Co to jest PCIe i jak działa?

PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) to standard interfejsu do łączenia szybkich komponentów stworzony przez konsorcjum branżowe PCI-SIG

W swojej najprostszej formie, PCIe jest połączeniem punkt-punkt pomiędzy dwoma urządzeniami kompatybilnymi z PCIe, zazwyczaj płytą główną i kartą graficzną lub dyskiem SSD. Połączenie zapewnia prędkość do 32 GT/s, wykorzystując sygnalizację różnicową do przesyłania danych przez oddzielne pary przewodów miedzianych.

PCIe jest ważnym standardem w dzisiejszych systemach komputerowych. Jest on używany do różnych zastosowań, takich jak podłączanie urządzeń pamięci masowej, kart graficznych i innych urządzeń peryferyjnych. PCIe umożliwia wyższe prędkości transferu danych niż inne standardy, takie jak PCI, USB lub SATA.

Zapewnia również bardziej niezawodną i wydajną formę komunikacji między komponentami, zmniejszając opóźnienia lub zacinanie się. Pozwala również na jednoczesne podłączenie wielu urządzeń peryferyjnych przy minimalnych opóźnieniach.

Każda kombinacja procesora i chipsetu ma ograniczoną liczbę tych linii PCIe.

Przykładowo, procesory Intel 13. generacji mają 18 ścieżek PCIe (16*PCIe 5.0 i 12*PCIe 4.0), a chipset Z790 ma 28 ścieżek PCIe.

Linie te są podzielone między łącza procesora/chipsetu (8 w naszym przykładzie powyżej) i różne złącza, takie jak gniazda PCIe dla kart rozszerzeń lub gniazda M.2 dla dysków SSD. Można je również wykorzystać do dodania dodatkowych kontrolerów USB, SATA, sieciowych lub audio, jeśli te wbudowane w chipset są niewystarczające.

Każda płyta główna do komputera stacjonarnego ma kilka gniazd PCIe i M.2. Te pierwsze można wykorzystać do dodawania procesorów graficznych (kart wideo lub graficznych), kart RAID i kart Wi-Fi, a te drugie dodysków SSD NMVe(solid-state drive). Rodzaj i liczba gniazd PCIe dostępnych w komputerze zależy od wybranej płyty głównej.

PCIe występuje w różnych konfiguracjach, takich jak x1, x4, x8 i x16. Liczby po x oznaczają liczbę linii, które posiada slot PCIe. Slot PCIe x1 ma jeden tor i może przenosić dane z szybkością jednego bitu na cykl. Slot PCIe x2 ma dwa pasy i może przenosić dane z szybkością dwóch bitów na cykl (i tak dalej).

Można włożyć kartę PCIe x1 do slotu PCIe x16, ale karta ta otrzyma przepustowość tylko jednego toru. Analogicznie, można umieścić kartę PCIe x8 w slocie PCIe x4, ale będzie ona działać z połową maksymalnej przepustowości slotu PCIe x8. Większość procesorów graficznych wymaga gniazda PCIe x16 do pracy z pełną prędkością, a dyski SSD M.2 wymagają gniazda PCIe x4.

Oto podsumowanie specyfikacji generacji:

Dobra wiadomość jest taka, że wszystkie generacje standardu PCIe są wstecznie kompatybilne.

Oznacza to, że nie będzie problemów z kompatybilnością między portem a kartą innej generacji, wyższej lub niższej. Jednak w przypadku portu niższej generacji maksymalna szybkość transmisji danych jest ograniczona przez generację tego portu. Spowoduje to utratę wydajności.