PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express) – połączenie umożliwiające szybki przesył danych oraz rozszerzanie funkcjonalności komputera poprzez podłączanie do niego kart rozszerzeń. Jest dostępne na praktycznie każdej nowoczesnej płycie głównej PC. Jest następcą magistral PCI oraz AGP. Występuje kilka wariantów możliwego podłączenia oraz 5 różnych generacji (wersji).
Połączenie PCIe pod względem przepustowości nie ma sobie równych. Jest obecnie najszybszym stosowanym w komputerach PC domowego użytku (i nie tylko) złączem o takiej prędkości transferu.
Spis treści:
- Warianty i wersje złącza PCIe
- Tabela porównująca wszystkie wersje PCI Express
- Co to jest transmisja szeregowa/równoległa i jaki ma związek z PCI?
- PCIe VS SATA – porównanie możliwości.
- Jakie urządzenia obsługuje PCIe? Czyli o możliwościach.
- Dyski podłączane do PCI-e.
Odmiany i warianty połączenia PCI-E
Rodzaje połączeń PCI Express:
- PCIe x1 – Jednoliniowe – 18 pinów z każdej strony
- PCIe x2 – Dwuliniowe – projekt – połączenie nie zostało wydane.
- PCIe x4 – czteroliniowe – 32 piny z każdej strony
- PCIe x8 – ośmiolinowe – 49 pinów z każdej strony
- PCie x16 – szesnastoliniowe (najszybsze dostępne) – aż 82 piniów z każdej strony.
- PCie x32 – trzydziestodwupinowe (niedostępne komercyjnie, oznaczone jako możliwe w specyfikacji PCI Express). To złącze wyprzedza czasy w takim stopniu, że nie ma urządzeń, które potrzebowałyby takich przesyłów.
Dowolne mniejsze połączenie PCI-e pasuje do każdego większego złącza np. złącze PCIe x4 zadziała podłączone do PCIe x16. Dzieje się tak, ponieważ układ pinów pozostaje cały czas taki sam mimo dokładania nowych z każdą kolejną linią.
Gdyby nastąpiła potrzeba podpięcia karty ze złączem PCIe x16 do mniejszego gniazda PCI Express x4, wówczas należy zastosować odpowiednią przejściówkę. Urządzenia podpięte w ten sposób będą działały w trybie x4, a nie x16.
Specjalistyczne odmiany złącza:
- MiniPCI Express służy do podłączania małych kart rozszerzeń, typu karty sieciowe, dostępne przede wszystkim w laptopach i notebookach gdzie liczą się wymiary komponentów. Jest stosowane przez producentów urządzeń w celu korzystania z gotowych rozwiązań producentów zewnętrznych np. gotowego modułu WIFI na płytce PCB od Intela w laptopie Acera. Ułatwia możliwość naprawy komponentów poprzez wymianę całej karty modułowej – taka naprawa nie byłaby możliwa w przypadku modułów zintegrowanych w płytę główną.
- ExpressCard – standard współpracujący z PCIe, odmiana złącza stosowanego w notebookach.
- AdvancedTCA – magistrala stosowana jako połączenia w komputerach przemysłowych będąca następcą CompactPCI.
Wersje PCI Express:
- PCIe 1.0
- PCIe 2.0
- PCIe 3.0 (aktualnie najbardziej popularne)
- PCIe 4.0 (najnowsze płyty główne posiadają to połączenie)
- PCIe 5.0
- PCIe 6.0 (zaplanowane ~ wstępny rok wydania 2021)
Każda wersja PCI-e jest kompatybilna wstecznie.
Tabela wydajności wszystkich wersji PCI Express z uwzględnieniem linii połączeń.
| WERSJA PCI-E | ROK WYDANIA | KODOWANIE | SZYBKOŚĆ TRANSMISJI | x1 | x2 | x4 | x8 | x16 |
| 1.0 | 2003 | 8b/10b | 2.5 GT/s | 0.25 GB/s | 0.5 GB/s | 1 GB/s | 2 GB/s | 4 GB/s |
| 2.0 | 2007 | 8b/10b | 5 GT/s | 0.5 GB/s | 1 GB/s | 2 GB/s | 4 GB/s | 8 GB/s |
| 3.0 | 2010 | 128b/130b | 8 GT/s | 0.985 GB/s | 1.969 GB/s | 3.938 GB/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s |
| 4.0 | 2017 | 128b/130b | 16 GT/s | 1.969 GB/s | 3.938 GB/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s | 31.508 GB/s |
| 5.0 | 2019 | 128b/130b | 32 GT/s | 3.938 GB/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s | 31.508 GB/s | 63.015 GB/s |
| 6.0 (zaplanowane) | 2021 (szacowany) | 128b/130b; PAM-4, ECC | 64 GT/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s | 31.508 GB/s | 63.015 GB/s | 126.03 GB/s |
Kodowanie 8b/10b oznacza, że na każde 8 przekazanych bitów trzeba wysłać 10bitów. Analogicznie 128b/130b oznacza, że na każde 128 bitów trzeba przesłać 130bitów informacji.
Transmisja równoległa – szeregowa.
Transmisja szeregowa charakteryzuje się jednoczesnym przesyłaniem danych za pomocą wielu połączeń (pinów). Unika tym samym kolejkowania przesyłu.
Główną zaletą takiej transmisji są niemałe prędkości przesyłowe. PCI Express korzysta z transmisji równoległej i jest aktualnie najszybszą formą przesyłania danych w komputerach PC. Dodatkowo za tą transmisją przemawia fakt, że wyprzedza swoje czasy, oferując tak wielkie przesyły, które nie są w stanie wykorzystać aktualne karty rozszerzeń.
Najszybsza karta graficzna dostępna na rynku korzysta z PCIe w wersji 4.0 (a wersja 5 już istnieje), ponieważ nie jest w stanie wykorzystać w pełni możliwości wersji czwartej.
Minusem takiej transmisji są trudność w poprowadzeniu ścieżek połączeń, konieczność ich obsługi oraz wymagana stosunkowo duża przestrzeń. Długość gniazda PCIe x16 to prawie 9 centymetrów, co w przypadku powszechnego dążenia do miniaturyzacji urządzeń jest bardzo problematyczne. Zaletą komputerów PC jest duża przestrzeń, dlatego właśnie PCIe jest tak powszechne na płytach głównych.
PCI Express vs Serial ATA (SATA)
Najszybsze dyski na świecie korzystają z połączenia PCIe, ponieważ SATA w ich przypadku już nie wystarcza. Szukając najwydajniejszego dysku, zacznij szukać w sekcji dyski PCI Express.
PCIe jest znacznie wydajniejsze od SATY, ponieważ wykorzystuje rozległe magistrale szeregowe. SATA posiada tylko 7 pinów a PCI-E posiada ich aż do 164. Gdy PCIe może przesyłać kosmiczne wielkości danych – do 63GB/s. Serial ATA może przesyłać maksymalnie z prędkością do 715 MB/s. Osiągnięcie takich wartości przesyłu dla wielu dysków półprzewodnikowych nie stanowi większego problemu.
Należy podkreślić fakt, że Serial ATA posiada tylko 7 pinów, dzięki czemu jest mniejsze od złącza PCIe. Więcej na temat SATY.
Możliwości PCI Express – urządzenia kompatybilne
Za pomocą PCIe można podłączyć do płyty głównej komputera:
- Kartę graficzną GPU
- Kartę dźwiękową
- Kartę sieciową
- Dodatkowy procesor
- Dysk PCIe lub za pomocą adaptera dysk M.2 podłączany do PCI-e
- Kontroler USB – prowadzający dodatkowe wyjścia USB
- Kontroler SATA umożliwiający podpięcie wielu dodatkowych dysków lub napędów
- Wiele innych urządzeń
Dyski PCI Express
Istnieje kilka sposobów podłączania dysków za pomocą PCIe. Można zaopatrzyć się w kontroler SATA i podpiąć go do PCIe. Za pomocą takiego kontrolera podepniemy każdy klasyczny dysk lub napęd. Rozwiązanie dla tych, którzy nie posiadają wolnych portów Serial ATA lub posiadają je w przestarzałej wersji np. SATA 2.
Można również podłączyć do gniazda PCI Express adapter na dysk M.2 (patrz zdjęcie poniżej) i podłączyć do niego szybki dysk M.2. Warto wspomnieć, że PCIe jest w pełni kompatybilne z takimi dyskami, a system nie będzie miał problemu z wykorzystaniem tak podłączonego dysku. Kwestia bootowania systemu z takiego dysku jest opisana tutaj. Adapter M.2 stanowi rozwiązanie idealne dla posiadaczy starszych płyt głównych, które nie posiadają slotu na dysk M.2.
Istnieją również dedykowane dyski podłączane bezpośrednio do PCI Express.
Produkcja SmartMob.pl
Artykuł pisany na podstawie danych z oficjalnych źródeł.