PCI Express

Szybka magistrala szeregowa do podłączania kart rozszerzeń, np. graficznych i dysków NVMe. Występuje w wariantach o różnej liczbie linii (x1, x4, x16).

PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express), w skrócie PCIe, to szybka, szeregowa magistrala, którą podłączasz do płyty głównej karty rozszerzeń: graficzne, sieciowe, kontrolery i dyski NVMe. Zastąpiła starsze, równoległe magistrale (PCI, AGP), bo zamiast jednej szerokiej szyny dla wszystkich urządzeń daje każdemu komponentowi własne, dedykowane połączenie typu punkt-punkt. Efekt: brak walki o przepustowość i transfery liczone dziś w dziesiątkach gigabajtów na sekundę.

Jak to działa

Zamiast wielu równoległych linii PCIe wysyła dane szeregowo, po pojedynczych parach przewodów zwanych liniami (ang. lanes). Każda linia to osobny, dwukierunkowy kanał. Slot możesz mieć z różną liczbą linii i stąd oznaczenia x1, x4, x8, x16: im więcej linii, tym większa przepustowość. Karta graficzna siedzi zwykle w x16, dysk NVMe M.2 korzysta z x4, a prosta karta sieciowa zadowoli się x1.

Drugi parametr to generacja. Z każdą wersją przepustowość na linię się podwaja: PCIe 3.0 to 8 GT/s, 4.0 to 16 GT/s, a 5.0 to 32 GT/s na linię. W praktyce x16 w PCIe 4.0 daje około 32 GB/s, a w PCIe 5.0 już około 64 GB/s w jedną stronę. Specyfikacje 6.0 (64 GT/s) i 7.0 (128 GT/s) są już opublikowane przez PCI-SIG, choć w domowym sprzęcie jeszcze ich nie spotkasz.

Przykład z praktyki

Kupujesz dysk NVMe PCIe 4.0 reklamowany na 7000 MB/s, a benchmark pokazuje połowę. Zanim oddasz go na reklamację, sprawdź, w którym slocie M.2 siedzi. Wiele płyt ma drugi slot wpięty w chipset i ograniczony do PCIe 3.0 albo dzielący linie z portem SATA. Na Linuksie podejrzysz to poleceniem lspci -vv w sekcji LnkSta (link status), gdzie zobaczysz realne Speed i Width, np. 8GT/s, Width x4. Jeśli widzisz mniej niż obiecuje specyfikacja, problem jest w slocie, nie w dysku.

Częste błędy i mity

  • Fizyczny rozmiar to nie to samo co liczba linii. Slot wygląda jak x16, ale elektrycznie bywa podpięty jako x4 lub x8. Sprawdzaj specyfikację płyty, nie długość gniazda.
  • PCIe jest wstecznie i w przód kompatybilne. Kartę PCIe 5.0 wsadzisz do slotu 3.0 i będzie działać, tylko wolniej. Nic nie wybuchnie.
  • Więcej linii nie zawsze coś daje. Karta graficzna w grach na x16 kontra x8 w nowszej generacji to różnica zwykle w granicach błędu pomiaru. Nie panikuj, jeśli GPU spadnie do x8, bo zająłeś linie dyskiem.

Pojęcia powiązane: NVMe, magistrala PCI, slot M.2, chipset, GPU, przepustowość (bandwidth), PCI-SIG.