ID.nl logo
Zekerheid & gemak

Alles over de techniek achter pci-express

Sinds 2004 bevatten pc’s onder andere sloten van het type pci-express. Destijds waren ze helemaal razendsnel ten opzichte van voorganger pci, maar nog altijd staat pci-express bekend als supersnelle aansluiting die tegenwoordig voor zowel grafische kaarten als voor ssd’s gebruik wordt. Dit moet je er over weten.

Pci-express (Peripheral Component Interconnect Express) is een seriële interface die voornamelijk gebruikt wordt om insteekkaarten zoals een grafische kaart via pci-e-sloten op een pc aan te sluiten. De standaard wordt echter ook gebruikt voor andere aansluitingen zoals m.2 voor ssd’s of Thunderbolt.

Pci-express is de standaard voor insteekkaarten en de opvolger voor zowel pci als het speciaal voor grafische kaarten bedoelde agp. Behalve voor de bekende pci-express-sloten, wordt pci-express in de pc ook voor andere communicatie gebruikt. Zo gebruiken zowel Intel als AMD pci-express als verbinding tussen de processor en chipset. Daarnaast wordt pci-express ook gebruikt voor aansluitingen als ExpressCard, m.2 (naast sata) en Thunderbolt 3. De standaard wordt beheerd door PCI-SIG, die in 1992 is opgericht voor de originele pci-standaard.

Ontwikkeling pci-express 1992 pci – 133 MB/s 1993 pci 2.0 – 533 MB/s 1996 agp 1.0 – 533 MB/s (x2) 1999 pci-x – 1,06 GB/s 2002 pci-x 2.0 – 2,13 GB/s 2002 pci-e 1.x - 4 GB/s (x16) 2006 pci-e 2.x - 8 GB/s (x16) 2010 pci-e 3.x - 15,8 GB/s (x16) 2017 pci-e 4.0 - 31,5 GB/s (x16) 2019 pci-e 5.0 - 63 GB/s (x16)

Lanes en uitbreidingssloten

Net als vrijwel iedere moderne interface is pci-express een seriële bus waarin de datapakketjes achter elkaar verstuurd worden. Pci-express 1.0 en 2.0 gebruiken 8b/10b-codering waarbij voor 8 bit aan data 10 bit wordt verstuurd, oftewel 8 bit met een overhead van 20 procent voor foutcorrectie. Vanaf pci-express 3.0 wordt gebruik gemaakt van 128b/130b-codering. Daarbij wordt 128 bit aan data verstuurd in 130 bit, dus 128 bit met een overhead van 1,5 procent.

Een pci-express-link tussen twee pci-express-apparaten zoals de chipset en de grafische kaart maakt gebruik van één of meerdere lanes. Een lane is de minimale verbinding voor de pci-e-interface en bestaat uit twee paar signaalsporen oftewel vier signaalsporen. Een lane heeft een maximale overdrachtssnelheid die bij iedere versie van pci-expess (ongeveer) verdubbeld is. Zo kan er bij pci-express 3.0 maar liefst 984,6 MB/s per lane verstuurd worden. Een groot verschil met de 250 MB/s of 500 MB/s die pci-express 1.0 en 2.0 respectievelijk halen.

Er kunnen 1, 2, 4, 8, 16 of 32 lanes gekoppeld worden tot één link, al is in de praktijk 16 lanes het maximale aantal. Om de totale maximale snelheid van een pci-express-link en dus aansluiting te weten, moet je dus weten op hoeveel lanes die aansluiting is gebaseerd. Zijn er bijvoorbeeld 16 lanes beschikbaar en wordt er gebruik gemaakt van pci-express 3.0, dan is de maximale snelheid 15,8 GB/s.

©PXimport

Qua uitbreidingssloten voor insteekkaarten zijn er drie soorten: x16, x4 en x1, die geschikt voor maximaal zestien, vier of één lane(s). Grafische kaarten zijn doorgaans uitgevoerd in het x16-formaat, terwijl insteekkaarten voor uitbreidingsporten als usb of ethernet of ssd’s in het x4- of x1-formaat uitgevoerd worden. Een kaart past behalve in het overeenkomende slot, ook in grotere sloten. Zo kun je een x1-kaart ook in een x4- of x16-slot steken en past een x4-kaart ook in een x16-slot.

Technisch werken grotere kaarten ook in kleinere sloten, maar passen ze fysiek niet. Al zal het wel (langzaam) werken als je de plastic achterkant uit het slot zaagt. Om het extra verwarrend te maken, hoeft een slot niet per se de maximale snelheid van zijn fysieke verschijningsvorm te ondersteunen. Zo kun je bijvoorbeeld twee fysieke x16-sloten hebben met in totaal 16 lanes. Gebruik je één slot, dan kun je dat slot op x16-sneheid gebruiken. Steek je echter in beide sloten een kaart, dan zullen beide x16-sloten werken op x8-snelheid.

Pci-e en voeding

Behalve dataverbindingen levert de pci-express-bus ook energie aan de uitbreidingskaarten. Deze energie is verdeeld over de 3,3volt-lijn en de 12volt-lijn. Op de 3,3volt-lijn mag 9,9 watt vermogen verbruikt worden. Het vermogen op de 12volt-lijn hangt af van het type uitbreidingskaart. Een x1-kaart mag 6 watt uit de 12volt-lijn verbruiken en totaal maximaal 10 watt verbruiken. Een x4-kaart mag 25 watt uit de 12volt-lijn verbruiken en in totaal eveneens maximaal 25 watt verbruiken.

Een x16-kaart, het formaat dat voor grafische kaarten gebruikt wordt, mag 66 watt uit de 12volt-lijn verbruiken en 75 watt in totaal gebruiken. Dat is echter niet genoeg voor een moderne grafische kaart uit de midden- of topklasse. Grafische kaarten zijn daarom voorzien van extra 12volt-aansluitingen via kabels die direct uit de voeding komen. Deze stekkers worden pci-express-connectors genoemd en zijn er met 6 of acht pinnen.

Een stekker met zes pinnen levert 75 watt vermogen via 12 volt terwijl een stekker met acht pinnen 150 watt levert via 12 volt. Een grafische kaart kan een zes-pin- en een acht-pin-aansluiting hebben voor een totaal vermogen van 300 watt (75 + 75 + 150). Er zijn ook grafische kaarten met twee keer een acht-pins-aansluiting voor een maximaal vermogen van 375 watt (75 + 150 + 150).

©PXimport

Pci-express 5.0

Hoewel pci-express 4.0 al in 2017 definitief is vastgesteld, is 3.0 in de praktijk nog steeds de snelste versie. Zo zijn de onlangs gepresenteerde Nvidia RTX 2080 en Nvidia RTX 2080 Ti grafische kaarten voorzien van pci-express 3.0. Er zijn dan ook nog geen chipsets van Intel of AMD met ondersteuning voor versie 4.0. Ondertussen wordt al druk gewerkt aan pci-express 5.0 dat dit jaar definitief moet worden vastgesteld.

Wederom betekent een nieuwe versie dat de snelheid wordt verdubbeld ten opzichte van de voorganger, waarmee versie 5.0 een snelheid van maar liefst 3.938 GB/s per lane heeft, oftewel 63 GB/s. Omdat versie 5.0 relatief snel volgt op het vertraagde 4.0 en er nog nauwelijks producten zijn die versie 4.0 ondersteunen, zou het zomaar eens kunnen zijn dat versie 4.0 in de praktijk door sommige fabrikanten wordt overgeslagen. De rol van pci-express is in ieder geval nog lang niet uitgespeeld.

▼ Volgende artikel
Accupaniek: met deze aanpassingen haal je wél het einde van de dag
© Yuliia
Huis

Accupaniek: met deze aanpassingen haal je wél het einde van de dag

Je laptopaccu lijkt altijd leeg te zijn op het moment dat er nergens een stopcontact te bekennen is. Met de juiste software-instellingen pers je echter makkelijk een uur extra uit je apparaat, zonder dat je daarvoor technisch onderlegd hoeft te zijn. Wij leggen uit aan welke knoppen je precies moet draaien voor maximaal resultaat.

Er is weinig irritanter dan een laptop die in de spaarstand schiet of uitvalt terwijl je in de trein net de laatste hand legt aan een belangrijk document. Veel gebruikers denken bij een snel leeglopende batterij direct dat de hardware versleten is en kijken alweer naar een nieuwe laptop. Vaak is de accu zelf echter nog prima in orde, maar gaat het besturingssysteem slordig om met de beschikbare energie. Fabrieksinstellingen zijn namelijk vaak gericht op maximale prestaties en helderheid, niet op uithoudingsvermogen. In dit artikel leer je hoe je de regie terugpakt en de energievreters in toom houdt, zodat je met een gerust hart de dag doorkomt.

Waar die energie eigenlijk naartoe lekt

Om te begrijpen hoe je accucapaciteit bespaart, moet je eerst weten waar de energie aan opgaat. De twee grootste verbruikers in een laptop zijn vrijwel altijd het beeldscherm en de processor. Het scherm vreet stroom om pixels te verlichten; hoe feller het scherm, hoe sneller de teller tikt. Daarnaast speelt de verversingssnelheid een rol. Veel moderne schermen verversen het beeld 120 keer per seconde (120 Hz). Dat kijkt heel rustig, maar kost aanzienlijk meer rekenkracht dan de standaard 60 Hz.

Onder de motorkap is de processor continu bezig met het verwerken van taken. Een veelvoorkomende misvatting is dat je handmatig alle programma's moet afsluiten om stroom te besparen. Dat is maar ten dele waar, want moderne systemen zijn heel goed in het bevriezen van apps die je niet gebruikt. Wat wél energie kost, zijn achtergrondprocessen die actief blijven synchroniseren, zoals cloudopslagdiensten of mailprogramma's die elke minuut checken op nieuwe berichten. Ook randapparatuur die stroom trekt via de usb-poort, zelfs als je deze niet actief gebruikt, snoept procenten van je lading af.

Besparen tijdens eenvoudige taken

De energiebesparende modus is je beste vriend wanneer je taken uitvoert die weinig rekenkracht vereisen. Denk hierbij aan tekstverwerken, e-mailen, webbrowsen of het invullen van spreadsheets. In deze scenario's heb je de volledige kracht van je processor en videokaart simpelweg niet nodig. Door in Windows of macOS te kiezen voor de energiebesparende modus, klokt de processor zichzelf terug. Hij werkt dan letterlijk iets langzamer, maar voor administratieve taken merk je daar in de praktijk niets van. De letters verschijnen nog steeds direct op je scherm zodra je ze typt.

Daarnaast is dit het moment om eens kritisch naar je schermhelderheid te kijken. Binnenshuis is een helderheid van 50 tot 60 procent vaak meer dan voldoende om comfortabel te kunnen werken. Werk je vooral 's avonds? Dan kan het zelfs nog lager. Ook het uitschakelen van toetsenbordverlichting levert in deze context pure winst op. Het zijn kleine percentages per uur, maar op een hele werkdag maakt dit het verschil tussen wel of niet de oplader moeten pakken.

©PXimport

Prestaties boven accuduur

Er zijn momenten waarop je de batterijbesparingsinstellingen beter uit kunt laten, of zelfs agressief moet vermijden. Zodra je aan de slag gaat met zware grafische taken, zoals videobewerking, 3D-rendering of serieuze gaming, werkt een besparingsmodus averechts. De software knijpt de toevoer van stroom naar de componenten af, wat resulteert in een haperend beeld, trage exporttijden en een frustrerende gebruikservaring.

In deze gevallen heeft de hardware ademruimte nodig om te kunnen presteren. Als je probeert te gamen op een besparingsstand, zal het systeem de prestaties van de grafische chip zo ver terugschroeven dat het spel onspeelbaar wordt. Bovendien duurt het renderen van een video in spaarstand veel langer, waardoor het scherm en de schijf langer actief moeten blijven, wat onderaan de streep soms zelfs méér energie kost dan een korte piekbelasting op vol vermogen. Hier geldt: efficiëntie door snelheid is soms zuiniger dan traagheid.

Situaties waarin instellingen het niet meer redden

Hoewel je met software veel kunt optimaliseren, zijn er harde grenzen waarbij geen enkele instelling je meer gaat redden. Je moet realistisch zijn over de fysieke staat van je apparaat.

Ten eerste is er de chemische degradatie. Als de maximale capaciteit van je accu (ook wel battery health geheten) onder de 70 procent is gezakt, kun je instellen wat je wilt, maar de rek is er fysiek uit. De batterijcellen kunnen de lading simpelweg niet meer vasthouden. Ten tweede is oververhitting een doodsteek voor je accuduur. Als de ventilatoren van je laptop continu staan te loeien omdat de koelkanalen vol stof zitten, kost dat enorm veel energie. Warmte is in feite verspilde energie. Tot slot helpt software niet als je zware externe apparaten zonder eigen voeding aansluit. Een externe harde schijf die zijn stroom via de laptop krijgt, trekt de accu leeg alsof het een rietje in een pakje sap is, ongeacht je schermhelderheid.

Creëer je eigen energieprofiel

Om echt grip te krijgen op je verbruik, moet je de instellingen afstemmen op jouw specifieke gedrag. Begin met de slaapstand-instellingen. Veel mensen laten hun laptop openstaan als ze even koffie gaan halen, waarbij het scherm zomaar tien minuten op volle sterkte blijft branden. Stel in dat het scherm al na twee of drie minuten inactiviteit uitgaat. Dat is de makkelijkste winst die je kunt boeken.

Kijk ook naar je randapparatuur. Gebruik je een externe monitor? Zorg dan dat je laptop zo is ingesteld dat het interne scherm volledig uitschakelt, en niet 'zwart maar aan' blijft staan. Gebruik je veel bluetooth-apparaten? Schakel bluetooth uit als je ze niet gebruikt; het constant scannen naar verbindingen kost stroom. Voor gebruikers met een oledscherm is er nog een extra truc: gebruik een donkere modus. Bij oledschermen verbruiken zwarte pixels namelijk helemaal geen energie, in tegenstelling tot traditionele lcd-schermen waar de achtergrondverlichting altijd aan staat.

Balans tussen snelheid en stopcontact

Het verlengen van je accuduur is uiteindelijk een balansspel tussen comfort en noodzaak. De grootste winst behaal je door de schermhelderheid te temperen en de slaapstand agressiever in te stellen, zodat je geen energie verspilt in de pauzes. Wees niet bang om de energiebesparingsmodus standaard aan te zetten voor alledaags werk; de moderne processors zijn krachtig genoeg om dat zonder haperingen op te vangen. Pas als je merkt dat je laptop traag reageert bij zwaardere taken, is het tijd om de teugels weer iets te laten vieren. Zo bepaal jij hoelang de werkdag duurt, en niet je batterij.

▼ Volgende artikel
Super Mario-medley wint een Grammy
Huis

Super Mario-medley wint een Grammy

Een medley gebaseerd op soundtracks uit Super Mario-games van het Jazzorkest 8-Bit Big Band heeft afgelopen zondagnacht een Grammy gewonnen.

De medley ‘Super Mario Praise Break’ won een Grammy Award voor beste arrangement (instrumentaal of a capella). In de medley zijn nummers als Gusty Garden Galaxy uit Super Mario Galaxy en Bomb-Omb Battlefield uit Super Mario 64 te horen.

De 9-Bit Big Band is afkomstig uit New York en heeft al eens eerder een Grammy gewonnen voor gamemuziek. In 2022 won het orkest een Grammy voor het nummer Meta’s Knight’s Revenge uit de SNES-game Kirby Superstar.

View post on X

De Grammy Awards

De Grammy Awards worden al sinds 1959 georganiseerd en worden gezien als een van de belangrijkste prijzen voor muziek ter wereld. Ze worden vaak vergeleken met de Oscars, die worden uitgereikt aan films. Dit jaar won Bad Bunny de prijs van album van het jaar, en ging Billie Eilish er vandoor met een Grammy voor nummer van het jaar. Overigens won Austin Wintory een Grammy in de categorie beste gamesoundtrack voor de soundtrack van Sword of the Sea.

De Super Mario-reeks van Nintendo valt op diverse spelcomputers van het bedrijf te spelen, waaronder de Nintendo Switch 2 en Nintendo Switch. Onder de meest recente grote hoofddelen vallen Super Mario Wonder en Super Mario Odyssey.

Nieuw op ID: het complete plaatje

Misschien valt het je op dat er vanaf nu ook berichten over games, films en series op onze site verschijnen. Dat is een bewuste stap. Wij geloven dat technologie niet stopt bij hardware; het gaat uiteindelijk om wat je ermee beleeft. Daarom combineren we onze expertise in tech nu met het laatste nieuws over entertainment. Dat doen we met de gezichten die mensen kennen van Power Unlimited, dé experts op het gebied van gaming en streaming. Zo helpen we je niet alleen aan de beste tv, smartphone of laptop, maar vertellen we je ook direct wat je erop moet kijken of spelen. Je vindt hier dus voortaan de ideale mix van hardware én content.