Mengapa Port PCI Express di Motherboard Saya Ukuran Berbeda? x16, x8, x4, dan x1 Dijelaskan

Standar PCI Express adalah salah satu bahan pokok komputasi modern, dengan slot pada lebih atau kurang setiap komputer desktop yang dibuat dalam dekade terakhir. Tetapi sifat koneksi agak samar-samar: pada PC baru, Anda mungkin melihat setengah lusin port dalam tiga atau empat ukuran berbeda, semuanya berlabel "PCIE" atau PCI-E. "Jadi mengapa kebingungan, dan mana yang bisa Anda benar-benar menggunakan?

Memahami Bus PCI Express

Sebagai peningkatan ke sistem PCI (Peripheral Component Interconnect) yang asli, PCI Express memiliki satu keuntungan besar ketika awalnya dikembangkan pada awal 2000-an: menggunakan bus akses point-to-point daripada bus serial. Itu berarti bahwa setiap port PCI individu dan kartu yang terpasang dapat memanfaatkan sepenuhnya kecepatan maksimumnya, tanpa banyak kartu atau ekspansi yang tersumbat dalam satu bus..

PCI Express menggantikan standar slot PCI yang lebih lama. Motherboard ini mendukung keduanya: PCIE x16 berwarna biru, PCIE x1 berwarna hitam, dan PCI berwarna krem.

Dalam istilah awam, bayangkan PC desktop Anda sebagai restoran. Standar PCI lama seperti deli, semua orang menunggu dalam satu baris untuk dilayani, dengan kecepatan layanan dibatasi oleh satu orang di konter. PCI-E lebih seperti bar, setiap pelindung duduk di kursi yang ditentukan, dengan beberapa bartender menerima pesanan semua orang sekaligus. (Oke, jadi tidak mungkin untuk mendapatkan bartender ke setiap pelindung segera, tetapi mari kita berpura-pura ini adalah bar yang sangat hebat.) Dengan jalur data khusus untuk setiap kartu ekspansi atau periferal, seluruh komputer dapat mengakses komponen dan aksesori dengan lebih cepat.

Sekarang untuk memperluas metafora deli / bar kami, bayangkan bahwa beberapa kursi itu memiliki beberapa bartender yang disediakan khusus untuk mereka. Di situlah ide beberapa jalur masuk.

Hidup di Jalur Cepat

PCI-E telah melalui beberapa revisi sejak awal; saat ini motherboard baru umumnya menggunakan versi 3 dari standar, dengan versi 4 yang lebih cepat menjadi lebih dan lebih umum dan versi 5 diharapkan akan mencapai pada tahun 2019. Tetapi revisi yang berbeda semua menggunakan koneksi fisik yang sama, dan koneksi tersebut dapat datang dalam empat ukuran utama : x1, x4, x8, dan x16. (Ada port x32, tetapi sangat jarang dan umumnya tidak terlihat pada perangkat keras konsumen.)

Ukuran kartu yang berbeda mendukung jalur PCI-Express maksimum yang berbeda.

Ukuran fisik yang berbeda memungkinkan untuk jumlah yang berbeda dari koneksi pin data simultan ke motherboard: semakin besar port, semakin banyak koneksi maksimum pada kartu dan port. Koneksi ini secara sehari-hari dikenal sebagai "jalur," dengan setiap jalur PCI-E terdiri dari dua pasangan pensinyalan, satu untuk mengirim data dan yang lainnya untuk menerima data. Revisi yang berbeda dari standar PCI-E memungkinkan untuk kecepatan yang berbeda di setiap jalur. Namun secara umum, semakin banyak jalur yang ada pada port PCI-E tunggal dan kartu yang terhubung, semakin cepat data dapat mengalir antara periferal dan sistem komputer lainnya..

Kembali ke metafora bar kami: jika Anda membayangkan setiap pelindung yang duduk di bar sebagai perangkat PCI-E, maka jalur x1 akan menjadi bartender tunggal yang melayani satu pelanggan. Tetapi seorang pelindung yang duduk di kursi "x4" yang ditugaskan akan memilikinya empat bartender mengambilkan minuman dan makanan untuknya, dan kursi "x8" akan memiliki delapan bartender hanya untuk minumannya, dan yang di kursi "x16" akan memiliki enam belas bartender kekalahan hanya untuknya. Dan sekarang kita akan berhenti berbicara tentang bar dan bartender, karena peminum metaforis kita yang miskin terancam keracunan alkohol.

Periferal Apa Yang Menggunakan Ports?

Untuk versi PCI Express revisi 3.0 umum, kecepatan data per-jalur maksimum adalah delapan gigatransfers, istilah yang berarti "semua data dan overhead elektronik sekaligus." Di dunia nyata, kecepatan untuk revisi PCI-E 3 adalah sedikit kurang dari satu gigabyte per detik, per lane.

Jadi perangkat yang menggunakan port PCI-E x1, seperti kartu suara berdaya rendah atau antena Wi-Fi, dapat mentransfer data ke seluruh komputer sekitar 1GBps. Sebuah kartu yang menabrak slot x4 atau x8 yang secara fisik lebih besar, seperti kartu ekspansi USB 3.0, dapat mentransfer data empat atau delapan kali lebih cepat - dan itu perlu, jika lebih dari dua port USB tersebut digunakan secara maksimal tingkat transfer. Port PCI-E x16, dengan maksimum teoritis sekitar 15GBps pada revisi 3.0, digunakan untuk hampir semua kartu grafis modern yang dirancang oleh NVIDIA dan AMD.

Sebagian besar kartu grafis diskrit menggunakan slot PCI-E x16 penuh.

Tidak ada pedoman yang mengatur kartu ekspansi yang akan menggunakan jumlah jalur mana. Kartu grafis cenderung menggunakan x16 hanya demi transfer data maksimum, tetapi jelas Anda tidak memerlukan kartu jaringan untuk menggunakan port x16 dan enam belas lajur penuh ketika port Ethernet-nya hanya mampu mentransfer data pada satu gigabit per detik ( sekitar seperdelapan dari throughput satu PCI-E jalur-ingat, delapan bit ke byte). Ada sejumlah kecil solid state drive yang dipasang PCI-E yang lebih memilih port x4, tetapi yang tampaknya telah disusul dengan cepat oleh standar M.2 yang baru, yang juga dapat menggunakan bus PCI-E. Kartu jaringan kelas atas dan peralatan antusias seperti adaptor dan pengontrol RAID menggunakan campuran format x4 dan x8.

Ingat: PCI-E Port Size dan Lanes Mungkin Bukan Hal yang Sama

Berikut ini salah satu bagian yang lebih membingungkan dari pengaturan PCI-E: port mungkin ukuran kartu x16, tetapi hanya memiliki jalur data yang cukup untuk sesuatu yang jauh lebih cepat, seperti x4. Ini karena walaupun PCI-E pada dasarnya dapat mengakomodasi jumlah koneksi individual yang tidak terbatas, masih ada batas praktis pada lajur throughput chipset. Motherboard yang lebih murah dengan chipset yang lebih berorientasi pada anggaran mungkin hanya naik ke slot x8 tunggal, bahkan jika slot itu secara fisik dapat menampung kartu x16. Sementara itu, motherboard "gamer" akan mencakup hingga empat slot PCI-E x16-size dan x16-lane penuh untuk kompatibilitas GPU maksimum. (Kami sudah membahas ini secara lebih rinci di sini.)

Motherboard yang antusias ini mencakup lima slot PCI-E x16 berukuran penuh, tetapi hanya dua dari mereka yang memiliki 16 jalur data penuh - yang lainnya adalah x8 dan x4.

Jelas, ini bisa menimbulkan masalah. Jika motherboard Anda memiliki dua slot berukuran x16, tetapi salah satunya hanya memiliki lajur x4, maka memasukkan kartu grafis baru yang mewah ke slot yang salah dapat menghambat kinerjanya hingga 75%. Itu adalah hasil teoretis, tentu saja: arsitektur motherboard berarti Anda tidak akan melihat penurunan dramatis. Intinya, kartu yang tepat harus masuk slot yang tepat.

Untungnya, kapasitas jalur slot PCI-spesifik umumnya dijabarkan dalam manual komputer atau motherboard, dengan ilustrasi slot mana yang memiliki kapasitas tersebut. Jika Anda tidak memiliki manual, jumlah jalur umumnya ditulis pada PCB motherboard di sebelah port, seperti:

Label pada port ini menunjukkan jalur yang tersedia: port x1 di atas memiliki satu jalur, tetapi port x16 di bawah hanya memiliki empat, meskipun ukuran fisiknya. PCIEX1_2 berarti ini adalah port x1 kedua pada motherboard.

Selain itu, kartu x1 atau x4 yang lebih pendek secara fisik dapat masuk ke dalam slot x8 atau x16 yang lebih panjang: konfigurasi pin awal dari kontak listrik membuatnya kompatibel. Kartu mungkin agak longgar secara fisik, tetapi ketika dimasukkan ke dalam slot ekspansi case PC, kartu ini lebih dari cukup kokoh. Secara alami, jika kontak kartu secara fisik lebih besar dari slot, itu tidak dapat dimasukkan.

Jadi ingat, saat membeli kartu ekspansi atau peningkatan untuk slot PCI Express, Anda harus memperhatikan ukuran dan peringkat jalur port yang tersedia.

Kredit gambar: Newegg, Amazon