PCIe چیست؟

احتمالا تاکنون کلمه PCIe را بارها شنیده‌اید و برایتان این سوال پیش آمده که PCIe چیست و چه تفاوتی بین نسل‌های مختلف آن وجود دارد. PCIe مخفف Peripheral Component Interconnect Express است و استانداردی برای اتصال تجهیزات جانبی به سرور یا رایانه شخصی شماست. PCIe نسبت به باس‌های موازی مانند PCI و PCI-X تاخیر کمتر و نرخ انتقال داده بالاتری را ارائه می‌دهد.

هر دستگاهی که با پیوند PCIe به مادربرد متصل است، اتصال نقطه به نقطه اختصاصی خود را دارد. این بدان معناست که دستگاه‌ها برای پهنای باند رقابت نمی‌کنند زیرا گذرگاه (Bus) یکسانی را به اشتراک نمی‌گذارند. در ادامه همراه ما باشید تا نسل‌های مختلف PCIe را بررسی کنیم.

PCIe چیست و چه کاربردی دارد؟

دستگاه‌های محیطی که از PCIE برای انتقال داده استفاده می‌کنند شامل کارت‌های آداپتور گرافیکی، کارت‌های رابط شبکه (NIC)، دستگاه های شتاب دهنده ذخیره سازی و سایر لوازم جانبی با کارایی بالا هستند. PCI Express در اصل رابطی است که اجزای پرسرعت را به یک دستگاه محاسباتی متصل می‌کند. هر مادربرد دارای مقدار متفاوتی از اسلات‌های PCIe است. با PCIE داده‌ها از دو جفت سیگنال منتقل می‌شوند: دو سیم برای انتقال و دو سیم برای دریافت. هر مجموعه از جفت سیگنال “خط” (Lane) نامیده می‌شود و هر خط قادر به ارسال و دریافت بسته‌های داده هشت بیتی به طور همزمان بین دو نقطه است.

PCIE اندازه‌ای بین یک تا 32 خط دارد. معمولاً با خط 1 ، 4 ، 8 ، 12 ، 16 یا 32 مستقر می‌شود. تعداد خط کارت PCIE یک عامل تعیین کننده در عملکرد و قیمت آن است. به عنوان مثال، دستگاه PCIe ارزان قیمت مانند NICS فقط ممکن است از چهار خط (PCIE X4) استفاده کند. در مقایسه، یک آداپتور گرافیکی با کارایی بالا که از 32 خط (PCIE X32) برای انتقال سرعت بالا استفاده می‌کند، گرانتر خواهد بود.

همچنین جالب است بدانید که یک کارت PCIe X8 می‌تواند به یک شکاف PCIe X16 وصل شود. با استفاده از PCIE مدیران مرکز داده می‌توانند از شبکه‌های پر سرعت در سرور HP استفاده کنند و به فناوری‌های شبکه سازی Gigabit ، Raid و Infiniband وصل شوند. باس‌های PCIE همچنین رایانه‌های خوشه‌ای (Clustered Computers) را که از Hypertransport استفاده می‌کنند را به‌هم متصل می‌کند.

این امکان وجود دارد تا برای لپ تاپ‌ها از کارت‌های Mini PCI-E برای اتصال آداپتورهای بی سیم، حافظه SSD و سایر تقویت کننده‌های عملکرد استفاده کرد. همچنین External PCI Express (EPCIE) برای اتصال مادربرد به یک رابط PCIE خارجی استفاده می‌شود. در مواردی که رایانه به تعداد غیرعادی پورت PCIE نیاز دارد، طراحان از EPCIE استفاده می‌کنند.

خطوط PCIe چیست؟

یکی از مزیت‌های اصلی پردازنده‌های نسل 11 و 12 Intel Core این است که خطوط CPU PCIe مطابق با استانداردهای جدید است. پردازنده‌های نسل دوازدهم حداکثر 16 خط CPU PCIe 5.0 و حداکثر چهار خط CPU PCIe 4.0 را ارائه می‌دهند، در حالی که پردازنده‌های نسل یازدهم مانند Intel® Core™ i9-11900K تا 20 خط CPU PCIe 4.0 را نیز ارائه می‌دهند. این نکته قابل توجه است که همه خطوط PCIe به یک شکل کار نمی‌کنند. خطوط PCIe CPU مستقیماً به CPU متصل می‌شوند، در حالی که خطوط چیپ ست (یا “خطوط PCH”) از طریق چیپست مادربرد می‌گذرند که از طریق پیوند DMI (رابط رسانه مستقیم) به CPU متصل می‌شود.

PCIe 4.0 چیست و چه تفاوتی با نسخه 3.0 دارد؟

سرعت یک عامل بسیار مهم و تعیین کننده در میزان عملکرد سرور است. نسخه 4.0 دو برابر سریعتر از PCIe 3.0 است. بزرگترین تغییر بین PCIe 3.0 و PCIe 4.0 سرعت یا توان انتقال داده است. توان عملیاتی PCIe 3.0 برابر با یک گیگابایت در ثانیه در هر خط است که سرعت انتقال داده یا پهنای باند کلی تا 32 گیگابایت بر ثانیه را ارائه می‌دهد. PCIe 4.0 نرخ خروجی 3.0 در هر خط را دو برابر می‌کند و به کاربران سرعت انتقال تا 64 گیگابایت بر ثانیه را می‌دهد. جدا از سرعت، PCIe 4.0 انرژی کمتری مصرف کرده که به این معنی است دستگاه‌ها خنک‌تر و بی‌صداتر کار می‌کنند.

SSD هایی که از رابط PCIe 4.0 استفاده می‌کنند، برنامه‌ها و بازی‌ها را سریع‌تر بارگیری می‌کنند و اگر سیستم عامل شما روی یکی نصب شده باشد، شاهد افزایش نرخ بوت نیز خواهید بود. Samsung 980 PRO و 990 PRO SSD هر دو دارای PCIe 4.0 هستند و می‌توانید از این مدل‌ها روی سیستم خود استفاده کنید.

PCIe 4.0 برای بارهای کاری فشرده امروزی مناسب است. برای مثال، Samsung 990 PRO دارای سرعت خواندن/نوشتن متوالی تا 7450/6900 مگابایت بر ثانیه است که در بالاترین حد عملکرد PCIe 4.0 قرار دارد. همچنین از Microsoft DirectStorage پشتیبانی می‌کند، فناوری که بازی و سایر برنامه‌های کاربردی I/O فشرده را حتی سریع‌تر می‌کند.

PCIe 5.0 چیست؟

PCIe 5.0 یک استاندارد جدید از PCIe است که میزان انتقال داده را دو برابر در مقایسه با PCIe 4.0 ارائه می‌دهد. مادربردهای AMD AM5 و مادربردهای LGA 1700 اینتل همگی از PCIe 5.0 تا درجات مختلف پشتیبانی می‌کنند. انتظار می‌رود که SSD و GPUهای PCIe 5.0 برای مصرف‌کنندگان به ترتیب در سال‌های 2023 و 2024 وارد بازار شوند. برای استفاده از PCIe 5.0، هر دو انتهای اتصال باید از آن پشتیبانی کنند. اگر مادربرد شما از نوع PCIe 5.0 و SSD روی سرور PCIe 4.0 باشد یا برعکس؛ SSD با سرعت PCIe 4.0 کار می‌کند.

دلیل اهمیت PCIe 4.0 و PCIe 5.0 چیست؟

پلتفرم‌های PCIe 5.0 و 4.0 به شما انعطاف‌پذیری بیشتری می‌دهند و هنگام پیکربندی آن‌ها، انتخاب‌های بیشتری خواهید داشت. بسیاری از کاربران مجبور هستند در مقطعی از عمر سیستم، درایو ذخیره سازی یا کارت گرافیک خود را تعویض کنند. پشتیبانی از PCIe 5.0 تضمین می‌کند که می‌توانید از SSD‌ها و GPU‌های پیشرفته‌ای که در چند سال آینده عرضه می‌شوند با تمام توانایی‌شان استفاده کنید.

سوالات متداول 

پیکربندی های مختلف اسلات PCIe چیست؟

اسلات‌های PCIe در اندازه‌های مختلف هستند: x1، x4، x8، x16 و به ندرت x32. عدد بعد از “x” به شما می گوید که اسلات PCIe چند خط دارد. به عنوان مثال، یک اسلات PCIe x4 دارای 4 خط است.

آیا می توانم یک دستگاه جانبی قدیمی سازگار با PCIe 4.0 را در اسلات Gen 5 قرار دهم؟

بله، اسلات‌های PCIe 5 سازگار با عقب هستند، به این معنی که می‌توانید دستگاه‌های جانبی نسل قدیمی‌تر را در اسلات جدید قرار دهید. با این حال، اتصال با سرعت پایین‌ترین دستگاه اجرا می‌شود، بنابراین یک SSD PCIe 4.0 تنها می‌تواند با PCIe 4.0 حتی در اسلاتی که از PCIe 5.0 پشتیبانی می‌کند، اجرا شود.