PCI Express این روزها یک فناوری محبوب است و بسیاری از آنها می پرسند که چیست، چه کار می کند و چرا سر و صداهای زیادی در مورد کارت های گرافیک، درایوهای حالت جامد و مادربردهایی که از PCI Express 4.0 پشتیبانی می کنند، وجود دارد. در این مقاله قصد داریم به این سوالات پاسخ دهیم. ما همچنین سعی خواهیم کرد تا در مورد خطوط PCIe ، انواع اسلات های PCIe و چیزهای جدید در PCI Express 4.0 روشن کنیم. اگر کنجکاو هستید که بیشتر بدانید، ادامه مطلب را بخوانید:

PCI Express چیست و چه معنایی دارد؟

PCI Express مخفف Peripheral Component Interconnect Express است و نشان دهنده یک رابط استاندارد برای اتصال سخت افزار جانبی به مادربرد در رایانه است. به عبارت دیگر، PCI Express یا به اختصار PCIe ، رابطی است که کارت‌های توسعه داخلی^{(is an interface that connects internal expansion cards)} مانند کارت‌های گرافیک، کارت‌های صدا، اترنت و آداپتورهای Wi-Fi^{(graphics cards, sound cards, Ethernet and Wi-Fi adapters)} را به مادربرد متصل می‌کند. علاوه بر این^{(Furthermore)} ، PCI Express همچنین برای اتصال برخی از انواع درایوهای حالت جامد^{(solid-state drives)} که معمولاً بسیار سریع هستند استفاده می شود.

چه نوع اسلات ها و اندازه های PCI Express وجود دارد، و خطوط ^{(PCI Express)}PCIe به چه معناست؟

برای اتصال کارت^{(expansion card)} های توسعه به مادربرد، PCI Express از اسلات های فیزیکی استفاده می کند. اسلات های رایج PCI Express^{(PCI Express slot)} که در مادربردها می بینیم عبارتند از PCIe x1 ، PCIe x4 ، PCIe x8 و PCIe x16 . عددی که بعد از حرف x می آید ابعاد فیزیکی اسلات PCI Express^{(PCI Express slot)} را به ما می گوید که به نوبه خود با تعداد پین های روی آن مشخص می شود. هر چه این عدد بیشتر باشد، اسلات PCIe^{(PCIe slot)} طولانی‌تر است و پین‌های بیشتری که کارت توسعه را^{(expansion card)} به اسلات متصل می‌کنند، بیشتر می‌شود.

علاوه بر این، عدد "x" همچنین به شما می گوید که چند خط در آن شکاف توسعه^{(expansion slot)} موجود است. در اینجا نحوه مقایسه اسلات های PCIe متداول آمده است :

• PCIe x1: دارای 1 خط^{(1 lane)} ، 18 پین و طول 25 میلی متر است
• PCIe x4: دارای 4 خط^{(4 lanes)} ، 32 پین و طول 39 میلی متر است
• PCIe x8: دارای 8 خط^{(8 lanes)} ، 49 پین و طول 56 میلی متر است
• PCIe x16: دارای 16 خط^{(16 lanes)} ، 82 پین و طول 89 میلی متر

خطوط PCI Express^{(PCI Express)} مسیرهایی بین چیپست مادربرد و اسلات‌های PCIe^{(motherboard chipset and PCIe slots)} یا سایر دستگاه‌هایی هستند که بخشی از مادربرد هستند، مانند سوکت پردازنده^{(processor socket)} ، اسلات‌های SSD M.2 ، آداپتورهای شبکه، کنترل‌کننده‌های ^{(M.2 SSD)}SATA یا کنترل‌کننده‌های USB .

در PCI Express ، هر خط جداگانه است، به این معنی که نمی توان آن را بین دستگاه های مختلف به اشتراک گذاشت. به عنوان مثال، اگر کارت گرافیک شما به یک اسلات PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} متصل است ، به این معنی است که دارای 16 مسیر مستقل است که فقط به آن اختصاص داده شده است. هیچ جزء دیگری به جز کارت گرافیک نمی تواند از این خطوط استفاده کند.

در اینجا ایده ای وجود دارد که ممکن است درک خطوط PCI Express^{(PCI Express)} را برای شما آسان تر کند : فقط تصور کنید که PCI Express یک بزرگراه است و اتومبیل هایی که روی آن حرکت می کنند داده هایی هستند که در حال انتقال هستند. هرچه خطوط بیشتری در بزرگراه در دسترس داشته باشید، اتومبیل های بیشتری می توانند در آن تردد کنند. هرچه خطوط PCIe^(PCIe) بیشتری داشته باشید، داده های بیشتری را می توان انتقال داد.

یک کارت PCI Express^{(PCI Express card)} می تواند روی هر اسلات PCIe^{(PCIe slot)} موجود روی مادربرد قرار بگیرد و کار کند، تا زمانی که آن اسلات کوچکتر از کارت توسعه^{(expansion card)} نباشد . به عنوان مثال، می توانید یک کارت PCIe x1 را^{(PCIe x1 card)} در یک اسلات PCIe x16 قرار^{(PCIe x16 slot)} دهید . با این حال، شما نمی توانید برعکس عمل کنید. به عنوان مثال، می توانید یک کارت صدای PCIe x1 را در یک ^{(PCIe x1)}اسلات PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} نصب کنید، اما نمی توانید یک کارت گرافیک PCIe x16 را در یک ^{(PCIe x16)}اسلات PCIe x1^{(PCIe x1 slot)} نصب کنید.

چه نسخه‌های PCI Express وجود دارد و چه سرعت‌هایی (پهنای باند) انتقال داده را پشتیبانی می‌کنند؟

چهار نسخه از PCI Express امروزه در حال استفاده است^{(use today)} : PCI Express 1.0 ، PCI Express 2.0 ، PCI Express 3.0 و PCI Express 4.0 . هر نسخه PCIe تقریباً دو برابر پهنای باند قبلی PCIe پشتیبانی می^{(Each PCIe version supports roughly double the bandwidth of the previous PCIe)} کند. در اینجا چیزی است که هر یک از آنها ارائه می دهند:

• PCI Express 1.0: دارای پهنای باند 250 MB/s per lane
• PCI Express 2.0: دارای پهنای باند 500 MB/s per lane
• PCI Express 3.0: دارای پهنای باند 984.6 MB/s per lane
• PCI Express 4.0: دارای پهنای باند 1969 MB/s per lane

به یاد داشته باشید^(Remember) که اسلات های PCIe^{(PCIe slot)} می توانند نه تنها یک، بلکه خطوط بیشتری را ارائه دهند؟ مقادیر پهنای باندی که به اشتراک گذاشتیم در تعداد خطوط موجود در یک اسلات PCIe^{(PCIe slot)} ضرب می شوند . اگر می خواهید محاسبه کنید که چه مقدار پهنای باند برای یک کارت توسعه خاص در دسترس است، باید ^{(expansion card)}پهنای باند PCIe^{(PCIe bandwidth)} آن را در هر خط با تعداد خطوط موجود برای آن ضرب کنید.

به عنوان مثال، کارت گرافیکی که از PCI Express 4.0 پشتیبانی می کند و به یک اسلات PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} متصل است ، به پهنای باند کلی در حدود 31.51 GB/s دسترسی دارد. این نتیجه ضرب 1969 ^{(multiplying 1969)} MB/s 16 ( پهنای باند PCIe در هر lane * 16 خط) است. چشمگیر است، درست است؟

هنگامی که خطوط PCI Express را در نظر می گیرید، مقیاس نسخه های PCI Express چگونه است :

در آینده، نسخه های جدید PCI Express مانند PCI Express 5.0 و PCI Express 6.0 در راه است. مشخصات PCIe 5.0 در تابستان 2019 نهایی شده است و پهنای باندی تا 3938 MB/s در هر خط و حداکثر 63 GB/s در پیکربندی x16^{(x16 configuration)} ارائه می‌کند. با این حال، احتمالاً به زودی آن را روی سخت‌افزار رایانه^{(computer hardware)} درجه یک مصرف‌کننده نخواهیم دید .

آیا آخرین PCI Express 4.0 به طور گسترده در دسترس است؟

در حال حاضر، PCI Express 4.0 سریعترین مشخصات موجود برای رایانه های خانگی است. با این حال، PCI Express 4.0 تنها توسط AMD در آخرین مادربردهای خود که مبتنی بر چیپست X570 جفت شده با پردازنده های AMD Ryzen از نسل سوم هستند، پشتیبانی می شود. ^{(PCI Express 4.0 is only supported by AMD on its latest motherboards that are based on the X570 chipset paired with AMD Ryzen processors from the third generation.)}اگر اینها را نداشته باشید، خرید کارت گرافیک یا درایوهای حالت جامد که از PCIe 4.0 پشتیبانی می کنند، فایده ای ندارد .

اگر چه در حال حاضر SSD^(SSDs) های زیادی وجود دارند که از PCIe 4.0 پشتیبانی^{(support PCIe 4.0)} می کنند ، تنها کارت گرافیک هایی که روی PCIe 4.0 کار می کنند Radeon RX 5000s AMD هستند ، مانند Radeon RX 5700 XT و Radeon RX^{(XT and Radeon RX)} 5700. اینتل^(Intel) هنوز پشتیبانی نکرده است. برای PCI Express 4.0 روی هر یک از سخت افزارهای آن.

PCI Express 4.0 چگونه روی سرعت کارت گرافیک شما تأثیر می گذارد؟

برخی از افراد سوال جالبی می پرسند: آیا مشخصات سریعتر و جدیدتر PCI Express 4.0 روی سرعت کارت گرافیک تأثیر مثبت دارد؟ پاسخ سریع این است که خیر^(no) ، اینطور نیست، و شما فریم های بیشتری در ثانیه دریافت نمی کنید! در اینجا دلیل آن است:

وقتی در حال انجام یک بازی هستید، کارت گرافیک از رم^(RAM) اختصاصی خود ( GDDR ) برای نگه داشتن بافت های مورد استفاده برای رندر کردن فریم ها روی صفحه استفاده می کند. علاوه بر ساعت‌های GPU ، این حافظه گرافیکی مهم‌ترین چیز برای تعداد فریم‌هایی است که در هر ثانیه دریافت می‌کنید.

کارت گرافیک فقط باید از رابط PCI Express^{(PCI Express interface)} استفاده کند که آن را به مادربرد وصل می کند زمانی که نیاز به ارتباط با پردازنده یا بارگذاری بافت^{(processor or load textures)} ها از حافظه سیستم^{(system memory)} ( رم^(RAM) کامپیوتر ) باشد. قرار نیست اغلب این اتفاق بیفتد، زیرا کارت‌های گرافیک مدرن دارای رم^(RAM) اختصاصی زیادی هستند. و حتی اگر/وقتی این اتفاق بیفتد، وقتی بافت ها از طریق رابط PCI Express از ^{(PCI Express interface)}رم^(RAM) سیستم منتقل شدند و در حافظه کارت گرافیک بارگذاری شدند، در آنجا باقی می مانند. دلیل آن این است که حافظه گرافیکی چندین برابر سریعتر از رم^(RAM) سیستم است .

هیچ یک از کارت‌های گرافیک موجود امروزی به پهنای باند کامل ارائه شده توسط اسلات‌های PCI Express 4.0 ^{(PCI Express 4.0)} x16 نیاز ندارند. برای اطلاعات بیشتر، تحلیل ما را در مورد تأثیر PCI Express 4.0^{(impact PCI Express 4.0)} در مقابل PCI Express 3.0 در رایانه‌های رومیزی امروزی بخوانید: PCI Express 4 در ^{(PCI Express 4)} مقابل PCIe 3^{(vs PCIe 3)} : آیا بهبودی در عملکرد^{(performance improvement)} وجود دارد ؟

در مورد سازگاری نسخه های PCI Express چطور؟^{(PCI Express)}

تمام نسخه های PCI Express با یکدیگر سازگار هستند. به عنوان مثال، یک کارت گرافیک PCI Express 4.0 حتی اگر آن را به مادربردی متصل کنید که فقط PCI Express 3.0 یا حتی 2.0 را پشتیبانی می کند، کار می کند. با این حال، پهنای باند رابط PCI Express^{(PCI Express interface)} با کوچکترین عامل محدود می شود. به عنوان مثال، اگر یک SSD PCI Express 4.0 را به مادربردی متصل کنید که فقط PCI Express 3.0 را پشتیبانی می کند ، آن SSD روی PCIe 3.0 کار می کند . به جای دسترسی به پهنای باند 7.88 GB/s ، فقط می تواند از 3.94 GB/s استفاده کند ، بنابراین حداکثر سرعت تئوری آن به نصف کاهش می یابد.

آیا سؤال دیگری در مورد PCI Express دارید؟

اکنون باید ایده بهتری از چیستی PCI Express داشته باشید و در مورد انواع مختلف اسلات ها، خطوط و نسخه های PCIe بیشتر بدانید. ^(PCIe)آیا سؤال دیگری دارید که ما به آنها پاسخ دهیم؟ اگر دارید، یا اگر چیزی برای اضافه کردن به این مقاله دارید، دریغ نکنید که در زیر نظر دهید.

What is PCI Express? Do PCIe lanes, slots, and versions matter?

PCI Expresѕ is a popular technology these days, and many are asking what it is, what it does, and why therе's so much fuss about graphics сards, solid-state drives, and motherboards that support PCI Express 4.0. In this article, we're going to answer these questions. Wе are аlso gоing to try to shed some light on what PCIe lanes are, what types of PCIe slots are there, and what's new in PCI Express 4.0. If you're curious to learn more, read on:

What is PCI Express, and what does it stand for?

PCI Express stands for Peripheral Component Interconnect Express and represents a standard interface for connecting peripheral hardware to the motherboard on a computer. In other words, PCI Express, or PCIe abbreviated, is an interface that connects internal expansion cards such as graphics cards, sound cards, Ethernet and Wi-Fi adapters to the motherboard. Furthermore, PCI Express is also used to connect some types of solid-state drives that are usually very fast.

What types of PCI Express slots and sizes are there, and what to PCIe lanes mean?

To interconnect the expansion cards to the motherboard, PCI Express uses physical slots. The common PCI Express slots we see on motherboards are PCIe x1, PCIe x4, PCIe x8, and PCIe x16. The number that comes after the "x" letter tell us the physical dimensions of the PCI Express slot, which, in its turn, is determined by the number of pins on it. The higher the number, the longer the PCIe slot and the more pins that interconnect the expansion card to the slot.

Furthermore, the "x" number also tells you how many lanes are available in that expansion slot. Here's how the commonly used PCIe slots compare:

• PCIe x1: has 1 lane, 18 pins, and 25 mm in length
• PCIe x4: has 4 lanes, 32 pins, and 39 mm in length
• PCIe x8: has 8 lanes, 49 pins, and 56 mm in length
• PCIe x16: has 16 lanes, 82 pins, and 89 mm in length

PCI Express lanes are paths between the motherboard chipset and PCIe slots or other devices that are part of the motherboard, such as the processor socket, M.2 SSD slots, network adapters, SATA controllers, or USB controllers.

In PCI Express, each lane is individual, meaning that it cannot be shared between different devices. For example, if your graphics card is connected to a PCIe x16 slot, it means that it has 16 independent lanes dedicated just to it. No other component can use those lanes except the graphics card.

Here's an idea that might make it easier for you to grasp what PCI Express lanes are: just imagine that PCI Express is a highway and the cars that drive on it are the data that's being transferred. The more lanes you have available on a highway, the more cars that can drive on it; the more PCIe lanes you have, the more data that can be transferred.

A PCI Express card can fit and work on any PCIe slot available on the motherboard, as long as that slot is not smaller than the expansion card. For example, you can fit a PCIe x1 card in a PCIe x16 slot. However, you can't do the opposite. You can mount, for instance, a PCIe x1 sound card in a PCIe x16 slot, but you cannot mount a PCIe x16 graphics card in a PCIe x1 slot.

What PCI Express versions are there, and what data transfer speeds (bandwidth) do they support?

There are four versions of PCI Express in use today: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0, PCI Express 3.0, and PCI Express 4.0. Each PCIe version supports roughly double the bandwidth of the previous PCIe. Here's what each of them offers:

• PCI Express 1.0: has a bandwidth of 250 MB/s per lane
• PCI Express 2.0: has a bandwidth of 500 MB/s per lane
• PCI Express 3.0: has a bandwidth of 984.6 MB/s per lane
• PCI Express 4.0: has a bandwidth of 1969 MB/s per lane

Remember that PCIe slots can offer not just one, but more lanes? The bandwidth values we shared are multiplied by the number of lanes available on a PCIe slot. If you want to calculate how much bandwidth is available for a certain expansion card, you have to multiply its PCIe bandwidth per lane with the number of lanes that are available for it.

For example, a graphics card that supports PCI Express 4.0 and is connected to a PCIe x16 slot has access to a total bandwidth of about 31.51 GB/s. That's the result of multiplying 1969 MB/s by 16 (PCIe bandwidth per lane * 16 lanes). Impressive, right?

Here's how PCI Express versions scale when you take PCI Express lanes into account:

In the future, there are new PCI Express versions coming, such as PCI Express 5.0 and PCI Express 6.0. The PCIe 5.0 specification has been finalized in the summer of 2019, offering a bandwidth of up to 3938 MB/s per lane and up to 63 GB/s in x16 configuration. However, we're likely not going to see it soon on consumer-grade computer hardware.

Is the latest PCI Express 4.0 widely available?

For now, PCI Express 4.0 is the fastest specification available for home computers. However, PCI Express 4.0 is only supported by AMD on its latest motherboards that are based on the X570 chipset paired with AMD Ryzen processors from the third generation. Unless you have these, there's no point in buying graphics cards or solid-state drives that support PCIe 4.0.

Speaking of which, although there are already many SSDs that support PCIe 4.0, the only graphics cards that do work on PCIe 4.0 are AMD's Radeon RX 5000s, such as Radeon RX 5700 XT and Radeon RX 5700. Intel has yet to offer support for PCI Express 4.0 on any of its hardware.

How does PCI Express 4.0 affect the speed of your graphics card?

Some people are asking an interesting question: Does the faster and newer PCI Express 4.0 specification positively affect the speed of the graphics card? The quick answer is no, it doesn't, and you do not get more frames per second! Here's why:

When you are playing a game, the graphics card uses its dedicated RAM (GDDR) to hold the textures used for rendering the frames on the screen. Besides the GPU clocks, that graphics memory is the most important thing for how many frames you get each second.

The graphics card only has to use the PCI Express interface that connects it to the motherboard when it needs to communicate with the processor or load textures from the system memory (the computer's RAM). That's not supposed to happen often, as modern graphics cards have a lot of dedicated RAM of their own. And, even if/when it happens, once the textures have been transferred via the PCI Express interface from the system RAM and have been loaded into the graphics card's memory, they stay there. The reason for that is that the graphics memory is many times faster than the system's RAM.

None of the graphics cards available today need the full bandwidth offered by the PCI Express 4.0 x16 slots. For further information, read our analysis about the impact PCI Express 4.0 has versus PCI Express 3.0 in today's desktop computers: PCI Express 4 vs PCIe 3: Is there a performance improvement?

What about PCI Express versions compatibility?

All PCI Express versions are compatible with one another. For example, a PCI Express 4.0 graphics card works even if you connect it to a motherboard that only supports PCI Express 3.0 or even 2.0. However, the bandwidth of the PCI Express interface is limited by the smallest factor. For example, if you connect a PCI Express 4.0 SSD to a motherboard that only supports PCI Express 3.0, that SSD works on PCIe 3.0. Instead of having access to a bandwidth of 7.88 GB/s, it can only use 3.94 GB/s, so its maximum theoretical speed is halved.

Do you have any other questions regarding PCI Express?

Now you should have a better idea of what PCI Express is, and understand more about the different types of PCIe slots, lanes, and versions. Do you have any other questions that we might answer? If you do, or if you have something to add to this article, do not hesitate to leave a comment below.

Related posts

• PCI Express 4 در مقابل PCIe 3: آیا بهبود عملکرد وجود دارد؟

• AMD Ryzen 5 5600X اورکلاک شده در 4.8 گیگاهرتز: آیا ارزش آن را دارد؟

• آیا ReadyBoost کار می کند؟ آیا عملکرد را برای رایانه های شخصی کندتر بهبود می بخشد؟

• مایکروسافت سرفیس پرو جدید را عرضه می کند. 11 چیزی که باید بدانید!

• ویندوز 11 در مقابل ویندوز 10 در پردازنده‌های نسل دوازدهم اینتل Core

• 5 روش برای تغییر نام هر درایو در ویندوز 10

• حداقل سیستم مورد نیاز: آیا می توانم کامپیوتر من ویندوز 11؟

• نحوه توقف استفاده از نماد Safely Remove Hardware در ویندوز

• نحوه تغییر دستگاه های صوتی پیش فرض در ویندوز 10 (پخش و ضبط)

• بررسی Kingston DataTraveler Elite G2: درایو فلش USB 3.1 بادوام!

• AMD در مقابل INTEL desktop پردازنده 2021 است: Which CPUs بهتر است؟

• اورکلاک AMD Ryzen 5 3600 در مقابل Ryzen 5 3600X: آیا عملکرد مشابهی دارید؟

• دو روش برای حذف یک پارتیشن، در ویندوز، بدون برنامه های شخص ثالث

• سوالات ساده: کلیدهای صفحه کلید F1، F2، F3 تا F12 برای چه مواردی استفاده می شوند؟

• چگونه برای بررسی BIOS version از Windows (8 روش)

• چگونه به استفاده از Check Disk (CHKDSK) به آزمون و رفع خطاهای هارد دیسک در Windows 10

• وضوح 720p، 1080p، 1440p، 2K، 4K به چه معناست؟ نسبت ابعاد و جهت گیری چیست؟

• Fix problem: Drag and drop در Windows کار نمی کند

• چگونه رانندگان را از Windows حذف کنید، در 5 مرحله

• ASUS Mini PC PN62 review: یک مینی کامپیوتر که متناسب با در دست خود را!