マザーボードのPCIeレーンはどのように機能しますか？

PCが起動すると、PCIeが接続されているデバイスを決定します。 マザーボード。 各デバイス間のリンクを特定し、トラフィックマップを作成して、各リンクの帯域幅をネゴシエートします。 この接続されたデバイスの識別はPCIと同じプロトコルを使用するため、ソフトウェアまたはオペレーティングシステムレベルでPCIeからPCIに切り替えるときに構成が変更されることはありません。

PCIeレーンとは何ですか？それらはどのように機能しますか？

PCIe接続は、直列に接続された1つ以上（現時点では最大4）のデータ伝送レーンで構成され、各レーンは、データを送信するためと受信するための8対の物理接続（ケーブルと呼ぶことができます）で構成されますそれ。 。 単一のPCIeソケットでは、PCIe x16、x1、x4、およびx8として示される16、32、64、またはXNUMXレーンを見つけることができます。これは、PCIeでは接続がシリアルであるのに対しPCIでは接続がシリアルであるため、PCIeとPCIの違いです。パラレル（XNUMXビットまたはXNUMXビットの双方向バスをパラレルで使用）。

PCIeは多層プロトコルです。2.5つはトランザクション用、5つはデータリンク用、もう8つは物理用です。 データリンク層は、MAC、メディアアクセス制御と呼ばれる追加の層も含むように細分化されています。 各レーンは、PCの起動時にネゴシエートされた容量に応じて、16、XNUMX、XNUMX、またはXNUMX Gbit / sの速度で動作するXNUMXつの単方向ペアで構成されますが、データの送信と受信のペアは分離されています。各レーンの合計物理接続をXNUMXつにします。

各PCIeレーンは、プロセッサまたはチップセットPCIコントローラと接続された拡張カードの間の個別の接続です。 帯域幅は線形にスケーリングするため、XNUMXレーン接続の帯域幅はXNUMXレーン接続のXNUMX倍になります。 物理的なサイズに関しては、特定の接続がいくつかあるため、ソケットのサイズはこれらの数によって異なります。

マザーボード上のPCI-Expressx16ソケットは、x1、x4、x8、およびx16で問題なく実行できるため、x16、x8、x4、またはx1拡張カードを交換可能に収容できます。 同様に、マザーボード上のPCI-Express x8ソケットは、PCIe x8、x4、およびx1拡張カードに対応できますが、十分な接続がないためx16には対応できません。このため、ほとんどのマザーボードには、さまざまな寸法のPCIeソケットがあります。 。

PCIバス（およびその他）の帯域幅

さらに複雑なことに、PCI-Expressインターフェイスにはさまざまな世代があり、それぞれが前世代の最大帯域幅を1.0倍にしています。 現在、PCI-Expressインターフェイス1.1a、2.0、2.1、3.0、3.1、4.0、5.0があり、まもなくXNUMXになります。 次の表に、それらすべての最大帯域幅と、PCIに先行するAGPなどの他の古いデータバスの最大帯域幅を示します。

マザーボードのPCIeレーンを気にする必要があるのはなぜですか？

今日、ほとんどの最新のマザーボードには、最新のハードウェアを収容するのに十分な容量がありますが、最近までそうではありませんでした。 たとえば、16つの物理PCIe x8ソケットを備えたマザーボードはたくさんありましたが、両方を同時に使用すると（たとえば、8つのグラフィックカードを接続するために）、x16 / x16で電気的に動作しました。 他のマザーボード、そしてこれは今日でも起こりますが、物理的にはx8であるが、電気的にはx2 / xXNUMXでしか機能しないXNUMXつのソケットがあり、M.XNUMX PCIeNVMeを接続するときにマザーボードもあります。 SSD、物理PCIeソケットの8つは、最大帯域幅をxXNUMXに減らします。

マザーボードのPCIeレーンは重要です。したがって、複数のグラフィックカードやPCIeインターフェイスを備えたSSDなど、複数のデバイスを接続する場合は、マザーボードの中には電気的にないためにこれらの物理ソケットの帯域幅を減らすものがあります。十分なデータリンク。 不快な驚きを避けるために、マザーボードの仕様を確認し、購入する前に考慮に入れる必要があります。