Wat is PCI Express? Zijn PCIe-lanes, slots en versies van belang?

PCI Express is tegenwoordig een populaire technologie en velen vragen zich af wat het is, wat het doet en waarom er zoveel ophef is over grafische kaarten, solid-state schijven en moederborden die PCI Express 4.0 ondersteunen. In dit artikel gaan we deze vragen beantwoorden. We gaan ook proberen enig licht te werpen op wat PCIe-lanes zijn, welke soorten PCIe-slots er zijn en wat er nieuw is in PCI Express 4.0. Als je nieuwsgierig bent naar meer, lees dan verder:

Inhoud

1. Wat is PCI Express en waar staat het voor?
2. Welke soorten PCI Express-slots en -groottes zijn er en wat betekenen PCIe-lanes?
3. Welke PCI Express-versies zijn er en welke gegevensoverdrachtsnelheden (bandbreedte) ondersteunen ze?
4. Is de nieuwste PCI Express 4.0 overal verkrijgbaar?
5. Welke invloed heeft PCI Express 4.0 op de snelheid van uw grafische kaart?
6. Hoe zit het met de compatibiliteit van PCI Express-versies?
7. Heeft u nog andere vragen over PCI Express?

Wat is PCI Express en waar staat het voor?

PCI Express staat voor Peripheral Component Interconnect Express en vertegenwoordigt een standaardinterface voor het aansluiten van randapparatuur op het moederbord van een computer. Met andere woorden, PCI Express, of afgekort PCIe, is een interface die interne uitbreidingskaarten zoals grafische kaarten, geluidskaarten, Ethernet en Wi-Fi-adapters op het moederbord aansluit. Verder wordt PCI Express ook gebruikt om sommige typen solid-state schijven aan te sluiten die meestal erg snel zijn.

De PCI Express-poorten op een modern moederbord

Welke soorten PCI Express-slots en -groottes zijn er en wat betekenen PCIe-lanes?

Om de uitbreidingskaarten met het moederbord te verbinden, gebruikt PCI Express fysieke slots. De gebruikelijke PCI Express-slots die we op moederborden zien, zijn PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8 en PCIe x16. Het getal dat na de letter "x" komt, vertelt ons de fysieke afmetingen van het PCI Express-slot, dat op zijn beurt wordt bepaald door het aantal pinnen erop. Hoe hoger het getal, hoe langer de PCIe-sleuf en hoe meer pinnen de uitbreidingskaart met de sleuf verbinden.

Verder geeft het "x"-nummer ook aan hoeveel banen er beschikbaar zijn in dat uitbreidingsslot. Hier is hoe de veelgebruikte PCIe-slots zich verhouden:

• PCIe x1: heeft 1 rijstrook , 18 pinnen en een lengte van 25 mm
• PCIe x4: heeft 4 banen , 32 pinnen en een lengte van 39 mm
• PCIe x8: heeft 8 banen , 49 pinnen en een lengte van 56 mm
• PCIe x16: heeft 16 banen , 82 pinnen en een lengte van 89 mm

PCI Express-slots, rijstroken, pinnen en fysieke afmetingen

PCI Express-lanes zijn paden tussen de moederbordchipset en PCIe-slots of andere apparaten die deel uitmaken van het moederbord, zoals de processorsocket, M.2 SSD-slots, netwerkadapters, SATA-controllers of USB-controllers.

Verschillende soorten PCI Express-slots

In PCI Express is elke rij individueel, wat betekent dat deze niet kan worden gedeeld tussen verschillende apparaten. Als uw grafische kaart bijvoorbeeld is aangesloten op een PCIe x16-slot, betekent dit dat deze 16 onafhankelijke rijstroken heeft. Geen enkel ander onderdeel kan die rijstroken gebruiken, behalve de grafische kaart.

Hier is een idee dat het u misschien gemakkelijker maakt om te begrijpen wat PCI Express-rijstroken zijn: stel u voor dat PCI Express een snelweg is en dat de auto's die erop rijden de gegevens zijn die worden overgedragen. Hoe meer rijstroken je beschikbaar hebt op een snelweg, hoe meer auto's erop kunnen rijden; hoe meer PCIe-lanes u heeft, hoe meer gegevens kunnen worden overgedragen.

PCI Express is als een snelweg, en PCIe-rijstroken zijn de … rijstroken

Een PCI Express-kaart past in en werkt in elk PCIe-slot dat beschikbaar is op het moederbord, zolang dat slot niet kleiner is dan de uitbreidingskaart. U kunt bijvoorbeeld een PCIe x1-kaart in een PCIe x16-slot plaatsen. Je kunt echter niet het tegenovergestelde doen. U kunt bijvoorbeeld een PCIe x1-geluidskaart in een PCIe x16-slot monteren, maar u kunt geen PCIe x16 grafische kaart in een PCIe x1-slot monteren.

Een PCIe x1-kaart in een PCIe x16-slot

Welke PCI Express-versies zijn er en welke gegevensoverdrachtsnelheden (bandbreedte) ondersteunen ze?

Er zijn momenteel vier versies van PCI Express in gebruik: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0 en PCI Express 4.0. Elke PCIe-versie ondersteunt ongeveer het dubbele van de bandbreedte van de vorige PCIe . Dit is wat elk van hen te bieden heeft:

• PCI Express 1.0: heeft een bandbreedte van 250 MB/s per rijstrook
• PCI Express 2.0: heeft een bandbreedte van 500 MB/s per rijstrook
• PCI Express 3.0: heeft een bandbreedte van 984,6 MB/s per rijstrook
• PCI Express 4.0: heeft een bandbreedte van 1969 MB/s per rijstrook

Weet u nog dat PCIe-slots niet slechts één, maar meer rijstroken kunnen bieden? De bandbreedtewaarden die we deelden, worden vermenigvuldigd met het aantal beschikbare rijstroken op een PCIe-slot. Als je wilt berekenen hoeveel bandbreedte er beschikbaar is voor een bepaalde uitbreidingskaart, moet je de PCIe-bandbreedte per baan vermenigvuldigen met het aantal banen dat ervoor beschikbaar is.

Een grafische kaart die PCI Express 4.0 ondersteunt en is aangesloten op een PCIe x16-slot heeft bijvoorbeeld toegang tot een totale bandbreedte van ongeveer 31,51 GB/s. Dat is het resultaat van het vermenigvuldigen van 1969 MB/s met 16 (PCIe-bandbreedte per rijstrook * 16 rijstroken). Indrukwekkend, toch?

Hier ziet u hoe PCI Express-versies worden geschaald als u rekening houdt met PCI Express-lanes:

PCI Express-versies en bandbreedtes

In de toekomst komen er nieuwe PCI Express-versies, zoals PCI Express 5.0 en PCI Express 6.0. De PCIe 5.0-specificatie is in de zomer van 2019 afgerond en biedt een bandbreedte tot 3938 MB/s per lane en tot 63 GB/s in x16-configuratie. We zullen het echter waarschijnlijk niet snel zien op computerhardware van consumentenkwaliteit.

Is de nieuwste PCI Express 4.0 overal verkrijgbaar?

Voorlopig is PCI Express 4.0 de snelste specificatie die beschikbaar is voor thuiscomputers. PCI Express 4.0 wordt echter alleen ondersteund door AMD op zijn nieuwste moederborden die zijn gebaseerd op de X570-chipset in combinatie met AMD Ryzen-processors van de derde generatie. Tenzij je deze hebt, heeft het geen zin om grafische kaarten of solid-state schijven te kopen die PCIe 4.0 ondersteunen.

Een moederbord dat AMD's X570-chipset gebruikt, die PCI Express 4 . ondersteunt

Daarover gesproken, hoewel er al veel SSD's zijn die PCIe 4.0 ondersteunen, zijn de enige grafische kaarten die wel werken op PCIe 4.0 AMD's Radeon RX 5000's, zoals Radeon RX 5700 XT en Radeon RX 5700 . Intel heeft nog geen ondersteuning voor PCI Express 4.0 op al zijn hardware.

AMD Radeon RX 5700 XT: een grafische kaart die PCI Express 4.0 . ondersteunt

Welke invloed heeft PCI Express 4.0 op de snelheid van uw grafische kaart?

Sommige mensen stellen een interessante vraag: heeft de snellere en nieuwere PCI Express 4.0-specificatie een positieve invloed op de snelheid van de grafische kaart? Het snelle antwoord is nee , dat doet het niet, en je krijgt niet meer frames per seconde! Dit is waarom:

Wanneer u een game speelt, gebruikt de grafische kaart zijn speciale RAM (GDDR) om de texturen vast te houden die worden gebruikt voor het weergeven van de frames op het scherm. Naast de GPU-klokken is dat grafische geheugen het belangrijkste voor het aantal frames dat je per seconde krijgt.

De grafische kaart hoeft alleen de PCI Express-interface te gebruiken die hem op het moederbord aansluit wanneer hij moet communiceren met de processor of texturen moet laden uit het systeemgeheugen (het RAM-geheugen van de computer). Dat zou niet vaak moeten gebeuren, aangezien moderne grafische kaarten veel eigen RAM hebben. En zelfs als/wanneer het gebeurt, blijven de texturen, nadat ze via de PCI Express-interface uit het systeem-RAM zijn overgebracht en in het geheugen van de grafische kaart zijn geladen, daar staan. De reden daarvoor is dat het grafische geheugen vele malen sneller is dan het RAM-geheugen van het systeem.

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

Geen van de momenteel beschikbare grafische kaarten heeft de volledige bandbreedte nodig die wordt geboden door de PCI Express 4.0 x16-slots. Lees voor meer informatie onze analyse over de impact die PCI Express 4.0 heeft op PCI Express 3.0 in de huidige desktopcomputers: PCI Express 4 versus PCIe 3: Is er een prestatieverbetering?

Hoe zit het met de compatibiliteit van PCI Express-versies?

Alle PCI Express-versies zijn compatibel met elkaar. Een PCI Express 4.0 grafische kaart werkt bijvoorbeeld zelfs als u deze aansluit op een moederbord dat alleen PCI Express 3.0 of zelfs 2.0 ondersteunt. De bandbreedte van de PCI Express-interface wordt echter door de kleinste factor beperkt. Sluit je bijvoorbeeld een PCI Express 4.0 SSD aan op een moederbord dat alleen PCI Express 3.0 ondersteunt, dan werkt die SSD op PCIe 3.0. In plaats van toegang te hebben tot een bandbreedte van 7,88 GB/s, kan hij slechts 3,94 GB/s gebruiken, waardoor zijn maximale theoretische snelheid wordt gehalveerd.

Heeft u nog andere vragen over PCI Express?

Nu zou u een beter idee moeten hebben van wat PCI Express is en meer weten over de verschillende soorten PCIe-slots, rijstroken en versies. Heeft u nog andere vragen die wij kunnen beantwoorden? Als je dat doet, of als je iets toe te voegen hebt aan dit artikel, aarzel dan niet om hieronder een reactie achter te laten.