PCIe, Peripheral Component Interconnect Express ifadesinin kısaltmasıdır. PCI-SIG tarafından geliştirilen yüksek hızlı, genel amaçlı seri I/O bağlantı mimarisidir. Masaüstü ve sunucu sistemlerinde ekran kartları, NVMe SSD, ağ kartları, yakalama kartları ve başka birçok çevre birimi PCIe üzerinden sisteme bağlanabilir.
PCIe’nin önemli özelliklerinden biri, bant genişliğinin “lane” yani şerit sayısı ve kullanılan PCIe nesliyle ölçeklenebilmesidir. Bu yüzden bir aygıtın yalnızca “PCIe destekli” olması değil, kaç şerit kullandığı ve hangi nesilde çalıştığı da önemlidir.
PCIe ne işe yarar?
PCIe, sistem içindeki yüksek hızlı bileşenler arasında veri yolu sağlar. Bir GPU üzerindeki veriler, NVMe SSD’den okunan dosyalar veya yüksek hızlı ağ kartının paketleri PCIe bağlantısı üzerinden işlemciye ya da yonga setine taşınabilir.
PCIe lane (şerit) nedir?
Bir PCIe bağlantısı bir veya daha fazla seri veri şeridinden oluşur. Bağlantı genişliği genellikle x1, x2, x4, x8 veya x16 şeklinde yazılır. “x4”, aygıtın dört PCIe şeridi kullandığını; “x16” ise on altı şeritli bir bağlantıyı ifade eder.
| Bağlantı | Yaygın örnek kullanım |
|---|---|
| PCIe x1 | Ses kartı, bazı ağ veya USB genişleme kartları |
| PCIe x4 | Birçok NVMe SSD bağlantısı, bazı genişleme kartları |
| PCIe x8 | Yüksek hızlı ağ/depolama kartları, bazı GPU yapılandırmaları |
| PCIe x16 | Masaüstü ekran kartlarında yaygın fiziksel bağlantı |
Bir yuvanın fiziksel olarak x16 uzunluğunda olması her zaman elektriksel olarak 16 şeridin aktif olduğu anlamına gelmez. Kesin yapı için anakart kullanım kılavuzu kontrol edilmelidir.
PCIe nesli ne demektir?
PCIe standardı zaman içinde yeni revizyonlarla geliştirilmiştir. Yeni nesiller, önceki nesillerle uyumluluğu korumayı hedeflerken şerit başına veri hızını artırır. PCI-SIG verilerine göre PCIe 3.0 8 GT/s, PCIe 4.0 16 GT/s, PCIe 5.0 32 GT/s, PCIe 6.0 64 GT/s ve PCIe 7.0 128 GT/s ham sinyal hızlarına ulaşır.
GT/s, saniyedeki giga transfer sayısını ifade eder; doğrudan GB/s ile aynı birim değildir. Kodlama, protokol ek yükleri ve kullanılan şerit sayısı gerçek kullanılabilir bant genişliğini etkiler.
PCIe 4.0 ekran kartı PCIe 3.0’da çalışır mı?
PCIe mimarisi geriye dönük uyumluluk gözetilerek tasarlanır. Birçok durumda yeni nesil kart eski nesil yuvada çalışabilir; ancak bağlantı en düşük ortak neslin hızına iner. Cihaz ve anakart özelindeki destek yine üretici belgelerinden kontrol edilmelidir.
x16 yuvasına x4 kart takılır mı?
Fiziksel yuva ve elektriksel bağlantı uyumluysa daha az şerit kullanan PCIe kartları daha uzun yuvalarda çalışabilir. Bunun tersi, yani fiziksel olarak daha uzun bir kartı daha kısa yuvaya takmak ise yuva tasarımına bağlıdır ve çoğu standart kapalı uçlu yuvada mümkün değildir.
PCIe şeritleri nereden gelir?
Masaüstü sistemlerde PCIe şeritlerinin bir bölümü doğrudan işlemciden, bir bölümü de anakart yonga setinden sağlanabilir. Doğrudan CPU’ya bağlı şeritler genellikle ekran kartı ve yüksek hızlı depolama gibi gecikmeye duyarlı bileşenlerde kullanılır. Tam dağılım işlemci ve anakart platformuna göre değişir.
NVMe ile PCIe aynı şey mi?
Hayır. PCIe fiziksel ve mantıksal bir bağlantı mimarisidir; NVMe ise kalıcı bellek aygıtları için tasarlanmış bir iletişim protokolüdür. Bir NVMe SSD çoğunlukla PCIe üzerinden bağlanır. M.2 ise ayrıca bir form faktörü ailesidir.
PCIe performansını ne sınırlar?
- PCIe nesli
- Aktif şerit sayısı
- Aygıtın kendi denetleyici ve işlem kapasitesi
- İşlemci ve yonga setinin şerit paylaşımı
- Adaptör, riser veya ana kart tasarımı
Örneğin x4 bağlantılı bir SSD’nin x16 uzunluğundaki yuvaya takılması onu x16 aygıta dönüştürmez. Aygıt desteklediği kadar şerit kullanır.
PCIe bant genişliği nasıl hesaplanır?
Toplam bağlantı kapasitesi, neslin şerit başına veri hızı ile aktif lane sayısına bağlıdır. Bu nedenle aynı PCIe neslinde x8 bağlantı x4 bağlantıdan daha fazla ham kapasite sunar. Fakat bir aygıtın gerçek performansı her zaman bağlantının teorik sınırına ulaşmaz; aygıtın kendi denetleyicisi ve iş yükü sınırlayıcı olabilir.
PCIe yuva uzunluğu ile hız aynı şey mi?
Hayır. Fiziksel x16 uzunluğundaki bir yuva elektriksel olarak x8 veya x4 çalışabilir. Özellikle birden fazla genişleme kartı takıldığında bazı anakartlar işlemciden gelen şeritleri yuvalar arasında bölebilir. Bu nedenle anakart üzerindeki yuva uzunluğuna bakmak yerine teknik kılavuzdaki “x16/x8/x4” açıklamaları kontrol edilmelidir.
PCIe bifurcation nedir?
Bifurcation, bir grup PCIe şeridinin firmware ve işlemci desteğiyle daha küçük bağlantılara bölünmesidir. Örneğin x16 bağlantı bazı platformlarda x8+x8 veya x4+x4+x4+x4 olarak ayrılabilir. Çoklu NVMe adaptör kartlarında bu özellik önemli olabilir; her anakart ve işlemci aynı bölme seçeneklerini desteklemez.
Kısaca PCIe
PCIe, bilgisayardaki yüksek hızlı bileşenlerin haberleşmesini sağlayan temel bağlantı standardıdır. Performansı anlamak için hem nesle hem de x1/x4/x8/x16 şeklindeki şerit sayısına bakmak gerekir.