PCI Express er i dag den ledende standarden for ekspansjonskort både på stasjonære datamaskiner og bærbare datamaskiner. Fordi standardene (de forskjellige versjonene) av PCI Express er så universelle, støtter moderne prosessorer dem direkte fra prosessorens I/O-kontroller. Dette reduserer forsinkelser og mulige flaskehalser mellom komponentene og prosessoren.
PCI Express Lanes
Forskjellig utstyr som kobles til via PCI Express vil ha forskjellige behov for overføringshastighet. For eksempel trenger et lydkort mye mindre data fra prosessoren per sekund enn et skjermkort. For å gjøre det praktisk er derfor PCI Express satt opp med lanes. Hver lane er en separat kanal for å sende og motta data. Utstyr som trenger høyere overføringskapasitet, kan bruke flere lanes samtidig.
Det vanlige er at utstyr lages til for å bruke 1x, 4x, 8x eller 16x lanes. Dette gjør PCI Express veldig fleksibelt og brukbart på kryss av hele spekteret av ekspansjonskort vi vanligvis bruker i datamaskinen.
PCI Express-generasjoner
PCI Express har gått gjennom flere større revisjoner siden versjon 1.0 kom ut i 2003. I dag er PCI Express 3.0 og 4.0 de mest vanlige. For hver nye generasjon har hastigheten hver lane kan levere, blitt cirka doblet.
versjon | x1 | x2 | x4 | x8 | x16 |
|---|---|---|---|---|---|
1.0 | 0,25 GB/s | 0,5 GB/s | 1 GB/s | 2 GB/s | 4 GB/s |
2.0 | 0,5 GB/s | 1 GB/s | 2 GB/s | 4 GB/s | 8 GB/s |
3.0 | 0,98 GB/s | 1,98 GB/s | 3,94 GB/s | 7,87 GB/s | 15,75 GB/s |
4.0 | 1,69 GB/s | 3,93 GB/s | 7,87 GB/s | 15,75 GB/s | 31,51 GB/s |
5.0 | 3,93 GB/s | 7,87 GB/s | 15,75 GB/s | 31.51 GB/s | 63 GB/s |
PCI Express er for det meste bakover- og framoverkompatibelt. Dette vil si at et skjermkort som er PCIe 4.0 vil fungere i et hovedkort som bare har PCIe 3.0, men med redusert overføringshastighet. Et eldre skjermkort som bruker PCIe 3.0, kan også brukes med et hovedkort som har det nyere PCIe 4.0.
PCI Express-kontaktene
Fordi PCI Express skal kunne brukes både for stasjonære og bærbare datamaskiner, har det vært nødvendig å bruke forskjellige fysiske kontakter.
PCI Express-kontakter i stasjonære datamaskiner
I stasjonære datamaskiner brukes de PCI Express-kontaktene som er vist på bildet under. For å spare fysisk plass og gjøre det lett å se hvilke PCI Express-kontakter som støtter hvilket antall lanes, har vi forskjellig lengder på de fysiske kontaktene vi bruker.
Informasjonspunktene på bildet gir mer informasjon om de ulike PCI Express-portene.
Lengden på den vanlige PCI Express-kontakten setter en øvre grense for hvor mange lanes kontakten kan leveres i. Men på mange hovedkort vil noen av PCI Express kontaktene ha færre lanes enn den fysiske kontakten skulle tilsi.
Hovedregelen her er at den øverste PCI Express x16-kontakten vil ha 16 lanes (fordi denne plassen stort sett alltid brukes til skjermkort). Lenger ned kan antallet lanes som er tilgjengelige per fysiske kontakt, gå ned til for eksempel 8x eller 4x selv om det er en full-lengde PCI Express-kontakt. Manualen til hovedkortet vil gi detaljer om dette. Forskjellige prosessorer har også forskjellig antall PCI Express lanes som kommer fra prosessoren.
Utstyr kan som oftest fungere med færre PCI Express lanes enn de er laget for. Men med dette kan det dannes flaskehalser fordi enheten får for liten overføringskapasitet inn mot prosessoren.
PCI Express-kontakter i bærbare datamaskiner
PCI Express Mini
Fra 2005 og fram til for noen år siden var PCI Express Mini en mye brukt standard for tilkobling av tilleggsutstyr i bærbare datamaskiner. Standarden leverte en PCI Express lane og også USB 2.0. Standarden ble mye brukt av trådløse nettverkskort.
Standarden Mini-SATA brukte den samme fysiske kontakten som PCIe Mini, men var ikke nødvendigvis kompatibel med PCIe Mini. Dette forårsaket en del forvirring. I tillegg hadde PCIe Mini en ganske bred kontakt, noe som var upraktisk når nye bærbare datamaskiner skulle lages mindre. Dette ledet fram mot standarden som vi bruker mest i dag, M.2.
M.2
M.2 brukes i dag mye for SSD-er i både bærbare og stasjonære datamaskiner. Kontakten gir opp til 4x lanes PCIe, SATA og USB 3.0 i tillegg til flere andre mindre brukte standarder. Dette gjør M.2 veldig fleksibelt for å dekke forskjellige ekspansjonsbehov.
Siden M.2 støtter både SATA og PCIe, kan en M.2 SSD bruke enten den ene eller den andre. SATA er en eldre standard med lavere topphastighet. NVM over PCIe er mer moderne og gir bedre hastighet for en SSD. Billige M.2 SSD-er kan derfor være mer langsomme enn de litt dyrere som bruker PCIe.
Siden M.2 støtter mange forskjellige standarder og hovedkort-leverandørene i en del tilfeller ikke kan dekke alle standardene, er det laget små variasjoner i M.2 kontakten, kalt Keying. De vanligste er B, M og B&M.