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
Meerdere Assassin's Creed- en Far Cry-games in ontwikkeling
Huis

Meerdere Assassin's Creed- en Far Cry-games in ontwikkeling

De Franse uitgever Ubisoft heeft meerdere games in de Assassin's Creed- en Far Cry-reeksen in ontwikkeling.

Dat liet ceo Yves Guillemot weten in een interview met Variety, dat vooral draaide om de herstructurering van het bedrijf. De Assassin's Creed-, Far Cry- en Rainbow Six-franchises vallen tegenwoordig onder Vantage Studios, een dochteronderneming die Ubisoft samen met Tencent heeft opgericht.

"We hebben een solide planning op de rit bij Vantage Studios", aldus Guillemot. "We ontwikkelen meerdere games in de Assassin's Creed-franchise. Het gaat daarbij zowel om singleplayer- en multiplayerervaringen, met een ambitie om de spelersaantallen te laten groeien. Vorig jaar had de franchise al meer dan dertig miljoen spelers."

Over Far Cry: "Mensen wachten met smart (op nieuwe delen). We hebben op dit moment twee erg veelbelovende projecten in ontwikkeling." Hij gaf niets prijs over deze projecten, maar er gaan al langere tijd geruchten over twee Far Cry-games: een nieuwe singleplayerervaring en een losstaande multiplayergame - mogelijk een extraction shooter - waarbij beide games mogelijk een deel van de spelwereld of spelmechanismen delen.

Ubisoft op de schop

De herstructurering van Ubisoft zorgt er ook voor dat er diverse ontslagen vallen, studio's worden gesloten en games zijn geannuleerd. Eerder deze week bleek al dat er ontslagen vallen bij Ubisoft Toronto, al werd daarbij wel gecommuniceerd dat de Splinter Cell-remake in ontwikkeling blijft. De herstructurering en ontslagen leveren ook protesten op bij werknemers en vakbonden.

Over die protesten zei Guillemot in het interview: "Ik begrijp volledig de legitieme zorgen van onze teams in Frankrijk en de rest van de wereld. Ubisoft ondergaat op dit moment een grote transformatie, dat invloed heeft op onze organisatie, werkzaamheden en cultuur. Veranderingen op deze schaal wekken logischerwijs vragen op en zorgen voor spanning, zeker wanneer ze impact hebben op de routines van mensen. Ik wil luisteren, met verantwoording leiden en onze teams blijven betrekken. Maar ik kan niet negeren dat we onderdeel uitmaken van een industrie die competitiever en veeleisender is dan ooit tevoren."

▼ Volgende artikel
Check de eerste trailer van de Peaky Blinders-film
Huis

Check de eerste trailer van de Peaky Blinders-film

De eerste trailer van Peaky Blinders: The Immortal Man - de film die de Peaky Blinders-serie opvolgt - is online gedeeld.

Eind vorig jaar kwam er al een korte teaser online, maar nu is de eerste volledige trailer te zien, die meer dan tweeënhalve minuut lang is.

Peaky Blinders: The Immortal Man speelt zich af in 1940, net zoals de serie in Birmingham. Daarin speelt de Tweede Wereldoorlog een grote rol. Hoofdpersonage Tommy Shelby heeft gedurende de serie die zich voor de film afspeelt immers last van zijn ervaringen met de Eerste Wereldoorlog, dus de Tweede Wereldoorlog zal ook een grote impact op hem maken.

Tegelijkertijd worstelt hij ook met zijn verleden als leider van de gevreesde Peaky Blinders-bende. Zeker wanneer hij verneemt dat zijn zoon de bende nieuw leven in wil blazen, moet hij uit zijn isolement komen om daar een stokje voor te steken.

Watch on YouTube

Natuurlijk speelt Cillian Murphy weer de rol van Tommy Shelby. Verder zijn ook acteurs als Tim Roth, Barry Keoghan, Rebecca Ferguson en Sophie Rundle te zien. Peaky Blinders: The Immortal Man draait vanaf 6 maart in selecte bioscopen, en is vanaf 20 maart te zien op Netflix.

Vorig jaar werd ook aangekondigd dat Netflix met een nieuwe Peaky Blinders-serie komt, die verdergaat waar de serie eindigt. Om precies te zijn gaat die serie zich in 1953 afspelen, rondom een nieuwe generatie van de Shelby-familie.