PCIe Là Gì? Các Gen PCIe Và Tầm Quan Trọng Với PC

Wikipedia - Từ điển bách khoa toàn thư mở Miễn phí Công cụ, Giáo dục học tập, Truyện sách Nhà phát hành: Wikimedia Foundation3765 lượt xem

PCIe là một chuẩn kết nối phần cứng phổ biến trên laptop, PC. Vậy PCIe là gì? Các Gen PCIe và tầm quan trọng của PCIe với PC? Cùng mình tìm câu trả lời qua bài viết dưới đây nhé!

PCIe là gì?

I. PCIe là gì?

1. Định nghĩa

PCIe hay PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express) là một chuẩn kết nối tốc độ cao thường được sử dụng để kết nối các thiết bị như card đồ họa (GPU), cổng mạng Internet nội bộ (LAN), ổ cứng SSD, USB và các phần cứng khác vào bo mạch chủ (mainboard) của máy tính.

PCIe là một chuẩn kết nối tốc độ cao

2. Cơ chế hoạt động

• Giao thức PCIe (x1, x2, x4, x16,...)

Cơ chế kết nối vật lý của PCIe được chia ra làm bốn kích cỡ khác nhau, đó là x1, x4, x8 và x16. Ngoài ra, còn có các cổng x32 nhưng cực kỳ hiếm và thường không được sử dụng trong các hệ thống thông thường.

PCIe có bốn kích thước là x1, x4, x8, x16

Các kích cỡ cổng khác nhau cho lượng chân kết nối dữ liệu đồng thời đến bo mạch chủ khác nhau. Cổng có kích thước càng lớn thì số chân kết nối trên card và cổng càng nhiều.

Các kết nối này thường được gọi là làn (lane), với mỗi làn PCI-E bao gồm hai cặp tín hiệu, một cho việc gửi dữ liệu và một để nhận dữ liệu. Nếu cổng PCI-E và thiết bị kết nối vào cổng đó có càng nhiều làn thì tốc độ truyền dữ liệu qua lại giữa thiết bị và hệ thống sẽ càng nhanh hơn.

• Giao thức Overhead

Cũng như nhiều giao tiếp bus khác, PCIe sử dụng cơ chế mã hóa đường truyền - một lượng bit dữ liệu nhất định (8b) được tượng trưng bằng một lượng bit lớn hơn đôi chút (10b), gọi là symbol. Các bit được thêm vào trong symbol tạo thành overhead siêu dữ liệu, cần phải có để quản lý việc truyền dữ liệu của người dùng.

PCIe sử dụng cơ chế mã hóa đường truyền

Sắm ngay phụ kiện sale sâu - Giá chỉ từ 20k

II. Các phiên bản PCIe

1. 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, có tốc độ truyền tải 2,5Gbps (Gigabit/giây).

2. PCI Express 2.0 (PCIe 2.0)

Năm 2007, PCI Express 2.0 được ra mắt với băng thông tăng gấp đôi so với chuẩn PCIe cũ, tức là từ 2,5Gbps lên 5Gbps.

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

PCIe 2.0 vẫn tương thích với PCIe 1.1

3. PCI Express 3.0 (PCIe 3.0)

Ra mắt năm 2010, chuẩn PCIe 3.0 được tăng gấp đôi băng thông so với thế hệ trước là PCIe 2.0. 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.

PCIe 3.0 được tăng gấp đôi băng thông so với PCIe 2.0

4. PCI Express 4.0 (PCIe 4.0)

Được ra mắt vào năm 2017, PCIe 4.0 có tốc độ truyền dữ liệu là 16Gbps, so với 8Gbps của thế hệ 3.0. Ngoài ra, cấu hình mỗi lane PCIe 4.0 cũng hỗ trợ băng thông lớn gấp đôi so với PCIe 3.0 đạt tối đa 32GB/s với khe 16 lane.

PCIe 4.0 có tốc độ truyền dữ liệu là 16Gbps

PCIe 4.0 được mở rộng khả năng làm việc đến các laptop, tablet và smartphone. Chuẩn PCIe 4.0 duy trì cả khả năng tương thích ngược với các chuẩn có thông số kỹ thuật cũ hơn và mới hơn thông qua cả phần mềm và phần cứng.

5. PCI Express 5.0 (PCIe 5.0)

Khoảng cuối năm 2019, chuẩn PCIe 5.0 đã chính thức được ra mắt với tốc độ truyền tải dữ liệu lên đến 32Gbps. Hiện nay, cả CPU và GPU đều có cấu trúc phức tạp hơn (cấu hình mạnh mẽ hơn), hiệu năng được chú trọng hơn thì bất kỳ độ trễ nào cũng sẽ là một tối kỵ, do đó PCIe 5.0 ngày càng trở nên cần thiết.

PCIe 5.0 có tốc độ truyền tải dữ liệu lên đến 32Gbps

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.

III. So sánh PCIe 4.0 và PCIe 3.0

Tốc độ của các phiên bản PCIe không phụ thuộc vào gen mà phụ thuộc vào nhiều yếu tố như băng thông của bộ nhớ flash, tốc độ xử lý của bộ điều khiển, nguồn điện hoặc giới hạn nhiệt độ của ổ đĩa và môi trường của nó, cũng như khả năng thoát nhiệt khỏi môi trường đó. Tất cả các yếu tố này có thể ngăn cản giao tiếp PCIe đạt hiệu năng tối đa và trạng thái ổn định.

Ví dụ: Một SSD PCIe Gen 2 x4 có thể có khả năng đạt tốc độ cao hơn một SSD PCIe Gen 3 x1.

IV. Kích thước cổng PCI-E

Cổng PCI-E bốn kích cỡ phổ biến là x1, x4, x8, và x16.

Kích thước cổng PCI-E và các làn có thể sẽ không giống nhau do chuẩn PCI-E có thể đáp ứng số lượng không giới hạn về các kết nối riêng lẻ, nhưng vẫn sẽ có những giới hạn thực tế về thông lượng của các chipset.

Ví dụ: Các bo mạch chủ giá rẻ với nhiều chipset chỉ có thể hỗ trợ 1 khe PCI-E x8, dù khe này về mặt vật lý có thể gắn vừa một card x16.

Cổng PCI-E và các làn có thể có kích thước khác nhau

Card rời cần phải được cắm vào khe có đúng kích thước. Vì vậy khi mua các loại card mở rộng hoặc nâng cấp cho khe PCI-E, bạn cần lưu ý về kích thước và các làn truyền dữ liệu của các cổng hiện có. Các thông số này thường được nhà sản xuất chú thích rõ ngay trên bo mạch chủ, hoặc trong hướng dẫn sử dụng.

Ngoài ra, chỉ cần card ngắn hơn khe PCIe trên mainboard thì cũng có thể cắm vừa. Chẳng hạn như card loại PCIe x1 sẽ cắm được vào khe PCIe x1, x4, x 8, x16, còn card PCIe x8 thì sẽ vừa với khe PCIe x8 và x16.

V. So sánh PCIe và PCI

PCI là chuẩn giao tiếp giữa các linh kiện phần cứng máy tính với nhau như bo mạch chủ, RAM, card đồ họa, card âm thanh, card mạng, chuột, bàn phím, loa máy tính,... Các chuẩn PCI khác nhau thì cho tốc độ truyền tải dữ liệu khác nhau.

Trong khi đó PCIe là thế hệ chuẩn giao tiếp PCI có tốc độ truyền tải dữ liệu cao hơn so với PCI thông thường. Chúng thường để chỉ các kết nối giữa linh kiện card mở rộng, RAM máy tính với bo mạch chủ máy tính.

PCIe và PCI

Xem thêm:

• Ổ cứng SSD NVMe là gì? Ưu điểm của công nghệ ổ cứng SSD NVMe
• Metadata là gì? Ứng dụng và lợi ích Metadata trong cuộc sống
• Ransomware là gì? Mức độ nguy hiểm và cách ngăn chặn

Trên đây là bài viết về khái niệm cũng như những điều có thể bạn chưa biết về chuẩn kết nối PCIe. Hy vọng thông qua bài viết bạn đã có cho mình những thông tin bổ ích. Và đừng quên chia sẻ những kiến thức hữu ích này đến với mọi người nhé!

Wikipedia - Từ điển bách khoa toàn thư mở Miễn phí Công cụ, Giáo dục học tập, Truyện sách Nhà phát hành: Wikimedia Foundation3765 lượt xem