PCI Express Là Gì? Các Làn, Khe Và Phiên Bản PCIe Có Quan Trọng ...

PCI Express là một công nghệ phổ biến ngày nay, và nhiều người đang hỏi nó là gì, nó có chức năng gì và tại sao lại có quá nhiều ồn ào về card đồ họa, ổ cứng thể rắn và bo mạch chủ hỗ trợ PCI Express 4.0 . Trong bài viết này, chúng tôi sẽ trả lời những câu hỏi này. Chúng tôi cũng sẽ cố gắng làm sáng tỏ các làn PCIe là gì, có những loại khe cắm PCIe nào và có gì mới trong PCI Express 4.0 . Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm, hãy đọc tiếp:

PCI Express là gì và nó có nghĩa là gì?

PCI Express là viết tắt của Peri Foreign Component Interconnect Express(Peripheral Component Interconnect Express) và đại diện cho một giao diện tiêu chuẩn để kết nối phần cứng ngoại vi với bo mạch chủ trên máy tính. Nói cách khác, PCI Express , viết tắt là PCIe , là một giao diện kết nối các card mở rộng bên trong(is an interface that connects internal expansion cards) như card đồ họa, card âm thanh, bộ điều hợp Ethernet và Wi-Fi(graphics cards, sound cards, Ethernet and Wi-Fi adapters) với bo mạch chủ. Hơn nữa(Furthermore) , PCI Express cũng được sử dụng để kết nối một số loại ổ cứng thể rắn(solid-state drives) thường rất nhanh.

Có những loại khe cắm và kích thước PCI Express nào, và ý nghĩa của các làn (PCI Express)PCIe ?

Để kết nối card mở rộng(expansion card) với bo mạch chủ, PCI Express sử dụng các khe cắm vật lý. Khe PCI Express(PCI Express slot) phổ biến mà chúng ta thấy trên bo mạch chủ là PCIe x1 , PCIe x4 , PCIe x8 và PCIe x16 . Số đứng sau chữ "x" cho chúng ta biết kích thước vật lý của khe cắm PCI Express(PCI Express slot) , đến lượt nó, được xác định bởi số lượng chân cắm trên đó. Con số này càng cao thì khe cắm PCIe(PCIe slot) càng dài và càng có nhiều chân kết nối thẻ nhớ mở rộng(expansion card) với khe cắm.

Hơn nữa, số "x" cũng cho bạn biết có bao nhiêu làn đường trong rãnh mở rộng(expansion slot) đó . Dưới đây là cách so sánh các khe PCIe thường được sử dụng:(PCIe)

• PCIe x1: có 1 ngõ(1 lane) , 18 chân và chiều dài 25 mm
• PCIe x4: có 4 làn(4 lanes) , 32 chân và chiều dài 39 mm
• PCIe x8: có 8 làn(8 lanes) , 49 chân và chiều dài 56 mm
• PCIe x16: có 16 làn(16 lanes) , 82 chân và chiều dài 89 mm

Các làn PCI Express(PCI Express) là các đường dẫn giữa chipset của bo mạch chủ và các khe cắm PCIe(motherboard chipset and PCIe slots) hoặc các thiết bị khác là một phần của bo mạch chủ, chẳng hạn như ổ cắm bộ xử lý(processor socket) , khe cắm SSD M.2(M.2 SSD) , bộ điều hợp mạng, bộ điều khiển SATA hoặc bộ điều khiển USB .

Trong PCI Express , mỗi làn là riêng lẻ, có nghĩa là nó không thể được chia sẻ giữa các thiết bị khác nhau. Ví dụ: nếu card đồ họa của bạn được kết nối với khe cắm PCIe x16(PCIe x16 slot) , điều đó có nghĩa là nó có 16 làn độc lập chỉ dành riêng cho nó. Không thành phần nào khác có thể sử dụng các làn đường đó ngoại trừ cạc đồ họa.

Dưới đây là một ý tưởng có thể giúp bạn dễ dàng hiểu các làn PCI Express là gì: chỉ cần tưởng tượng rằng PCI Express là một đường cao tốc và những chiếc xe chạy trên đó là dữ liệu đang được truyền. Bạn càng có nhiều làn đường trên đường cao tốc, thì càng có nhiều ô tô có thể lái trên đó; bạn càng có nhiều làn PCIe , thì càng có nhiều dữ liệu có thể được truyền.

Thẻ PCI Express(PCI Express card) có thể phù hợp và hoạt động trên bất kỳ khe cắm PCIe(PCIe slot) nào có sẵn trên bo mạch chủ, miễn là khe cắm đó không nhỏ hơn thẻ mở rộng(expansion card) . Ví dụ: bạn có thể lắp thẻ PCIe x1 vào(PCIe x1 card) khe cắm PCIe x16(PCIe x16 slot) . Tuy nhiên, bạn không thể làm ngược lại. Ví dụ: bạn có thể gắn card âm thanh PCIe x1 vào (PCIe x1)khe cắm PCIe x16(PCIe x16 slot) , nhưng bạn không thể gắn card đồ họa PCIe x16 vào (PCIe x16)khe cắm PCIe x1(PCIe x1 slot) .

Có những phiên bản PCI Express nào và chúng hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu (băng thông) nào?

Có bốn phiên bản PCI Express đang được sử dụng hiện nay(use today) : PCI Express 1.0 , PCI Express 2.0 , PCI Express 3.0 và PCI Express 4.0 . Mỗi phiên bản PCIe hỗ trợ gần gấp đôi băng thông của PCIe trước đó(Each PCIe version supports roughly double the bandwidth of the previous PCIe) . Đây là những gì mỗi người trong số họ cung cấp:

• PCI Express 1.0: có băng thông 250 MB/s per lane
• PCI Express 2.0: có băng thông 500 MB/s per lane
• PCI Express 3.0: có băng thông 984.6 MB/s per lane
• PCI Express 4.0: có băng thông 1969 MB/s per lane

Hãy nhớ(Remember) rằng khe cắm PCIe(PCIe slot) không chỉ có một mà còn cung cấp nhiều làn hơn? Các giá trị băng thông mà chúng tôi đã chia sẻ được nhân với số làn có sẵn trên một khe PCIe(PCIe slot) . Nếu bạn muốn tính toán lượng băng thông có sẵn cho một thẻ mở rộng(expansion card) nhất định , bạn phải nhân băng thông PCIe(PCIe bandwidth) của nó trên mỗi làn với số làn có sẵn cho nó.

Ví dụ, một card đồ họa hỗ trợ PCI Express 4.0 và được kết nối với khe cắm PCIe x16(PCIe x16 slot) có quyền truy cập vào tổng băng thông khoảng 31,51 GB/s . Đó là kết quả của việc nhân 1969 (multiplying 1969) MB/s với 16 ( băng thông PCIe trên mỗi (PCIe)lane * 16 làn). Thật ấn tượng phải không?

Dưới đây là cách các phiên bản PCI Express mở rộng quy mô khi bạn tính đến các làn PCI Express :

Trong tương lai, sẽ có các phiên bản PCI Express mới, chẳng hạn như PCI Express 5.0 và PCI Express 6.0 . Thông số kỹ thuật PCIe 5.0 đã được hoàn thiện vào mùa hè năm 2019, cung cấp băng thông lên đến 3938 MB/s trên mỗi làn và lên đến 63 GB/s ở cấu hình x16(x16 configuration) . Tuy nhiên, chúng tôi có thể sẽ không sớm thấy nó trên phần cứng máy tính(computer hardware) cấp tiêu dùng .

PCI Express 4.0 mới nhất có được phổ biến rộng rãi không?

Hiện tại, PCI Express 4.0 là thông số kỹ thuật nhanh nhất có sẵn cho máy tính gia đình. Tuy nhiên, PCI Express 4.0 chỉ được AMD hỗ trợ trên các bo mạch chủ mới nhất của hãng dựa trên chipset X570 kết hợp với bộ vi xử lý AMD Ryzen từ thế hệ thứ ba. (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.)Trừ khi bạn có những thứ này, không có ích gì khi mua card đồ họa hoặc ổ cứng thể rắn hỗ trợ PCIe 4.0 .

Nói về điều này, mặc dù đã có nhiều SSD(SSDs) hỗ trợ PCIe 4.0(support PCIe 4.0) , nhưng các card đồ họa duy nhất hoạt động trên PCIe 4.0 là Radeon RX 5000(Radeon RX 5000s) của AMD , chẳng hạn như Radeon RX 5700 XT và Radeon RX(XT and Radeon RX) 5700. Intel vẫn chưa cung cấp hỗ trợ cho PCI Express 4.0 trên bất kỳ phần cứng nào của nó.

PCI Express 4.0 ảnh hưởng đến tốc độ cạc đồ họa của bạn như thế nào ?

Một số người đang hỏi một câu hỏi thú vị: Đặc điểm kỹ thuật PCI Express 4.0 nhanh hơn và mới hơn có ảnh hưởng tích cực đến tốc độ của card đồ họa không? Câu trả lời nhanh là không(no) , không, và bạn sẽ không nhận được nhiều khung hình hơn mỗi giây! Đây là lý do tại sao:

Khi bạn đang chơi trò chơi, cạc đồ họa sử dụng RAM chuyên dụng ( GDDR ) để giữ các kết cấu được sử dụng để hiển thị khung hình trên màn hình. Bên cạnh xung nhịp GPU(GPU) , bộ nhớ đồ họa là thứ quan trọng nhất đối với số khung hình bạn nhận được mỗi giây.

Card đồ họa chỉ phải sử dụng giao tiếp PCI Express(PCI Express interface) kết nối nó với bo mạch chủ khi nó cần giao tiếp với bộ xử lý hoặc tải kết cấu(processor or load textures) từ bộ nhớ hệ thống(system memory) ( RAM của máy tính ). Điều đó không thường xuyên xảy ra, vì các card đồ họa hiện đại có rất nhiều RAM chuyên dụng của riêng chúng. Và, ngay cả khi / khi điều đó xảy ra, khi các kết cấu đã được chuyển qua giao diện PCI Express(PCI Express interface) từ RAM hệ thống và được tải vào bộ nhớ của cạc đồ họa, chúng vẫn ở đó. Nguyên nhân là do bộ nhớ đồ họa có tốc độ nhanh hơn nhiều lần so với bộ nhớ RAM(RAM) của hệ thống .

Không có card đồ họa nào hiện có cần băng thông đầy đủ do các khe cắm PCI Express 4.0 (PCI Express 4.0) x16 cung cấp . Để biết thêm thông tin, hãy đọc phân tích của chúng tôi về tác động của PCI Express 4.0(impact PCI Express 4.0) so với PCI Express 3.0 trong máy tính để bàn hiện nay: PCI Express 4 so với PCIe 3(vs PCIe 3) : Có cải thiện hiệu suất(performance improvement) không?

Điều gì về khả năng tương thích của các phiên bản PCI Express ?

Tất cả các phiên bản PCI Express đều tương thích với nhau. Ví dụ: card đồ họa PCI Express 4.0 hoạt động ngay cả khi bạn kết nối nó với bo mạch chủ chỉ hỗ trợ PCI Express 3.0 hoặc thậm chí 2.0. Tuy nhiên, băng thông của giao tiếp PCI Express(PCI Express interface) bị giới hạn bởi yếu tố nhỏ nhất. Ví dụ: nếu bạn kết nối SSD PCI Express 4.0 với bo mạch chủ chỉ hỗ trợ PCI Express 3.0 , thì SSD đó sẽ hoạt động trên PCIe 3.0 . Thay vì có băng thông 7,88 GB/s , nó chỉ có thể sử dụng 3,94 GB/s , do đó tốc độ lý thuyết tối đa của nó giảm đi một nửa.

Bạn có câu hỏi nào khác liên quan đến PCI Express không?

Bây giờ bạn sẽ hiểu rõ hơn về PCI Express là gì và hiểu thêm về các loại khe cắm, làn và phiên bản PCIe khác nhau. (PCIe)Bạn có câu hỏi nào khác mà chúng tôi có thể trả lời không? Nếu bạn biết, hoặc nếu bạn có điều gì đó để bổ sung vào bài viết này, đừng ngần ngại để lại bình luận bên dưới.