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
Trage computer? Zo versnel je de opstarttijd van Windows 11
© MG | ID.nl
Huis

Trage computer? Zo versnel je de opstarttijd van Windows 11

Een minuut wachten kan eindeloos lijken, bijvoorbeeld tussen het indrukken van de aanknop en het uiteindelijk erschijnen van het Windows-bureaublad. Met de juiste aanpassingen kun je die wachttijd vaak flink verkorten. En wie wil er nu niet sneller uit de startblokken?

Het is je vast al opgevallen dat je Windows-pc na maanden intensief gebruik trager opstart dan in het begin. Dat lijkt vreemd, maar is goed verklaarbaar: je hebt waarschijnlijk allerlei programma’s geïnstalleerd die automatisch met Windows mee opstarten. Deze automatisch opstartprogramma’s controleren en uitschakelen is dan ook een belangrijke optimalisatiestap.

Maar daarnaast bestaan nog wel andere trucs om de opstarttijd te verkorten. Staat Windows nog op een klassieke harde schijf, dan kun je de tijd vaak makkelijk met een minuut of meer inkorten door over te stappen op een ssd (Solid State Drive). Dit kost wel wat tijd en geld, maar levert meteen een flinke tijdwinst op. En als we het toch over drastische ingrepen hebben: ook een volledige, schone (her)installatie van Windows (op dezelfde schijf) geeft je pc gegarandeerd een snellere start.

Draait Windows al op een ssd en wil je geen nieuwe installatie uitvoeren, lees dan vooral verder: er zijn ook minder ingrijpende maatregelen die het opstarten van je computer merkbaar versnellen. 

Meten is weten

Hoeveel tijd je met de tips en technieken uit dit artikel precies wint, is lastig te voorspellen, want dit hangt af van meerdere factoren. We raden je aan dit zelf te meten. Dat kan met een stopwatch, maar gespecialiseerde applicaties doen dit nauwkeuriger. Windows Performance Analyzer (https://apps.microsoft.com/detail/9n0w1b2bxgnz) is een optie, maar is erg technisch. Een veel gebruiksvriendelijker alternatief is BootRacer (www.greatis.com/bootracer). Deze app is ook gratis en die kun je na enkele testrondes gerust weer verwijderen. We tonen eerst hoe je BootRacer gebruikt om de opstarttijd(en) te meten, want de tool biedt daarnaast ook enkele optimaliseringsopties.

WPA: een geavanceerd meetinstrument.

BootRacer (meten)

Download de app en pak het zip-bestand uit. Start het uitgepakte exe-bestand en installeer het. Laat de vier opties aan het einde van de setup aangevinkt, rond af met Voltooien en start BootRacer op. Sluit alle andere applicaties, klik op Start en kies bij Perform a full boot time test voor Start Test / Yes. Na de herstart van Windows verschijnt rechtsonder een pop-upvenster met de opstartduur. Standaard meet BootRacer dit bij elke nieuwe Windows-opstart, waarna je via History de opeenvolgende tijden kunt volgen. Deze duur is telkens opgesplitst in drie delen: de eigenlijke boottijd, de wachttijd om aan te melden, en de tijd tussen aanmelding en een gebruiksklaar bureaublad. De BIOS-tijd (Pre-boot) aan het begin zit er niet bij omdat BootRacer begrijpelijkerwijs dan nog niet draait. Tijdens de boottijd laadt Windows de kernel, start essentiële systeemservices en initialiseert stuurprogramma’s. Na je aanmelding worden je profiel, instellingen, de shell (Verkenner), achtergrondprocessen en automatische opstartprogramma’s geladen.

Wil je niet langer dat BootRacer de opstarttijd meet, ga dan naar Options en selecteer op het tabblad Show de optie Disable BootRacer AutoStart in plaats van Every boot.

BootRacer geeft je een mooi beeld van de opeenvolgende opstarttijden.

Automatisch opstarten

Je weet nu hoe je de opstartduur kunt meten en bekijken, dus kunnen we aan de slag om deze te optimaliseren en te verkorten. Vaak win je tijd door enkel noodzakelijke programma’s automatisch met Windows te laten starten. Dit overzicht vind je in het Windows Taakbeheer, bereikbaar via het contextmenu van de startknop. Klik hier op Opstart-apps. Zet overbodige apps (tijdelijk) uit door er met rechts op te klikken en Uitschakelen te kiezen, al blijft het hier gissen hoeveel tijd zo’n app werkelijk kost bij het opstarten.

Daarvoor gebruik je BootRacer, dat ook per app de opstarttijd kan vastleggen. Start BootRacer, ga naar Options, open het tabblad Startup Control, klik op Enable Control en vink Measure program’s startup time en Log history of started apps aan. Bevestig met Save. Na een nieuwe Windows-opstart klik je in BootRacer op History en kies je History of Executed Startup Programs, voor een exacte opstarttijd van elke app, in chronologische volgorde.

BootRacer registreert nauwkeurig de opstarttijd van elke automatisch opstartende app.

Opstart-optimalisatie

Je weet nu precies hoeveel impact elke app heeft op de totale opstarttijd. In BootRacer kun je deze apps niet alleen tijdelijk uitschakelen, maar ook de startvolgorde aanpassen. Open het onderdeel Startup Control voor een overzicht. Verwijder het vinkje om apps uit te schakelen. Klik je met rechts op een app, dan kies je Info om het pad naar het programma te zien of eventueel Delete als je de opstartverwijzing (in het register) helemaal wilt verwijderen. Met de knop Set Order links bovenin bepaal je via de pijlknoppen welke apps eerder of juist later starten. Bevestig je wijzigingen met Finish Reordering.

Je kunt ook de onderlinge opstartvolgorde aanpassen in BootRacer.

Opstart-vertraging

In BootRacer kun je het opstarten van specifieke apps niet uitstellen om sneller je bureaublad te zien, omdat de app pas daarna wordt gestart. Dat kan wel met de gratis HiBit start-up Manager (www.hibitsoft.ir/StartupManager.html). Kies bij voorkeur voor de installeerbare versie, want de portable editie mist enkele opties. Installeer de app en start deze op. Wil je een app later laten opstarten, klik er dan met rechts op, kies Add to Delay en stel de gewenste vertraging in (Hour, Minute, Seconds). Of kies Automatic Delay en bepaal hoeveel procent cpu- en/of schijfbelasting er maximaal mag zijn voordat de app start. Bevestig met OK.

Start-up Manager heeft bij de rubriek Tools ook enkele handige extra’s. Zo meldt System Monitoring zich zodra een nieuwe app met Windows wil opstarten en geeft Boot Optimizer de opstarttijden weer, ook van achtergrondservices (zie ook bij Service-optimalisatie).

Je kunt apps eventueel ook laten opstarten nadat je bureaublad is verschenen.

Functie: ‘Snel opstarten’

Windows heeft een functie ‘Snel opstarten’ die de boottijd verkort. Normaal sluit Windows bij het afsluiten alle apps en logt het systeem de gebruiker uit, waarna bij de volgende start alles opnieuw wordt geladen. Met ‘Snel opstarten’ bewaart Windows de status van de systeemkernel en stuurprogramma’s (in het verborgen bestand c:\hiberfil.sys). Bij een volgende start wordt dit snapshot ingeladen, waardoor Windows sneller opstart. In de meeste gevallen is het zinvol deze functie in te schakelen, behalve bij dual-bootconfiguraties of bij stuurprogramma’s die er niet goed mee werken.

Je beheert dit via de ingebouwde app Configuratiescherm. Ga naar Systeem en beveiliging / Energiebeheer, klik op Het gedrag van de aan/uit-knoppen bepalen en kies Instellingen wijzigen die momenteel niet beschikbaar zijn. Zet een vinkje bij Snel opstarten inschakelen (aanbevolen) en bevestig met Wijzigingen opslaan.

Windows heeft een ingebouwde functie om de opstarttijd wat in te korten. 

Energiemodi

De functie Snel opstarten werkt alleen bij een volledige afsluiting, maar in het venster Energiebeheer kom je ook Slaapstand en Sluimerstand tegen, die je hier meteen ook kunt activeren. Beide energiebesparende modi zorgen voor een nog snellere start.

Bij Sluimerstand (hibernate) schrijft Windows de volledige inhoud van het RAM naar schijf, zodat de pc geen stroom meer nodig heeft. Bij het opstarten hervat je de sessie exact waar je gebleven was, inclusief geopende programma’s. Nog sneller is Slaapstand, waarbij de sessie in het RAM-geheugen blijft, waardoor de pc wel nog een klein beetje stroom verbruikt.

De exacte opstarttijd hangt af van je hardware en opstartapps, maar grofweg kun je het volgende verwachten: volledig afsluiten zonder snel opstarten circa 30 tot 60 seconden, volledig afsluiten met snel opstarten circa 15 tot 30 seconden, sluimerstand circa 10 tot 20 seconden en slaapstand circa 5 seconden.

De energiebesparende modi kunnen je ook flink wat opstarttijd besparen. 

Procesoptimalisatie

Blijft de opstart lang duren, ook nadat je alle overtollige opstart-apps hebt uitgeschakeld, dan moet je dieper graven. Vaak zijn het services en achtergrondprocessen die vertraging veroorzaken, zoals cloud-synchronisatiesoftware, update-taken of diensten van derden.

Met een ietwat botte methode spoor je dit als volgt op. Druk op Windows-toets+R, voer msconfig uit, open het tabblad Services en vink Alle Microsoft-services verbergen aan. Klik op Alles uitschakelen en herstart de pc. Start hij nu merkbaar sneller op, dan veroorzaken een of meer van die processen de vertraging.

Met de Boot Optimizer van start-up Manager (zie bij ‘Opstart-vertraging’) kun je zien hoeveel tijd zulke processen kosten. Klik desgewenst met rechts op een proces en kies Disable om het uit te schakelen (het item kleurt grijs). Later kun je dit met Enable weer inschakelen. Kies Uninstall alleen als je zeker weet dat de software niet nodig is, want hiermee verwijder je deze. De optie Delete gebruik je beter niet, omdat dit enkel het item uit de lijst verwijdert terwijl het proces toch kan blijven opstarten.

Je kunt services ook rechtstreeks beheren in Windows via de ingebouwde app Services. Selecteer een service, klik met rechts en kies Eigenschappen. Op het tabblad Algemeen stel je het Opstarttype in op Handmatig of eventueel op Automatisch (vertraagd starten), zodat de service geen impact heeft tijdens de eigenlijke opstartfase. Bevestig met OK.

Services kun je uitschakelen vanuit Boot Optimizer, maar ook vanuit de Services-module.

Autoruns

Vanuit Taakbeheer en met tools als BootRacer, Boot Optimizer en Services kun je de meeste automatisch startende apps en services beheren. Wil je echt alle autostartpunten van Windows zien, gebruik dan het gratis AutoRuns (https://learn.microsoft.com/en-us/sysinternals/downloads/autoruns), bij voorkeur als administrator. Op het tabblad Everything zie je alle opstartpunten in één overzicht en beheer je ze via het contextmenu. Met Jump to Entry spring je direct naar de locatie vanwaar ze worden gestart en met Delete verwijder je de opstartverwijzing uit Windows. Houd er rekening mee dat dit niet eenvoudig terug te draaien is, tenzij je de koppeling handmatig herstelt.

Autoruns lijst letterlijk elk mogelijk opstartpunt van Windows op.

Opstartuitstel

Je hebt de totale opstarttijd waarschijnlijk al flink teruggebracht, maar er zijn nog extra ingrepen mogelijk. Mogelijk zag je in BootRacer een melding over een ‘Explorer start-up Delay’ van 10 seconden voorbij komen. Windows bouwt deze vertraging namelijk standaard in, zodat essentiële systeemdiensten rustig kunnen starten, maar op een modern en snel systeem is dit meestal niet nodig. In BootRacer kun je dit alleen met de betaalde Pro-versie uitschakelen, maar via het register kan het ook gratis.

Druk op Windows-toets+R, voer regedit uit en navigeer naar HKEY_CURRENT_USER\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Explorer. Klik met rechts en kies Nieuw / Sleutel, geef deze de naam Serialize. Klik met rechts op deze nieuwe sleutel en kies Nieuw / DWORD (32-bits)-waarde. Noem deze StartupDelayInMSec en laat de waarde 0 staan. Sluit Regedit en herstart je pc.

Met een registeringreep kun je nog eens tot tien seconden besparen.

Auto-doorstart

Wanneer je in BootRacer de totale opstartfase bekijkt, zie je mogelijk ook een ‘Password timeout’, de tijd dat Windows wacht tot je je wachtwoord hebt ingevoerd. Zonde van de verloren tijd, maar als je de enige gebruiker van de pc bent, kun je Windows ook automatisch laten doorstarten.

Druk op Windows-toets+R, typ netplwiz en klik op OK. Verwijder het vinkje bij Gebruikers moeten een gebruikersnaam en wachtwoord opgeven […]. Bevestig met OK en vul het wachtwoord in van het gewenste account.

Zie je deze optie niet, dan gebruik je waarschijnlijk een Microsoft-account. Wil je geen lokaal account aanmaken, dan omzeil je dit als volgt. Ga opnieuw naar Uitvoeren en voer regedit uit. Navigeer naar HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\PasswordLess\Device. Dubbelklik in het rechterdeelvenster op DevicePasswordLessBuildVersion en zet de waarde op 0 (in plaats van 2). Na een herstart van je pc zou de optie alsnog zichtbaar moeten zijn.

Als enige gebruiker kun je wellicht ook zonder aanmeldwachtwoord leven. 

UEFI/BIOS

Hoewel tools (zoals BootRacer) de opstarttijd van het UEFI/BIOS niet kunnen meten, kan deze fase toch ook enige tijd kosten. Hier controleert de firmware van je moederbord de hardware en start zij het verdere proces. Met enkele instellingen kun je de opstarttijd wellicht iets verkorten.

Om in het UEFI/BIOS te komen, druk je direct na het aanzetten van de pc op een toets als F10, F2 of Del (zie je systeemhandleiding). Zoek daar naar opties als Fast Boot, Quick Boot of Quick Power on Self Test en schakel deze in om bepaalde zelftesten of wachttijden over te slaan. Controleer ook de bootvolgorde: je stelt de Windows-schijf bij voorkeur in als eerste boot device. Vaak kun je ook ongebruikte hardware, zoals bepaalde poorten, uitschakelen, wat soms wat extra tijdwinst oplevert bij de initialisatie.

Je checkt ook even enkele instellingen in het UEFI/BIOS, zoals Fast boot.

▼ Volgende artikel
Resident Evil Village en meer titels komen naar PlayStation Plus-gamecatalogus
Huis

Resident Evil Village en meer titels komen naar PlayStation Plus-gamecatalogus

Sony heeft bekendgemaakt welke spellen deze maand aan de gamecatalogus voor PlayStation Plus Extra- en Premium-leden worden toegevoegd, en Resident Evil Village is er een van.

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.

Het lijkt geen toeval dat de game naar de catalogus komt, want eerder bleek al dat Village deze maand ook op Xbox Game Pass verschijnt. Daarbij zal eind februari het negende deel in de reeks, Resident Evil Requiem, uitkomen, dus dit is het ideale moment om nog even het geheugen op te frissen met Village, dat het achtste deel in de horrorfranchise betreft.

Deze games komen op 20 januari naar PS Plus Extra en Premium:

Andere spellen die vanaf 20 januari worden toegevoegd, zijn onder andere Like a Dragon: Infinite Wealth, A Quiet Place; The Road Ahead, de oorspronkelijke Ridge Racer en Art of Rally. Voor de duidelijkheid: de moderne spellen op onderstaande lijst zijn speelbaar voor alle PlayStation Plus Extra- en Premium-leden, de klassieke game is alleen voor Premium-leden bestemd.

  •        Resident Evil Village (PS5 / PS4)

  •        Like a Dragon: Infinite Wealth (PS5 / PS4)

  •        Expeditions: A MudRunner Game (PS5 / PS4)

  •        A Quiet Place: The Road Ahead (PS5 / PS4)

  •        Darkest Dungeon 2 (PS5 / PS4)

  •        The Exit 8 (PS5 / PS4)

  •        Art of Rally (PS5 / PS4)

  •        A Little to the Left (PS5 / PS4)

Deze game komt op 20 januari naar PS Plus Premium:

  • Ridge Racer

Meer informatie over deze games valt te vinden op PlayStation Blog.

View post on X