PCI Express è una tecnologia popolare al giorno d'oggi e molti si chiedono cosa sia, cosa faccia e perché ci sia così tanto clamore su schede grafiche, unità a stato solido e schede madri che supportano PCI Express 4.0 . In questo articolo, risponderemo a queste domande. Cercheremo anche di fare luce su quali sono le corsie PCIe , quali tipi di slot PCIe ci sono e cosa c'è di nuovo in PCI Express 4.0 . Se sei curioso di saperne di più, continua a leggere:

Cos'è PCI Express e cosa significa?

PCI Express sta per Peripheral Component Interconnect Express e rappresenta un'interfaccia standard per il collegamento di hardware periferico alla scheda madre di un computer. In altre parole, PCI Express , o abbreviato PCIe , è un'interfaccia che collega schede di espansione interne^{(is an interface that connects internal expansion cards)} come schede grafiche, schede audio, adattatori Ethernet e Wi-Fi^{(graphics cards, sound cards, Ethernet and Wi-Fi adapters)} alla scheda madre. Inoltre^{(Furthermore)} , PCI Express viene utilizzato anche per collegare alcuni tipi di unità a stato solido^{(solid-state drives)} che di solito sono molto veloci.

Quali tipi e dimensioni di slot PCI Express esistono e cosa significano corsie PCIe ?

Per interconnettere le schede di espansione^{(expansion card)} alla scheda madre, PCI Express utilizza slot fisici. Gli slot PCI Express^{(PCI Express slot)} comuni che vediamo sulle schede madri sono PCIe x1 , PCIe x4 , PCIe x8 e PCIe x16 . Il numero che segue la lettera "x" ci dice le dimensioni fisiche dello slot PCI Express^{(PCI Express slot)} , che, a sua volta, è determinato dal numero di pin su di esso. Più alto è il numero, più lungo è lo slot PCIe^{(PCIe slot)} e più pin che collegano la scheda di espansione^{(expansion card)} allo slot.

Inoltre, il numero "x" ti dice anche quante corsie sono disponibili in quello slot di espansione^{(expansion slot)} . Ecco come si confrontano gli slot PCIe comunemente usati:^(PCIe)

• PCIe x1: ha 1 corsia^{(1 lane)} , 18 pin e 25 mm di lunghezza
• PCIe x4: ha 4 corsie^{(4 lanes)} , 32 pin e 39 mm di lunghezza
• PCIe x8: ha 8 corsie^{(8 lanes)} , 49 pin e 56 mm di lunghezza
• PCIe x16: ha 16 corsie^{(16 lanes)} , 82 pin e 89 mm di lunghezza

Le corsie PCI Express^{(PCI Express)} sono percorsi tra il chipset della scheda madre e gli slot PCIe^{(motherboard chipset and PCIe slots)} o altri dispositivi che fanno parte della scheda madre, come il socket del processore^{(processor socket)} , gli slot SSD M.2^{(M.2 SSD)} , gli adattatori di rete, i controller SATA o i controller USB .

In PCI Express , ogni corsia è individuale, il che significa che non può essere condivisa tra dispositivi diversi. Ad esempio, se la tua scheda grafica è collegata a uno slot PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} , significa che ha 16 corsie indipendenti dedicate solo ad essa. Nessun altro componente può utilizzare quelle corsie tranne la scheda grafica.

Ecco un'idea che potrebbe renderti più facile capire quali sono le corsie PCI Express : immagina che PCI Express sia un'autostrada e le auto che la percorrono siano i dati che vengono trasferiti. Più corsie hai a disposizione su un'autostrada, più auto possono percorrerla; più corsie PCIe hai, più dati possono essere trasferiti.

Una scheda PCI Express^{(PCI Express card)} può adattarsi e funzionare su qualsiasi slot PCIe^{(PCIe slot)} disponibile sulla scheda madre, purché tale slot non sia più piccolo della scheda di espansione^{(expansion card)} . Ad esempio, puoi inserire una scheda PCIe x1^{(PCIe x1 card)} in uno slot PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} . Tuttavia, non puoi fare il contrario. È possibile montare, ad esempio, una scheda audio PCIe x1 in uno ^{(PCIe x1)}slot PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} , ma non è possibile montare una scheda grafica PCIe x16 in uno ^{(PCIe x16)}slot PCIe x1^{(PCIe x1 slot)} .

Quali versioni PCI Express sono disponibili e quali velocità di trasferimento dati (larghezza di banda) supportano?

Attualmente sono in uso^{(use today)} quattro versioni di PCI Express : PCI Express 1.0 , PCI Express 2.0 , PCI Express 3.0 e PCI Express 4.0 . Ciascuna versione PCIe supporta circa il doppio della larghezza di banda della precedente PCIe^{(Each PCIe version supports roughly double the bandwidth of the previous PCIe)} . Ecco cosa offre ciascuno di essi:

• PCI Express 1.0: ha una larghezza di banda di 250 MB/s per lane
• PCI Express 2.0: ha una larghezza di banda di 500 MB/s per lane
• PCI Express 3.0: ha una larghezza di banda di 984.6 MB/s per lane
• PCI Express 4.0: ha una larghezza di banda di 1969 MB/s per lane

Ricordi^(Remember) che gli slot PCIe^{(PCIe slot)} possono offrire non solo una, ma più corsie? I valori di larghezza di banda che abbiamo condiviso vengono moltiplicati per il numero di corsie disponibili su uno slot PCIe^{(PCIe slot)} . Se vuoi calcolare quanta larghezza di banda è disponibile per una determinata scheda di espansione^{(expansion card)} , devi moltiplicare la sua larghezza di banda PCIe^{(PCIe bandwidth)} per corsia per il numero di corsie disponibili per essa.

Ad esempio, una scheda grafica che supporta PCI Express 4.0 ed è collegata a uno slot PCIe x16^{(PCIe x16 slot)} ha accesso a una larghezza di banda totale di circa 31,51 GB/s . Questo è il risultato della moltiplicazione di 1969 ^{(multiplying 1969)} MB/s per 16 ( larghezza di banda PCIe per lane * 16 corsie). Impressionante, vero?

Ecco come le versioni PCI Express si ridimensionano quando si prendono in considerazione le corsie PCI Express :

In futuro sono in arrivo nuove versioni PCI Express , come PCI Express 5.0 e PCI Express 6.0 . La specifica PCIe 5.0 è stata finalizzata nell'estate del 2019, offrendo una larghezza di banda fino a 3938 MB/s per lane e fino a 63 GB/s nella configurazione x16^{(x16 configuration)} . Tuttavia, probabilmente non lo vedremo presto su hardware per computer^{(computer hardware)} di livello consumer .

L'ultimo PCI Express 4.0 è ampiamente disponibile?

Per ora, PCI Express 4.0 è la specifica più veloce disponibile per i computer domestici. Tuttavia, PCI Express 4.0 è supportato solo da AMD sulle sue ultime schede madri basate sul chipset X570 abbinato a processori AMD Ryzen di terza generazione. ^{(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.)}A meno che tu non abbia queste, non ha senso acquistare schede grafiche o unità a stato solido che supportano PCIe 4.0 .

A proposito, sebbene ci siano già molti SSD^(SSDs) che supportano PCIe 4.0^{(support PCIe 4.0)} , le uniche schede grafiche che funzionano su PCIe 4.0 sono le Radeon RX 5000 di ^{(Radeon RX 5000s)}AMD , come Radeon RX 5700 XT e Radeon RX^{(XT and Radeon RX)} 5700. Intel deve ancora offrire supporto per PCI Express 4.0 su qualsiasi hardware.

In che modo PCI Express 4.0 influisce sulla velocità della tua scheda grafica?

Alcune persone stanno ponendo una domanda interessante: la specifica PCI Express 4.0 più veloce e più recente influisce positivamente sulla velocità della scheda grafica? La risposta rapida è no , non è così e non ottieni più fotogrammi al secondo! Ecco perché:

Quando stai giocando, la scheda grafica utilizza la sua RAM dedicata ( GDDR ) per contenere le trame utilizzate per il rendering dei fotogrammi sullo schermo. Oltre ai clock della GPU , quella memoria grafica è la cosa più importante per quanti frame ottieni ogni secondo.

La scheda grafica deve utilizzare l' interfaccia PCI Express^{(PCI Express interface)} che la collega alla scheda madre solo quando deve comunicare con il processore o caricare texture^{(processor or load textures)} dalla memoria di sistema^{(system memory)} (la RAM del computer ). Non dovrebbe succedere spesso, poiché le moderne schede grafiche hanno molta RAM dedicata . E, anche se/quando succede, una volta che le texture sono state trasferite tramite l' interfaccia PCI Express^{(PCI Express interface)} dalla RAM di sistema e sono state caricate nella memoria della scheda grafica, rimangono lì. Il motivo è che la memoria grafica è molte volte più veloce della RAM del sistema .

Nessuna delle schede grafiche oggi disponibili necessita dell'intera larghezza di banda offerta dagli slot PCI Express 4.0 ^{(PCI Express 4.0)} x16 . Per ulteriori informazioni, leggi la nostra analisi sull'impatto che PCI Express 4.0^{(impact PCI Express 4.0)} ha rispetto a PCI Express 3.0 nei computer desktop di oggi: PCI Express 4 vs PCIe 3 : c'è un miglioramento delle prestazioni^{(performance improvement)} ?

E la compatibilità delle versioni PCI Express ?

Tutte le versioni PCI Express sono compatibili tra loro. Ad esempio, una scheda grafica PCI Express 4.0 funziona anche se la colleghi a una scheda madre che supporta solo PCI Express 3.0 o anche 2.0. Tuttavia, la larghezza di banda dell'interfaccia PCI Express^{(PCI Express interface)} è limitata dal fattore più piccolo. Ad esempio, se colleghi un SSD PCI Express 4.0 a una scheda madre che supporta solo PCI Express 3.0 , quell'SSD^(SSD) funziona su PCIe 3.0 . Invece di avere accesso a una larghezza di banda di 7,88 GB/s , può utilizzare solo 3,94 GB/s , quindi la sua velocità teorica massima è dimezzata.

Hai altre domande su PCI Express ?

Ora dovresti avere un'idea migliore di cosa sia PCI Express e capire di più sui diversi tipi di slot, corsie e versioni PCIe . Hai altre domande a cui potremmo rispondere? Se lo fai, o se hai qualcosa da aggiungere a questo articolo, non esitare a lasciare un commento qui sotto.

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

PCI Express is a pоpular technology these days, and many are asking what it is, what it does, and why thеre's so much fuss about graphics cards, solid-state driνes, and mothеrboards that support PCI Express 4.0. In this article, we're gоing to answer these questions. We are also going to try to shed some light on what PCIe lanes are, what types of РCIe slots are there, and what's nеw in PCI Express 4.0. If уou'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.

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