играете в игру, видеокарта использует свою выделенную оперативную память^(RAM) ( GDDR ) для хранения текстур, используемых для рендеринга кадров на экране. Помимо тактовой частоты графического процессора^(GPU) , эта графическая память является наиболее важной вещью для того, сколько кадров вы получаете в секунду.

Графическая карта должна использовать интерфейс PCI Express,^{(PCI Express interface)} который соединяет ее с материнской платой, только когда ей необходимо обмениваться данными с процессором или загружать текстуры^{(processor or load textures)} из системной памяти^{(system memory)} ( ОЗУ^(RAM) компьютера ). Это не должно происходить часто, поскольку современные видеокарты имеют много собственной выделенной оперативной памяти^(RAM) . И, даже если/когда это произойдет, после того, как текстуры были перенесены по интерфейсу PCI Express^{(PCI Express interface)} из оперативной памяти^(RAM) системы и загружены в память видеокарты, они остаются там. Причина этого в том, что графическая память во много раз быстрее оперативной памяти^(RAM) системы .

Ни одной из доступных сегодня видеокарт не требуется полная пропускная способность, обеспечиваемая слотами PCI Express 4.0 x16 . Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим анализом влияния PCI Express 4.0^{(impact PCI Express 4.0)} на современные настольные компьютеры по сравнению с PCI Express 3.0 : PCI Express 4 и PCIe 3^{(vs PCIe 3)} : есть ли повышение производительности^{(performance improvement)} ?

Как насчет совместимости версий PCI Express ?

Все версии PCI Express совместимы друг с другом. Например, видеокарта PCI Express 4.0 работает, даже если вы подключаете ее к материнской плате, которая поддерживает только ^{(PCI Express 4.0)}PCI Express 3.0 или даже 2.0. Однако пропускная способность интерфейса PCI Express^{(PCI Express interface)} ограничена наименьшим фактором. Например, если вы подключаете твердотельный накопитель ^(SSD)PCI Express 4.0 к материнской плате, которая поддерживает только PCI Express 3.0 , этот твердотельный накопитель^(SSD) работает с PCIe 3.0 . Вместо того, чтобы иметь доступ к пропускной способности 7,88 GB/s , он может использовать только 3,94 GB/s , поэтому его максимальная теоретическая скорость уменьшается вдвое.

У вас есть другие вопросы относительно PCI Express ?

Теперь вы должны лучше понять, что такое PCI Express , и больше узнать о различных типах слотов, дорожек и версий PCIe . У вас есть другие вопросы, на которые мы могли бы ответить? Если да, или если у вас есть что добавить к этой статье, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже.

What is PCI Express? Do PCIe lanes, slots, and versions matter?

PCI Express is a popular technology these dаys, and many are asking what it is, what it dоes, and why thеre's so much fuss about graphics cards, solid-state drives, and motherboards that support PCI Express 4.0. In this article, we're goіng to answer these questions. We are also going to try to ѕhed some light on what PСIe lanes are, what types of PCІe slots are there, and what's nеw in PCI Express 4.0. If you're curious to learn more, read on:

What is PCI Express, and what does it stand for?

PCI Express stands for Peripheral Component Interconnect Express and represents a standard interface for connecting peripheral hardware to the motherboard on a computer. In other words, PCI Express, or PCIe abbreviated, is an interface that connects internal expansion cards such as graphics cards, sound cards, Ethernet and Wi-Fi adapters to the motherboard. Furthermore, PCI Express is also used to connect some types of solid-state drives that are usually very fast.

What types of PCI Express slots and sizes are there, and what to PCIe lanes mean?

To interconnect the expansion cards to the motherboard, PCI Express uses physical slots. The common PCI Express slots we see on motherboards are PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8, and PCIe x16. The number that comes after the "x" letter tell us the physical dimensions of the PCI Express slot, which, in its turn, is determined by the number of pins on it. The higher the number, the longer the PCIe slot and the more pins that interconnect the expansion card to the slot.

Furthermore, the "x" number also tells you how many lanes are available in that expansion slot. Here's how the commonly used PCIe slots compare:

• PCIe x1: has 1 lane, 18 pins, and 25 mm in length
• PCIe x4: has 4 lanes, 32 pins, and 39 mm in length
• PCIe x8: has 8 lanes, 49 pins, and 56 mm in length
• PCIe x16: has 16 lanes, 82 pins, and 89 mm in length

PCI Express lanes are paths between the motherboard chipset and PCIe slots or other devices that are part of the motherboard, such as the processor socket, M.2 SSD slots, network adapters, SATA controllers, or USB controllers.

In PCI Express, each lane is individual, meaning that it cannot be shared between different devices. For example, if your graphics card is connected to a PCIe x16 slot, it means that it has 16 independent lanes dedicated just to it. No other component can use those lanes except the graphics card.

Here's an idea that might make it easier for you to grasp what PCI Express lanes are: just imagine that PCI Express is a highway and the cars that drive on it are the data that's being transferred. The more lanes you have available on a highway, the more cars that can drive on it; the more PCIe lanes you have, the more data that can be transferred.

A PCI Express card can fit and work on any PCIe slot available on the motherboard, as long as that slot is not smaller than the expansion card. For example, you can fit a PCIe x1 card in a PCIe x16 slot. However, you can't do the opposite. You can mount, for instance, a PCIe x1 sound card in a PCIe x16 slot, but you cannot mount a PCIe x16 graphics card in a PCIe x1 slot.

What PCI Express versions are there, and what data transfer speeds (bandwidth) do they support?

There are four versions of PCI Express in use today: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0, and PCI Express 4.0. Each PCIe version supports roughly double the bandwidth of the previous PCIe. Here's what each of them offers:

• PCI Express 1.0: has a bandwidth of 250 MB/s per lane
• PCI Express 2.0: has a bandwidth of 500 MB/s per lane
• PCI Express 3.0: has a bandwidth of 984.6 MB/s per lane
• PCI Express 4.0: has a bandwidth of 1969 MB/s per lane

Remember that PCIe slots can offer not just one, but more lanes? The bandwidth values we shared are multiplied by the number of lanes available on a PCIe slot. If you want to calculate how much bandwidth is available for a certain expansion card, you have to multiply its PCIe bandwidth per lane with the number of lanes that are available for it.

For example, a graphics card that supports PCI Express 4.0 and is connected to a PCIe x16 slot has access to a total bandwidth of about 31.51 GB/s. That's the result of multiplying 1969 MB/s by 16 (PCIe bandwidth per lane * 16 lanes). Impressive, right?

Here's how PCI Express versions scale when you take PCI Express lanes into account:

In the future, there are new PCI Express versions coming, such as PCI Express 5.0 and PCI Express 6.0. The PCIe 5.0 specification has been finalized in the summer of 2019, offering a bandwidth of up to 3938 MB/s per lane and up to 63 GB/s in x16 configuration. However, we're likely not going to see it soon on consumer-grade computer hardware.

Is the latest PCI Express 4.0 widely available?

For now, PCI Express 4.0 is the fastest specification available for home computers. However, PCI Express 4.0 is only supported by AMD on its latest motherboards that are based on the X570 chipset paired with AMD Ryzen processors from the third generation. Unless you have these, there's no point in buying graphics cards or solid-state drives that support PCIe 4.0.

Speaking of which, although there are already many SSDs that support PCIe 4.0, the only graphics cards that do work on PCIe 4.0 are AMD's Radeon RX 5000s, such as Radeon RX 5700 XT and Radeon RX 5700. Intel has yet to offer support for PCI Express 4.0 on any of its hardware.

How does PCI Express 4.0 affect the speed of your graphics card?

Some people are asking an interesting question: Does the faster and newer PCI Express 4.0 specification positively affect the speed of the graphics card? The quick answer is no, it doesn't, and you do not get more frames per second! Here's why:

When you are playing a game, the graphics card uses its dedicated RAM (GDDR) to hold the textures used for rendering the frames on the screen. Besides the GPU clocks, that graphics memory is the most important thing for how many frames you get each second.

The graphics card only has to use the PCI Express interface that connects it to the motherboard when it needs to communicate with the processor or load textures from the system memory (the computer's RAM). That's not supposed to happen often, as modern graphics cards have a lot of dedicated RAM of their own. And, even if/when it happens, once the textures have been transferred via the PCI Express interface from the system RAM and have been loaded into the graphics card's memory, they stay there. The reason for that is that the graphics memory is many times faster than the system's RAM.

None of the graphics cards available today need the full bandwidth offered by the PCI Express 4.0 x16 slots. For further information, read our analysis about the impact PCI Express 4.0 has versus PCI Express 3.0 in today's desktop computers: PCI Express 4 vs PCIe 3: Is there a performance improvement?

What about PCI Express versions compatibility?

All PCI Express versions are compatible with one another. For example, a PCI Express 4.0 graphics card works even if you connect it to a motherboard that only supports PCI Express 3.0 or even 2.0. However, the bandwidth of the PCI Express interface is limited by the smallest factor. For example, if you connect a PCI Express 4.0 SSD to a motherboard that only supports PCI Express 3.0, that SSD works on PCIe 3.0. Instead of having access to a bandwidth of 7.88 GB/s, it can only use 3.94 GB/s, so its maximum theoretical speed is halved.

Do you have any other questions regarding PCI Express?

Now you should have a better idea of what PCI Express is, and understand more about the different types of PCIe slots, lanes, and versions. Do you have any other questions that we might answer? If you do, or if you have something to add to this article, do not hesitate to leave a comment below.

Related posts

• PCI Express 4 против PCIe 3: есть ли улучшение производительности?

• AMD Ryzen 5 5600X разогнанный 4,8 ГГц: стоит ли?

• Работает ли ReadyBoost? Улучшает ли это производительность для медленных ПК?

• Microsoft выпускает новый Surface Pro. 11 вещей, которые вам нужно знать!

• Сравнение Windows 11 и Windows 10 на процессорах Intel Core 12-го поколения

• Как включить Bluetooth в Windows 10: 5 способов

• Как включить и выключить экономию заряда батареи в Windows 10

• Продукты ASUS для удаленной работы и онлайн-обучения

• 7 способов настроить яркость экрана в Windows 10

• Простые вопросы: что такое USB (универсальная последовательная шина)?

• Где найти Windows 10 refresh rate? Как изменить это?

• Как ввести BIOS в Windows 10

• Fix problem: Drag and drop не работает в Windows

• Как персонализировать параметры автозапуска в Windows для всех носителей и устройств

• Как использовать Windows Mobility Center в Windows 10

• 5 способов выбросить внешнюю жесткую drive or USB из Windows 10

• Системные требования: Может ли мой компьютер запустить Windows 11?

• 3 способа узнать, какой процессор внутри вашего ПК, его скорость, температуру и т. д.

• Как настроить микрофон и динамики в Skype для Windows 10

• Как войти в UEFI/BIOS от Windows 11 (7 способов)