PCI Express x16、x8、x4、x1コネクタ：違いとパフォーマンス

PCI Express x1、x4、x8およびx16

PCI Express （Peripheral Component Interconnect Express）（正式にはPCIeと略されます）は、古いPCI、PCI-X、およびAGPバス規格に取って代わるように設計された高速シリアルコンピューター拡張バス規格です。 PCI Express電気インターフェースは、他のさまざまな規格でも使用されています。特に、ノートブック拡張カードインターフェースとしてExpressCardで、ストレージインターフェースとしてSATA Expressで使用されています。

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PCI Express x1では、 xはPCIeカードまたはスロットの物理サイズを示し、x16が最大、x1が最小です。 PCI Expressインターフェースは、デバイスとマザーボード、およびその他のハードウェア間の高帯域幅通信を可能にします。 接続されるデータチャネルが多いほど、カードとホスト間の帯域幅が大きくなります 。ただし、一般に、レーン数が増えるとコストが増加します。

PCIeは、PCIプロトコルの更新バージョンです。 PCI / PCI-Xインターフェースと同様に、PCIeは周辺コンポーネントのインターフェース用に開発されました。 PCIeは、いくつかの点でPCI / PCI-Xと異なります。ただし、重要な違いにより、PCIeプロトコルのバリエーション（x1、x4、x8、x16、x32） の違いをよりよく理解できます。その主な違いは、「パラレル」データ伝送と「シリアル」伝送です。 PCIおよびPCI-Xアーキテクチャでは、すべてのカードがホストとの間のパラレルデータラインを共有します 。カード速度とスロットタイプの違いにより、データ速度が制限されます。

PCI Expressはレーンで構成されています 。 各レーンには、送信ピンと受信ピンの独立したセットがあり、データを同時に両方向に送信できます 。そして、これは物事がトリッキーになる場所です。単一のPCIe 1.0（x1）レーンの片方向帯域幅は250MB /秒ですが、同時に250MB /秒を送受信できるため、インテルは500 MB /秒のPCIe 1.0 x1スロット。これは、1つのスロットで使用可能な合計帯域幅ですが、同時に読み取りと書き込みを行っている場合にのみ、その帯域幅の数値に到達できます。

「PCIe x1」接続には1つのデータレーンがあります「PCIe x4」接続には4つのデータレーンがあります「PCIe x8」接続には8つのデータレーンがあります「PCIe x16」接続には16のデータレーンがあります「PCIe x32」接続には32データレーン（現在は非常にまれ）

これにより、各カード接続で、システムでアクティブになっている可能性のある他のカードから独立した帯域幅を実現できます。レーンの数は、PCIeプロトコルのサフィックス（×1、×4、×8、×16、×32）で示されます。 各レーンは、PCIeプロトコルのバージョン （v1.x、v2.x、v3.0、v4.0） に応じて、250〜1969 MB /秒の速度が可能です 。 PCIeカードは、常にカードと同じかそれ以上のラインを持つPCIeスロットで動作できます。たとえば、x8カードは、x8、x16、またはx32レーンのスロットで動作できます。同様に、x1カードはどのPCIeスロットでも動作します。

パフォーマンスに影響しますか？

前述したように、レーンの数はPCIeインターフェースの帯域幅に影響します 。これは、帯域幅が不十分な場合、接続されたデバイスのパフォーマンスに悪影響を与える可能性があるものです。次の表に、PCIeのすべてのバージョンの帯域幅を示します。

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	PCI-e 1.0	PCI-e 2.x	PCI-e 3.0	PCI-e 4.x
x1	250MB /秒	500MB /秒	985MB /秒	1969MB /秒
x4	1000 MB /秒	2000MB /秒	3940MB /秒	7876MB /秒
x8	2000MB /秒	4000MB /秒	7880MB /秒	15752MB /秒
x16	4000MB /秒	8000MB /秒	15760MB /秒	31504MB /秒

一般に、PCはグラフィックスカード用に24のPCIeレーンを提供します。つまり、これらの2つをマウントする場合、1つはx16モードで動作し、もう1つはx8モードで動作する必要があります。 Gamernexusは一連のテストを行って、x16とx8でのグラフィックカードの使用に違いがあるかどうかを確認しました 。テスト環境は次のとおりです。

GPU	MSI GTX 1080ゲームX
CPU	Intel i7-5930K CPU
記憶	コルセアドミネーター32GB 3200MHz
マザーボード	EVGA X99分類
PSU	NZXT 1200W HALE90 V2
SSD	HyperXサベージSSD
ボックス	トップデッキテックステーション
ヒートシンク	NZXTクラーケンX41 CLC

さらに遅れることなく、Gamernexusによって得られた結果を確認します。

MSI GTX 1080ゲームX	PCIe X16	PCIe X8
メトロ：最後の光	96 FPS	95 FPS
モルドールの影	108 FPS	107 FPS
コールオブデューティ：ブラックオプス3	140 FPS	140 FPS
GTA V	58.3 FPS	58 FPS

PCI Express x1、x4、x8、x16に関する最後の言葉と結論

これまで見てきたように、PCIe X8モードでグラフィックスカードを使用しても、PCIe x8で使用してもパフォーマンスに違いはありません 。 Gamernexusの結果がそれを物語っています。 多くても1 FPSの違いが見られます。これは重要なことではなく 、その特定の瞬間に画面上のもう1つのオブジェクトとして多数の要因が原因である可能性があります。

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これにより、PCIe x8は現在のグラフィックスカードに十分な帯域幅を提供していると言えます。今後もそうであるかどうかは興味深いところです。

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