PCI Express x16-, x8-, x4- und x1-Anschlüsse: Unterschiede und Leistung

In diesem Artikel werden wir die Unterschiede zwischen den Modi PCI Express x1, x4, x8 und x16 sehen und prüfen, ob es Unterschiede in der Leistung einer aktuellen Grafikkarte gibt. Gibt es einen solchen Unterschied zwischen ihren Geschwindigkeiten?

Inhaltsverzeichnis

PCI Express x1, x4, x8 und x16

Peripheral Component Interconnect Express (PCI Express), offiziell als PCIe abgekürzt, ist ein serieller Hochgeschwindigkeits-Computer-Erweiterungsbusstandard, der ältere PCI-, PCI-X- und AGP-Busstandards ersetzen soll. Die elektrische PCI Express-Schnittstelle wird auch in einer Vielzahl anderer Standards verwendet, insbesondere in ExpressCard als Notebook-Erweiterungskartenschnittstelle und in SATA Express als Speicherschnittstelle.

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In PCI Express x1 gibt x die physische Größe der PCIe-Karte oder des PCIe-Steckplatzes an, wobei x16 die größte und x1 die kleinste ist. Die PCI Express-Schnittstelle ermöglicht die Kommunikation mit hoher Bandbreite zwischen dem Gerät und dem Motherboard sowie anderer Hardware. Je mehr Datenkanäle verbunden sind, desto größer ist die Bandbreite zwischen der Karte und dem Host. Es gibt jedoch im Allgemeinen eine Kostensteigerung, die bei einer größeren Anzahl von Fahrspuren auftritt.

PCIe ist eine aktualisierte Version des PCI-Protokolls. Ähnlich wie bei PCI / PCI-X-Schnittstellen wurde PCIe für die Schnittstelle von Peripheriekomponenten entwickelt. PCIe unterscheidet sich in mehreren Punkten von PCI / PCI-X. Ein wesentlicher Unterschied ermöglicht es uns jedoch, die Unterschiede zwischen den Variationen des PCIe-Protokolls (x1, x4, x8, x16 und x32) besser zu verstehen. Dieser Hauptunterschied ist die "parallele" Datenübertragung gegenüber der "seriellen" Übertragung. In der PCI- und PCI-X-Architektur teilen sich alle Karten parallele Datenleitungen zum und vom Host. Unterschiede zwischen Kartengeschwindigkeiten und Steckplatztypen führen zu begrenzten Datengeschwindigkeiten.

PCI Express ist in Bahnen organisiert. Jede Spur verfügt über einen unabhängigen Satz von Sende- und Empfangspins, und Daten können gleichzeitig in beide Richtungen gesendet werden. Und hier wird es schwierig. Die Einwegbandbreite für eine einzelne PCIe 1.0 (x1) -Spur beträgt 250 MB / s. Da jedoch gleichzeitig 250 MB / s gesendet und empfangen werden können, gibt Intel gerne die verfügbare Bandbreite für an ein PCIe 1.0 x1-Steckplatz mit 500 MB / s. Dies ist zwar die gesamte für einen einzelnen Steckplatz verfügbare Gesamtbandbreite, Sie können diese Bandbreitenzahl jedoch nur erreichen, wenn Sie gleichzeitig lesen und schreiben.

• 'PCIe x1'-Verbindungen haben eine Datenspur' PCIe x4'-Verbindungen haben vier Datenspuren 'PCIe x8'-Verbindungen haben acht Datenspuren' PCIe x16'-Verbindungen haben sechzehn Datenspuren 'PCIe x32'-Verbindungen haben zweiunddreißig Datenspuren (derzeit sehr selten)

Dadurch kann jede Kartenverbindung eine unabhängige Bandbreite von anderen Karten erreichen, die möglicherweise im System aktiv sind. Die Anzahl der Spuren wird durch das PCIe-Protokollsuffix (× 1, × 4, × 8, × 16, × 32) angegeben. Jede Spur kann je nach Version des PCIe-Protokolls (v1.x, v2.x, v3.0, v4.0) Geschwindigkeiten von 250 bis 1969 MB / s erreichen. PCIe-Karten können immer in PCIe-Steckplätzen mit denselben oder mehr Leitungen als die Karte betrieben werden. Beispielsweise kann eine x8-Karte in einem Steckplatz mit x8-, x16- oder x32-Lanes betrieben werden. Ebenso kann eine x1-Karte in jedem PCIe-Steckplatz betrieben werden.

Beeinträchtigt es die Leistung?

Wie bereits erwähnt, wirkt sich die Anzahl der Lanes auf die Bandbreite der PCIe-Schnittstelle aus. Dies kann sich negativ auf die Leistung der angeschlossenen Geräte auswirken, wenn die Bandbreite nicht ausreicht. In der folgenden Tabelle ist die Bandbreite aller PCIe-Versionen aufgeführt.

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	PCI-e 1.0	PCI-e 2.x.	PCI-e 3.0	PCI-e 4.x.
x1	250 MB / s	500 MB / s	985 MB / s	1969 MB / s
x4	1000 MB / s	2000 MB / s	3940 MB / s	7876 MB / s
x8	2000 MB / s	4000 MB / s	7880 MB / s	15752 MB / s
x16	4000 MB / s	8000 MB / s	15760 MB / s	31504 MB / s

Im Allgemeinen bieten PCs 24 PCIe-Lanes für Grafikkarten. Wenn wir also zwei davon einbinden, muss einer im x16-Modus und der andere im x8-Modus arbeiten. Gamernexus hat eine Reihe von Tests durchgeführt, um festzustellen, ob es Unterschiede zwischen der Verwendung einer Grafikkarte in x16 und in x8 gibt. Die Testumgebung war wie folgt:

GPU	MSI GTX 1080 Gaming X.
CPU	Intel i7-5930K CPU
Speicher	Corsair Dominator 32 GB 3200 MHz
Hauptplatine	EVGA X99 klassifiziert
Netzteil	NZXT 1200W HALE90 V2
SSD	HyperX Savage SSD
Box	Oberdeck Tech Station
Kühlkörper	NZXT Kraken X41 CLC

Ohne weitere Verzögerung sehen wir uns die Ergebnisse von Gamernexus an:

MSI GTX 1080 Gaming X.	PCIe X16	PCIe X8
Metro: Letztes Licht	96 FPS	95 FPS
Schatten von Mordor	108 FPS	107 FPS
Call of Duty: Black Ops 3	140 FPS	140 FPS
GTA V.	58, 3 FPS	58 FPS

Letzte Worte und Schlussfolgerungen zu PCI Express x1, x4, x8 und x16

Wie wir gesehen haben, gibt es keinen Leistungsunterschied zwischen der Verwendung einer Grafikkarte im PCIe X8-Modus und der Verwendung in PCIe x8. Die Ergebnisse von Gamernexus sprechen für sich selbst, und wir sehen höchstens einen Unterschied von 1 FPS, was überhaupt nicht signifikant ist und auf eine Vielzahl von Faktoren als ein weiteres Objekt auf dem Bildschirm in diesem bestimmten Moment zurückzuführen sein kann.

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Damit kann gesagt werden, dass PCIe x8 genügend Bandbreite für aktuelle Grafikkarten bietet. Es wird interessant sein zu sehen, ob dies auch in Zukunft so bleibt.

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