PCIe レーンとは何ですか? なぜ重要なのですか?

公開: 2023-01-09

PCIe レーン、または Peripheral Component Interconnect Express レーンは、現代のコンピューティング体験のほとんどを担っています。テクノロジーが進化するにつれて、PCIe レーンはほとんどのコンピューターやラップトップで標準機能になりました。グラフィックスカードからプロセッサ、ストレージコントローラまで、コンピュータシステム内のコンポーネント間のデータ転送を可能にします。この記事では、PCI Express とは何かについて説明します。また、PC セットアップで M 2 が使用する PCIe レーンの数も調べます。

コンテンツ

PCIe レーンとは何ですか? なぜ重要なのですか?
PCIエクスプレスとは？
PCIe レーンはどのように機能しますか?
PCIe レーンが重要な理由
PCI Express スロットの種類とサイズ
M 2 は何個の PCIe レーンを使用しますか?
PCI_E1 レーン構成
PCIe レーン計算機
PCIe レーンの計算方法
PCIe Lane Calculator を使用する利点
PCIe レーンが最も多いのはどのチップですか?

PCIe レーンとは何ですか? なぜ重要なのですか?

ここでは、PCIe レーンの完全なガイド、それらがどのように機能するか、構成、PCI Express とは何か、その他多くの詳細を示しました。

PCIエクスプレスとは？

PCI Express は、Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) の略で、コンピューターと他の電子コンポーネント間の通信を可能にするインターフェイス規格です。これは、最新のコンピューターやコンポーネントのほとんどに搭載されており、グラフィックスカード、サウンドカード、ハードドライブ、その他のコンポーネントなど、幅広い周辺機器やコンポーネントをサポートしています。 PCIe は、従来の PCI よりも最大 20 倍高速なデータレートをサポートする高度な規格です。これにより、ゲーム、ビデオ編集、およびその他の集中的なタスクなどのハイエンドアプリケーションに特に役立ちます。 PCIe 規格の最も重要な側面の 1 つはレーンです。 レーンは、2 つのコンポーネント間の個々の接続です。 PCIe デバイスのレーン数が多いほど、一度に転送できるデータが多くなります。これが、ハイエンドのグラフィックスカードやその他のコンポーネントが通常のコンポーネントよりもレーン数が多い理由です。コネクタの数によって、PCIe デバイスで使用できるレーンの数が決まります。たとえば、2 つのコネクタを備えた PCIe デバイスには 4 つのレーンがあります。これは、4 つのデータストリームを同時に送受信できることを意味します。ほとんどの PCIe デバイスには、1、4、8、または 16 のレーンがあります。したがって、これは PCI Express に関する簡単な説明です。

モダンなブラックマザーボード上の Pci expess ポートスロットのクローズアップ。フォーカスを選択

PCI Express とは何かがわかったので、次のセクションを読んで、PCIe レーンがどのように機能するかを理解してください。

PCIe レーンはどのように機能しますか?

簡単に言えば、PCIe レーンは、コンピューターシステムのさまざまなコンポーネントを接続するために使用されるバスの一種です。 PCIe バスは、最大 16 レーンのデータ転送を提供できるポイントツーポイントのシリアル接続です。各レーンは、2 つのコンポーネント間の専用の双方向接続です。これは、データが各レーンで双方向に移動できることを意味し、コンポーネント間の高速かつ効率的なデータ転送を可能にします。 PCI_E1 レーン構成には、速度とレーン数に応じてさまざまなバージョンがあります。たとえば、PCIe 1.0 と PCIe 2.0 は、速度とレーン数が異なる 2 つの異なるバスバージョンです。 PCIe 1.0 には 1 つのレーンがあり、PCIe 2.0 には 2 つのレーンがあります。どちらのバージョンもまだ広く使用されていますが、PCIe 3.0 が最新バージョンで、8 レーンです。

最も一般的なタイプの PCIe レーンは、グラフィックスカードに使用されます。グラフィックスカードはマザーボードに接続する必要があり、PCIe バスはこれを行う最も効率的な方法です。バスのレーン数によって、グラフィックスカードがアクセスできる帯域幅が決まります。レーン数が多いほど、カードがアクセスできる帯域幅が増え、パフォーマンスが向上します。

PCIe レーンは、他のコンポーネントをマザーボードに接続するためにも使用されます。たとえば、ストレージデバイスやサウンドカードなどのその他の周辺機器をマザーボードに接続できます。各コンポーネントに専用のレーンを用意することで、これらのコンポーネント間のデータ転送速度が大幅に向上します。

コンポーネントをマザーボードに接続するだけでなく、PCIe レーンはコンポーネントを接続することもできます。これはクロスリンクと呼ばれ、コンポーネントがマザーボードを介さずに相互に通信できるようにします。これは、GPU やサウンドカードなど、データを共有する必要があるコンポーネントに役立ちます。

PCIe レーンが重要な理由

PCIe レーンは、最新のコンピューティングテクノロジの重要なコンポーネントです。これらは、CPU と他のデバイス間の直接接続を提供し、従来のシステムよりも高速なデータ転送を可能にします。 PCIe レーンが重要な理由を理解すると、PCIe レーンが非常に重要である理由を簡単に理解できます。

PCIe レーンは、CPU と他のコンポーネント間の物理的な接続です。これは、CPU と他のコンポーネントの間でデータを送信する複数のワイヤで構成されています。これらのワイヤは特定のパターンで配置されており、CPU と他のコンポーネント間で最大量のデータを転送できます。
プロセッサーは、マザーボードで使用可能な PCIe レーンの数を決定します。 使用可能なレーンが多いほど、より多くのデータをより高速に転送できます。通常、ハイエンドの CPU はローエンドの CPU よりも多くの PCIe レーンを備えているため、データ転送速度が高速になります。
お使いのコンピューターのマザーボードを選択する場合、PCIe レーンの数が決定要因になる可能性があります。 複数のグラフィックスカードまたは高速ストレージデバイスを使用する予定がある場合は、それらをサポートするのに十分な PCIe レーンがマザーボードにあることを確認する必要があります。そうしないと、達成できるパフォーマンスが制限される可能性があります。
PCIe レーンは、他のコンポーネントのパフォーマンスにおいても重要です。たとえば、SSD や NVMe ドライブなどの高速ストレージデバイスが最大限の能力を発揮するには、PCIe レーンが必要です。適切な数のレーンがなければ、これらのデバイスは可能な速度に達することができません。

PCI Express スロットのタイプとサイズについては、次のセクションをお読みください。

PCI Express スロットの種類とサイズ

Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) は、グラフィックスカードやソリッドステートドライブなどの高速コンポーネントをコンピューターのマザーボードに接続するための業界標準のインターフェイスです。これは、最新の PC やラップトップに見られる拡張スロットの最も一般的な形式であり、あらゆる種類のコンポーネントをシステムに接続できます。スロットのサイズと形状、およびスロットにある PCIe レーンの数によって、接続できるコンポーネントの種類が決まります。

PCI_E1 レーン構成の最も一般的なタイプは、x1、x4、x8、および x16 です。この数は、スロットをシステムのチップセットに接続する物理レーンの数を表します。物理スロットは、下部に少数のピンがある薄い長方形のスロットのように見えます。 X1 スロットは最小で 1 レーンしかありませんが、x16 スロットは最大で最大 16 レーンを持つことができます。

では、PCIe スロットのレーン数が重要なのはなぜでしょうか? レーンが多いほど、コンポーネントとシステムの間でデータをより高速に転送できます。強力なグラフィックスカードを使用している場合は、16 レーンの x16 スロットを使用することをお勧めします。これにより、カードが作成するすべてのフレームを最大限に活用できます。

さまざまなサイズに加えて、PCI_E1 レーン構成にもさまざまな形状とサイズがあります。最も一般的なタイプは、フルハイト、ロープロファイル、およびハーフハイトです。フルハイトスロットは従来の PCI スロットと同じサイズで、通常はグラフィックスカードなどのコンポーネントに使用されます。ロープロファイルスロットははるかに小さく、通常はソリッドステートドライブやワイヤレスカードなどのコンポーネントに使用されます。ハーフハイトスロットはさらに小さく、通常はサウンドカードやネットワークカードなどのコンポーネントに使用されます。

PCI Express スロットとサイズについて理解できたところで、次に PCIe レーンの意味について説明しましょう。このセクションを締めくくるには、レーンが多いほど、データをより速く転送できます。

たとえば、16 レーンの x16 スロットがある場合、コンポーネントとシステム間で 1 秒あたり最大 16 ギガバイトのデータを転送できることを意味します。

M 2 は何個の PCIe レーンを使用しますか?

M.2 デバイスが使用する PCIe レーンの数は、そのサイズと使用されるデータ転送のタイプによって異なります。一般に、ほとんどの M.2 デバイスは最大 4 つの PCIe レーンを使用します。これにより、最大 4 つの個別のデータ転送チャネルが可能になり、データ転送が高速になり、全体的なパフォーマンスが向上します。ただし、一部の大型の M.2 デバイスでは、最大 8 つの PCIe レーンを使用して、さらに高速なデータ転送速度を実現できます。

M.2 デバイスが使用する PCIe レーンの数もパフォーマンスに影響します。より多くのレーンを使用すると、データをより迅速かつ効率的に転送できます。これは、ビデオ編集ソフトウェアやゲームアプリケーションなど、大量のデータを転送する必要があるデバイスに特に役立ちます。さらに、より多くの PCIe レーンにより、マルチタスクパフォーマンスが向上します。たとえば、同時に複数のアプリケーションを実行している場合、追加の PCIe レーンは、各アプリケーションがデータ転送のニーズに十分な帯域幅を確保するのに役立ちます。

M 2 が必要に応じて使用する PCIe レーンの数については、使用可能な PCIe レーンの数を考慮する必要があります。大量のデータ転送を必要とするハイエンドアプリケーションにデバイスを使用する場合は、より多くの PCIe レーンを備えたデバイスを選択できます。ただし、デバイスを Web ブラウジングやワードプロセッシングなどの基本的なタスクに使用するだけの場合は、PCIe レーンが少ないデバイスで済む場合があります。

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PCI_E1 レーン構成

PCI_E1 レーン構成は、コンピューターのパフォーマンスの重要な要素です。構成を変更する前に、構成の基本を理解することが重要です。この記事では、PCI_E1 レーン構成の概要と、それがコンピューターのパフォーマンスに与える影響について説明します。

システムで使用可能なレーンの数によって、PCI_E1 レーンの構成が決まります。使用可能なレーンが多いほど、デバイスはコンピューターとより高速に通信できます。使用可能なレーンの数は、マザーボードのサイズと搭載されているチップセットのタイプによって決まります。たとえば、2 つの PCI_E1 レーンを備えたマザーボードは、2 つのレーンを備えたデバイスをサポートできます。

PCI_E1 レーンを設定するときは、接続されているデバイスの種類を考慮する必要があります。たとえば、デバイスがグラフィックスカードの場合、サウンドカードよりも多くのレーンが必要になります。これは、グラフィックスカードがサウンドカードよりも多くの帯域幅を必要とするためです。
ネットワークをセットアップするときは、PCI_E1 レーンの構成も重要です。ルーターを使用している場合は、それに応じて PCI_E1 レーンを構成する必要があります。これにより、ルーターが接続されているデバイスと確実に通信できるようになります。
PCI_E1 レーンを構成する場合、使用可能なレーンの数がマザーボードによって制限されていることに注意することも重要です。したがって、複数のデバイスをネットワークに接続する場合は、より多くのレーンを備えたマザーボードを購入する必要がある場合があります。
PCI_E1 レーンを構成するときは、レーンが正しく接続されていることを確認する必要があります。たとえば、デバイスがグラフィックカードの場合、マザーボードは 2 レーンで構成する必要があります。各レーンはグラフィックスカードに接続し、もう一方のレーンはサウンドカードに接続する必要があります。
また、接続速度は使用可能なレーン数によって制限されることに注意する必要があります。したがって、複数のデバイスをネットワークに接続する場合は、より多くのレーンを備えたマザーボードを購入する必要がある場合があります。

PCIe レーン計算機

コンピューターの組み立てに関して言えば、どのコンポーネントを使用するかを知ることは、それらをつなぎ合わせるのと同じくらい重要です。そのようなコンポーネントの 1 つが PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) レーンです。これは、コンポーネントを PCI バスに接続するために不可欠であるだけでなく、システムの速度を決定するのにも役立ちます。しかし、PCIeレーンとは正確には何ですか? それらをどのように計算しますか？ PCIe レーンとその計算方法について知っておく必要があるすべてのことを読んでください。

PCIe レーンは、PCI バスと、グラフィックスカード、ネットワークカード、サウンドカード、その他の周辺機器などのデバイスとの間の接続ポイントです。これらのコンポーネントが PCI バスと通信するには、PCIe レーンに接続する必要があります。 PCIe レーンにはさまざまなサイズと速度があり、サイズと速度ごとに異なる量のデータを送信できます。

最も一般的なサイズは x1、x4、x8、および x16 で、それぞれに長所と短所があります。たとえば、x1 レーンは最大 1GB/秒を処理でき、x16 レーンは最大 16GB/秒を処理できます。一般に、レーンのサイズが大きいほど、データを高速に転送できます。

PCIe レーンの計算方法

必要なレーン数の計算は、PCI バスに接続する予定のデバイスのタイプによって異なります。たとえば、グラフィックスカードを取り付ける場合は、カードが適切に機能するために必要なデータを知る必要があります。この情報は通常、GPU の仕様に記載されています。

デバイスのデータ要件がわかったら、データ要件をレーンが処理できる最大データ量で割ることによって、必要な数を計算できます。たとえば、グラフィックカードが 8GB/秒のデータを必要とし、x16 レーンを使用している場合、8/16 = 4 レーンが必要になります。

PCIe Lane Calculator を使用する利点

電卓を使用する主な利点の 1 つは、接続しているデバイスの正しい番号を確認できることです。十分なレーンがない場合、デバイスのパフォーマンスが制限される可能性があるため、これは重要です。さらに、レーンが多すぎると、リソースを浪費する可能性があります。

PCIe レーン計算機は、特定のデバイスに必要な接続速度を決定するのにも役立ちます。これにより、接続しているデバイスに対して速すぎるレーンを購入しないようにすることで、お金を節約できます。

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PCIe レーンが最も多いのはどのチップですか?

テクノロジーが進歩するにつれて、CPU、マザーボード、およびその他のコンポーネントの機能も進歩します。パフォーマンスと速度に関して最も重要な要素の 1 つは、チップに搭載されている PCIe レーンの数です。これは、より多くの PCIe レーンを使用すると、コンポーネント間でより多くのデータを転送できるようになり、パフォーマンスが向上するためです。そうは言っても、PCIeレーンが最も多いのはどのチップですか?

Intelは PCIe レーンに関してはリーダーであり、最新の第 10 世代 Intel Core プロセッサは最大 40 の PCIe レーンを提供します。これはほとんどのアプリケーションにとって十分すぎるほどであり、複数の NVMe ドライブ、複数の GPU、およびその他のコンポーネントを同じシステムに接続することができます。
AMDには、最大 128 の PCIe レーンを提供する Ryzen Threadripper および EPYC プロセッサを備えたいくつかの印象的なオプションもあります。これは、データセンターやハイエンドのゲーム機など、最も要求の厳しいワークロードでも十分です。
Core i9 や Xeon W シリーズチップなどの Intel の HEDT (ハイエンドデスクトップ) プロセッサも、最大 48 の PCIe レーンを提供します。これは、強力なワークステーションやゲーミングリグを構築したいゲーマーやコンテンツクリエーターに最適なオプションです。

最後に、Intel の新しい 10nm Ice Lake プロセッサは最大 30 の PCIe レーンを提供しますが、これはほとんどのアプリケーションにとって依然として大きな数です。 10nm Ice Lake チップは電力効率も非常に高く、モバイルデバイスに最適なオプションです。

PCIe レーンに関しては、Intel が明らかに AMD よりも優れています。ただし、ハイエンドアプリケーションの場合は、AMD の Ryzen Threadripper と EPYC チップが依然として最適なオプションです。

数値だけがパフォーマンスを決定する要因ではないことを覚えておくことも重要です。メモリの種類、クロック速度、およびその他のコンポーネントはすべて、パフォーマンスに影響を与えます。

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全体として、最も多くの PCIe レーンを探している場合は、Intel の第 10 世代 Core プロセッサ、HEDT チップ、および Ice Lake プロセッサが最適なオプションです。 AMD の Ryzen Threadripper および EPYC プロセッサも、アプリケーションに最も多くのPCIe レーンを必要とするユーザーにとって優れたオプションです。ただし、PCIe レーンの数がすべてではなく、他のコンポーネントも考慮する必要があることにも留意する必要があります。このガイドが役に立ち、PCI Express とは何かについて詳しく知ることができたことを願っています。