PCI Express Là Gì? Có Các Chuẩn PCIe Nào? - HOANGIT.ORG

PCIe là gì?

PCI Express (PCIe) là một cổng giao tiếp nhanh hơn nhiều và được thiết kế để thay thế cổng giao tiếp PCI, PCI-X và AGP cho các card mở rộng và card đồ họa, khe cắm của PCIe hoàn toàn như PCI hay PCI Extended (PCI-X).

Chuẩn PCI Express (PCIe) ra đời để đáp ứng yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu ngày một tăng trong khi đó cách đây không lâu, PCI còn là chuẩn tốt nhất để máy tính giao tiếp với các card mở rộng như sound, modem,… qua các khe cắm trên mainboard.

PCI Express 1.1 (PCIe 1.1)

Được ra đời vào năm 2004 version chuẩn lúc bấy giờ của PCI Express (PCIe) là 1.1.

PCI Express 2.0 (PCIe 2.0)

Năm 2007 tổ chức PCI-SIG đã thông báo những đặc điểm kỹ thuật cơ bản của PCI expres 2.0.

PCIe 2.0 tăng gấp đôi băng thông của chuẩn PCIe cũ từ 2,5Gbps lên 5Gbps.

PCIe 2.0 vẫn tương thích với PCIe 1.1 cả về các khe cắm phần cứng, vì vậy một cái card cũ vẫn có thể làm việc trên một máy mới với PCIe 2.0.

PCI Express 3.0 (PCIe 3.0)

PCI-SIG tổ chức chịu trách nhiệm thông qua tiêu chuẩn PCI Express (PCIe) cho biết các thông số kỹ thuật cho thế hệ thứ 3 của chuẩn giao tiếp này.

Về cơ bản, chuẩn PCIe 3.0 sẽ gấp đôi băng thông so với thế hệ trước là PCIe 2.0 : từ 16 GB/s lên 32 GB/s cho cả 2 hướng truyền với 1 khe PCIe x16 3.0.

Tuy vậy, con số tối đa 16 GB/s chỉ là sự làm tròn vì chuẩn PCIe 3.0 sử dụng cơ chế mã hoá 128b/130b, vốn sẽ tốn ít “hao tổn” hơn so với PCIe 1.0 và 2.0.

PCIe thế hệ trước dùng cơ chế mã hoá 8b/10b, dẫn đến việc tuy có tốc độ truyền tải (transfer) là 5 GT/s (trên PCIe 2.0) nhưng băng thông dữ liệu thực chỉ còn 8 GB/s cho 1 hướng truyền (khe PCIe x16).

Với cơ chế mới, tốc độ truyền tải trên PCIe 3.0 chỉ tăng 60% so với PCIe 2.0 nhưng băng thông dữ liệu thực gần đạt gấp đôi thế hệ cũ.

Chuẩn PCIe 3.0 được thiết kế nhằm tương thích ngược với các sản phẩm dùng chuẩn cũ, nhờ đó tiết kiệm tối đa chi phí chuyển đổi giữa 2 thế hệ.

PCI Express 4.0 (PCIe 4.0)

PCIe được sử dụng trong các kết nối như card mạng, và gần hơn là ổ đĩa lưu trữ tốc độ cao SSD. Nó cũng là nền tảng cho công nghệ Thunderbolt của Intel với các thiết bị ngoại vi.

PCIe 3.0 hiện tại cung cấp tốc độ truyền 8 Gbps (bit-rate) cho mỗi lane, nhưng PCIe 4.0 hứa hẹn sẽ tăng lên gấp đôi, 16 Gbps.

Theo PCI-SIG (PCI Special Interest Group) tập đoàn giám sát PCIe thì chúng có mức năng lượng sử dụng tương tự PCIe 3.0, giúp duy trì tuổi thọ pin cho thiết bị.

PCIe còn có một biến thể M-PCIe dành cho các thiết bị di động với kết nối M-Phy được đưa ra bởi MIPI Alliance.

M-Phy cung cấp kết nối dữ liệu từ các mô-đun khác nhau trong smartphone, video camera, bộ vi xử lý và chíp vô tuyến.

Cũng theo PCI-SIG thì PCIe 4.0 sẽ được mở rộng khả năng làm việc đến các laptop siêu nhẹ, tablet và smartphone, trong khi M-PCIe sẽ được sử dụng trong các thiết bị yêu cầu điện năng tiêu thụ thấp hơn.

PCIe 4.0 sẽ phải đối diện với sự lớn mạnh của công nghệ kết nối Thunderbolt mà Intel phát hành, cho tốc độ truyền tải dữ liệu hiện lên đến 40 Gbps, sử dụng trong các máy tính Mac mới cùng một số máy tính Windows cao cấp.

PCI Express 5.0 (PCIe 5.0)

Các nền tảng đầu tiên hỗ trợ giao tiếp PCIe 5.0 là CPU Alder Lake thế hệ thứ 12 của Intel, dự kiến ​​sẽ ra mắt vào nửa cuối năm 2021, cũng như Xeon Scalable thế hệ thứ 4 ‘Sapphire Rapids’ cho các trung tâm dữ liệu và siêu máy tính dự kiến ​​ra mắt vào đầu năm 2022. Ngoài PCIe 5.0, Sapphire Rapids cũng sẽ hỗ trợ giao thức CXL 1.1.