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
PlayStation sluit de ontwikkelaar van Demon's Souls-remake
Huis

PlayStation sluit de ontwikkelaar van Demon's Souls-remake

Sony PlayStation sluit in maart Bluepoint Games, de studio achter de remake van Demon's Souls.

Dat heeft een woordvoerder van Sony aan Bloomberg bevestigd. Door de sluiting zullen ongeveer zeventig werknemers hun baan verliezen. Volgens de woordvoerder is het besluit om de studio te sluiten genomen na "een recente zakelijke beoordeling."

"Bluepoint Games is een enorm getalenteerd team en hun technische expertise heeft exceptionele ervaringen voor de PlayStation-gemeenschap opgeleverd", zo stelde de woordvoerder. "We bedanken ze voor hun passie, creativiteit en vakmanschap."

Hermen Hulst aan het woord

In een bericht die via ResetEra werd gedeeld, liet PlayStation Studios-baas Hermen Hulst - voorheen van de Amsterdamse studio Guerrilla Games - weten dat het besluit werd genomen vanwege "een toenemende uitdagende industrie-omgeving". Aldus Hulst: "Stijgende ontwikkelkosten, een vertraging in de groei van de industrie, veranderingen in het gedrag van spelers en bredere economische tegenwind maken het moeilijker om games duurzaam te bouwen."

Watch on YouTube

Hulst vervolgt: "Om ons in deze realiteit te navigeren moeten we ons aanpassen en moeten we evolueren. We hebben goed gekeken naar ons bedrijf om er zeker van te zijn dat we hedendaags leveren, terwijl we ook klaar zijn voor de toekomst. Daarom zullen we Bluepoint Games in maart sluiten."

Hij eindigde zijn bericht met het volgende: "Ik weet dat dit moeilijk nieuws is om te horen, maar ik ben zeker van de richting die we hebben gekozen. Creativiteit, innovatie en het bouwen van onvergetelijke ervaringen voor spelers blijven de kern van PlayStation Studios. We hebben een robuuste line-up voor het fiscale jaar 2026, en hebben de komende maanden veel om naar uit te kijken."

Watch on YouTube

Over Bluepoint Games

Bluepoint werd in 2021 overgenomen door Sony Interactive Studio. Daarvoor werkten de bedrijven al veel samen, en de studio stond vooral bekend om hun expertise bij het creëren van remakes en remasters. Denk aan de remake van Demon's Souls die tegelijk uitkwam met de PlayStation 5, maar ook God of War Collection, de remake van Shadow of the Colossus en Uncharted: The Nathan Drake Collection.

Vorig jaar bleek al dat Sony een liveservicegame die ontwikkeld werd door Bluepoint had geannuleerd. Volgens geruchten ging het om een liveservicegame gesitueerd in het God of War-universum.

Sony heeft de afgelopen jaren meer studio's gesloten. In 2024 sloten bijvoorbeeld Firesprite, Firewalk en Neon Koi hun deuren.

▼ Volgende artikel
Waar voor je geld: 5 NVMe-ssd's van 2 TB voor je laptop
© ID.nl
Huis

Waar voor je geld: 5 NVMe-ssd's van 2 TB voor je laptop

De prijzen van NVMe-chips voor ssd's zijn flink aan het stijgen. Ben je van plan om je laptop van een grotere opslagcapaciteit te voorzien? Dan is dit het moment om te kijken waar je de beste deal kunt vinden. Wij vonden op Kieskeurig.nl een vijftal NVMe-ssd's, met uiteenlopende prijzen. Wees er snel bij, want deze prijzen kunnen snel verder stijgen.

Samsung 990 PRO 2 TB NVMe SSD

Met de Samsung 990 PRO 2 TB NVMe SSD kun je je computer of spelconsole voorzien van een extra snelle opslagoplossing. Deze M.2‑module maakt gebruik van de PCIe 4.0‑interface en haalt sequentiële leessnelheden tot 7.450 MB/s en schrijfsnelheden tot 6.900 MB/s. Volgens Samsung liggen de willekeurige lees‑ en schrijfsnelheden 40 % en 55 % boven die van de vorige 980 PRO, waardoor de drive geschikt is voor data‑intensieve toepassingen zoals videobewerking, 3D‑ontwerp of gaming.

Het energiemanagement is volgens Samsung verbeterd: de ssd levert ruim 50 % meer prestaties per watt ten opzichte van zijn voorganger. Om je systeem stabiel te houden, beschikt de controller over slimme temperatuurbeheersing en een slanke heatsink zodat oververhitting en lawaaierige ventilatoren worden vermeden. Deze NVMe‑schijf werkt in pc’s en consoles en is ook geschikt voor de PlayStation 5. Verder ondersteunt de Samsung Magician‑software het monitoren van de schijftemperatuur en het kopiëren van gegevens.

Leessnelheid: tot 7.450 MB/s
Schrijfsnelheid:
tot 6.900 MB/s

WD Black SN770 2 TB NVMe SSD

De WD Black SN770 2 TB NVMe SSD is een M.2‑ssd die is bedoeld om je laptop of desktop een turboboost te geven. Het model ondersteunt de PCIe Gen 4‑interface en levert leessnelheden tot 5.150 MB/s. WD noemt een 20 % hogere energie‑efficiëntie in vergelijking met de vorige generatie, zodat je systeem minder energie verbruikt tijdens intensieve sessies. Voor gamers is er een speciale ‘gamingmodus’ in het WD Black‑dashboard: hiermee kun je de piekprestaties optimaliseren en tegelijkertijd de status van de schijf in de gaten houden.

De fabrikant benadrukt dat de drive dankzij thermische technologie consistent presteert, zelfs wanneer je langdurig speelt of grote bestanden verwerkt. Het compacte M.2‑formaat maakt hem geschikt voor moderne moederborden en laptops. Doordat de SN770 zowel voor pc als laptop is geformatteerd, kun je hem zonder speciale aanpassingen installeren.

Leessnelheid: 5.150 MB/s
Schrijfsnelheid: 4.850 MB/s

Kingston FURY Renegade 2 TB NVMe SSD

De Kingston FURY Renegade 2 TB NVMe is ontworpen voor gebruikers die hun pc of gameconsole willen uitrusten met veel opslag en hoge snelheden. Deze M.2‑drive maakt gebruik van een Gen 4x4‑NVMe‑controller en 3D‑TLC‑NAND; hierdoor zijn sequentiële lees‑ en schrijfsnelheden tot 7.300 MB/s en 7.000 MB/s mogelijk.

Kingston meldt bovendien dat de drive maximaal 1.000.000 IOPS haalt, wat van belang is bij multitasking of het laden van grote games. Om de prestaties stabiel te houden bij langdurige belasting, heeft Kingston een low‑profile grafeen‑aluminium warmtegeleider ontwikkeld. Voor de PlayStation 5 is een uitvoering met geïntegreerde heatsink beschikbaar; deze extra koellaag helpt de schijf koel te houden wanneer je console continu wordt belast. Met een capaciteit van 2 TB heb je genoeg ruimte voor games en multimediabestanden, en de M.2‑vormfactor maakt hem geschikt voor moderne moederborden.

Leessnelheid: tot 7.300 MB/s
Schrijfsnelheid:
tot 7.000 MB/s

Seagate FireCuda 520N 2 TB NVMe SSD

De Seagate FireCuda 520N 2 TB NVMeis een compacte NVMe‑schijf die speciaal is ontworpen voor handheld gamingapparaten en ultracompacte pc’s. Met een M.2 2230‑vormfactor past hij in handheld consoles zoals de Steam Deck en de ASUS ROG Ally. De drive gebruikt een PCIe Gen4 x4‑interface en levert sequentiële leessnelheden tot ongeveer 5.000 MB/s en schrijfsnelheden tot 3.200 MB/s.

Het door Seagate opgegeven uithoudingsvermogen vermeldt voor de 2 TB‑versie een schrijflast van 660 TBW, wat duidt op de hoeveelheid data die je in de levensduur kunt wegschrijven. Dankzij het compacte formaat en de bijbehorende 5‑jaar garantie is de drive bedoeld als duurzame upgrade voor draagbare systemen. Je hoeft daarbij geen adapters te gebruiken omdat de drive rechtstreeks in het M.2‑2230‑slot past, wat montage vereenvoudigt. Met 2 TB aan opslagruimte is er voldoende ruimte voor games, apps en systeemupdates op een handheld platform.

Leessnelheid: tot 5.000 MB/s
Schrijfsnelheid:
tot 3.200 MB/s

SanDisk SN7100 2 TB NVMe SSD

De SanDisk SN7100 2 TB NVMe SSD richt zich op gamers en professionals die behoefte hebben aan hoge bandbreedte. In zijn 2 TB‑uitvoering gebruikt deze M.2 2280‑drive een PCIe 4.0 x4‑interface met NVMe 1.4‑protocol. Volgens een review haalt hij sequentiële leessnelheden tot 7.250 MB/s en schrijfsnelheden tot 6.900 MB/s, terwijl de random leesprestaties tot 1.000 K IOPS en de random schrijfprestaties tot 1.400 K IOPS reiken. De SN7100 combineert een BiCS8 TLC‑flashgeheugen met een host‑memory‑buffer (HMB), waardoor de drive DRAM‑loos is maar toch hoge prestaties levert. De review benadrukt dat de schijf energiezuinig is en gericht is op langdurig gebruik. Op Kieskeurig wordt vermeld dat deze SSD geschikt is voor zowel pc’s als gameconsoles en een opslagcapaciteit van 2 TB heeft. Daardoor kun je hem gebruiken in een desktop, laptop of console zonder dat je extra configuratie nodig hebt.

Leessnelheid: tot 7.250 MB/s
Schrijfsnelheid:
tot 6.900 MB/s