Connettori PCI Express x16, x8, x4 e x1: differenze e prestazioni

In questo articolo vedremo le differenze tra le modalità PCI Express x1, x4, x8 e x16, oltre a verificare se ci sono differenze nelle prestazioni di una scheda grafica corrente. C'è una tale differenza tra le loro velocità?

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PCI Express x1, x4, x8 e x16

Peripheral Component Interconnect Express (PCI Express), ufficialmente abbreviato come PCIe, è uno standard di bus di espansione per computer seriale ad alta velocità progettato per sostituire i vecchi standard di bus PCI, PCI-X e AGP. L'interfaccia elettrica PCI Express è utilizzata anche in una varietà di altri standard, in particolare ExpressCard come interfaccia per schede di espansione per notebook e SATA Express come interfaccia di archiviazione.

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In PCI Express x1, x indica la dimensione fisica della scheda o dello slot PCIe, con x16 che è il più grande e x1 il più piccolo. L'interfaccia PCI Express consente comunicazioni ad alta larghezza di banda tra il dispositivo e la scheda madre, nonché altri componenti hardware. Più canali di dati sono collegati, maggiore è la larghezza di banda tra la scheda e l'host. Tuttavia, si verifica generalmente un aumento dei costi con un numero maggiore di corsie.

PCIe è una versione aggiornata del protocollo PCI. Simile alle interfacce PCI / PCI-X, PCIe è stata sviluppata per l'interfacciamento dei componenti periferici. PCIe differisce da PCI / PCI-X in diversi modi. Tuttavia, una differenza chiave ci consentirà di comprendere meglio le differenze tra le variazioni del protocollo PCIe (x1, x4, x8, x16 e x32). La differenza chiave è la trasmissione di dati "paralleli" rispetto alla trasmissione "seriale". Nell'architettura PCI e PCI-X, tutte le schede condividono linee di dati parallele da e verso l'host. Le differenze tra velocità della scheda e tipi di slot portano a velocità dei dati limitate.

PCI Express è organizzato in corsie. Ogni corsia ha un set indipendente di pin di trasmissione e ricezione e i dati possono essere inviati contemporaneamente in entrambe le direzioni. Ed è qui che le cose si complicano. La larghezza di banda unidirezionale per una singola corsia PCIe 1.0 (x1) è di 250 MB / s, ma poiché può inviare e ricevere 250 MB / s allo stesso tempo, a Intel piace indicare la larghezza di banda disponibile per uno slot PCIe 1.0 x1 come 500 MB / s. Mentre questa è la larghezza di banda aggregata totale disponibile per un singolo slot, puoi raggiungere quella cifra di larghezza di banda solo se stai leggendo e scrivendo allo stesso tempo.

• Le connessioni 'PCIe x1' hanno una corsia dati Le connessioni 'PCIe x4' hanno quattro corsie di dati Le connessioni 'PCIe x8' hanno otto corsie di dati Le connessioni 'PCIe x16' hanno sedici corsie di dati Le connessioni 'PCIe x32' hanno trentadue corsie di dati (attualmente molto rare)

Ciò consente a ciascuna connessione di scheda di ottenere una larghezza di banda indipendente da altre schede che potrebbero essere attive nel sistema. Il numero di corsie è indicato dal suffisso del protocollo PCIe (× 1, × 4, × 8, × 16, × 32). Ogni corsia è in grado di raggiungere una velocità di 250-1969 MB / s, a seconda della versione del protocollo PCIe (v1.x, v2.x, v3.0, v4.0). Le schede PCIe possono sempre funzionare negli slot PCIe con le stesse o più linee della scheda. Ad esempio, una scheda x8 può operare in uno slot con corsie x8, x16 o x32. Allo stesso modo, una scheda x1 può funzionare in qualsiasi slot PCIe.

Influisce sulle prestazioni?

Come abbiamo accennato, il numero di corsie influisce sulla larghezza di banda dell'interfaccia PCIe, cosa che può influire negativamente sulle prestazioni dei dispositivi collegati se la larghezza di banda è insufficiente. La tabella seguente descrive in dettaglio la larghezza di banda di tutte le versioni di PCIe.

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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	1969MB / s
x4	1000 MB / s	2000 MB / s	3940 MB / s	7876MB / s
x8	2000 MB / s	4000 MB / s	7880 MB / s	15752 MB / s
x16	4000 MB / s	8000 MB / s	15760MB / s	31504MB / s

In generale, i PC offrono 24 corsie PCIe per schede grafiche, il che significa che se ne montiamo due, uno deve funzionare in modalità x16 e l'altro in modalità x8. Gamernexus ha effettuato una serie di test per vedere se ci sono differenze tra l'uso di una scheda grafica in x16 e in x8. L'ambiente di test era il seguente:

GPU	MSI GTX 1080 Gaming X
CPU	CPU Intel i7-5930K
memoria	Corsair Dominator 32GB 3200MHz
scheda madre	EVGA X99 classificato
PSU	NZXT 1200W HALE90 V2
SSD	HyperD Savage SSD
scatola	Stazione tecnica Top Deck
dissipatore	NZXT Kraken X41 CLC

Senza ulteriori indugi, ci rivolgiamo a vedere i risultati ottenuti da Gamernexus:

MSI GTX 1080 Gaming X	PCIe X16	PCIe X8
Metro: Last Light	96 FPS	95 FPS
Shadow of Mordor	108 FPS	107 FPS
Call of Duty: Black Ops 3	140 FPS	140 FPS
GTA V	58.3 FPS	58 FPS

Parole finali e conclusioni su PCI Express x1, x4, x8 e x16

Come abbiamo visto, non vi è alcuna differenza di prestazioni tra l'utilizzo di una scheda grafica in modalità PCIe X8 e l'utilizzo in PCIe x8. I risultati di Gamernexus parlano da soli, e al massimo vediamo una differenza di 1 FPS, qualcosa che non è affatto significativo e che potrebbe essere dovuto a una moltitudine di fattori come un altro oggetto sullo schermo in quel particolare momento.

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Con questo si può dire che PCIe x8 offre abbastanza larghezza di banda per le attuali schede grafiche, sarà interessante vedere se in futuro continuerà ad esserlo.

Font Gamernexus