내 마더보드의 PCI Express 포트 크기가 다른 이유는 무엇입니까? x16, x8, x4 및 x1 설명

PCI Express 표준은 지난 10년 동안 만들어진 거의 모든 데스크탑 컴퓨터에 슬롯이 있는 현대 컴퓨팅의 필수 요소 중 하나입니다. 그러나 연결의 특성은 다소 모호합니다. 새 PC에서는 "PCIE" 또는 PCI-E라는 레이블이 붙은 3~4가지 크기의 6개 포트를 볼 수 있습니다. 그렇다면 왜 혼동을 일으키며 실제로 어떤 것을 사용할 수 있습니까?

PCI 익스프레스 버스 이해

원래 PCI(Peripheral Component Interconnect) 시스템에 대한 업그레이드로서 PCI Express는 2000년대 초반에 처음 개발되었을 때 한 가지 큰 이점이 있었습니다. 바로 직렬 버스 대신 지점 간 액세스 버스를 사용했다는 것입니다. 즉, 단일 버스에서 여러 카드나 확장이 막히지 않고도 각 개별 PCI 포트와 설치된 카드가 최대 속도를 최대한 활용할 수 있습니다.

일반인의 관점에서 데스크탑 PC를 레스토랑이라고 상상해 보십시오. 기존 PCI 표준은 델리와 같았습니다. 모든 사람이 한 줄로 서서 서비스를 받으며 서비스 속도는 카운터에 있는 한 사람에 의해 제한되었습니다. PCI-E는 모든 고객이 지정된 좌석에 앉고 여러 명의 바텐더가 한 번에 모든 사람의 주문을 받는 바에 가깝습니다. (그래서 모든 고객에게 즉시 바텐더를 제공할 수는 없지만 이것이 정말 훌륭한 바라고 가정해 봅시다.) 각 확장 카드 또는 주변 장치에 대한 전용 데이터 레인을 사용하여 전체 컴퓨터에서 구성 요소와 액세서리에 더 빠르게 액세스할 수 있습니다.

이제 델리/바 비유를 확장하기 위해 일부 좌석에 여러 명의 바텐더가 예약되어 있다고 상상해 보십시오. 여기에서 다중 차선이라는 아이디어가 등장합니다.

빠른 차선에서의 삶

PCI-E는 시작 이후 여러 번 수정되었습니다. 현재 새로운 마더보드는 일반적으로 표준 버전 3을 사용하며 더 빠른 버전 4가 점점 더 일반화되고 버전 5가 2019년에 출시될 것으로 예상됩니다. 그러나 다른 개정판은 모두 동일한 물리적 연결을 사용하며 이러한 연결은 4가지 기본 크기로 제공될 수 있습니다. : x1, x4, x8 및 x16. (x32 포트가 존재하지만 극히 드물며 일반적으로 소비자 하드웨어에서는 볼 수 없습니다.)

물리적 크기가 다르기 때문에 마더보드에 대한 동시 데이터 핀 연결 수가 다릅니다. 포트가 클수록 카드와 포트의 최대 연결 수가 늘어납니다. 이러한 연결은 구어체로 "레인"으로 알려져 있으며, 각 PCI-E 레인은 두 개의 신호 쌍(하나는 데이터 전송용이고 다른 하나는 데이터 수신용)으로 구성되어 있습니다. PCI-E 표준의 다른 개정판은 각 레인에서 다른 속도를 허용합니다. 그러나 일반적으로 단일 PCI-E 포트와 연결된 카드에 레인이 많을수록 주변 장치와 컴퓨터 시스템의 나머지 부분 간에 데이터가 더 빨리 흐를 수 있습니다.

우리의 바 비유로 돌아가서: 각 고객이 바에 앉아 있는 PCI-E 장치를 상상한다면 x1 레인은 단일 고객에게 서비스를 제공하는 단일 바텐더가 될 것입니다. 그러나 할당된 "x4" 좌석에 앉은 고객은 4명의 바텐더가 음료와 음식을 가져다주고 "x8" 좌석에는 8명의 바텐더가 그녀의 음료수만, "x16" 좌석에 앉은 고객은 무려 16명의 바텐더를 갖게 됩니다. 그를 위한 바텐더. 그리고 이제 우리는 술집과 바텐더에 대한 이야기를 중단할 것입니다. 왜냐하면 우리의 은유적인 술꾼들은 알코올 중독의 위험에 처해 있기 때문입니다.

어떤 주변 장치가 어떤 포트를 사용합니까?

PCI Express의 공통 개정판 3.0 버전의 경우 레인당 최대 데이터 속도는 "모든 데이터와 전자 오버헤드를 한 번에"를 의미하는 8기가 전송입니다. 현실 세계에서 PCI-E 개정판 3의 속도는 레인당 초당 1기가바이트보다 약간 적습니다.

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따라서 저전력 사운드 카드나 Wi-Fi 안테나와 같이 PCI-E x1 포트를 사용하는 장치는 약 1GBps의 속도로 나머지 컴퓨터로 데이터를 전송할 수 있습니다. USB 3.0 확장 카드와 같이 물리적으로 더 큰 x4 또는 x8 슬롯에 부딪히는 카드는 데이터를 4~8배 더 빠르게 전송할 수 있습니다. 그리고 이러한 USB 포트 중 2개 이상이 최대로 사용되는 경우 필요합니다. 전송 속도. 3.0 버전에서 이론상 최대 약 15GBps의 PCI-E x16 포트는 NVIDIA 및 AMD에서 설계한 거의 모든 최신 그래픽 카드에 사용됩니다.

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어떤 확장 카드가 어떤 수의 레인을 사용할지에 대한 정해진 지침은 없습니다. 그래픽 카드는 최대 데이터 전송을 위해 x16을 사용하는 경향이 있지만 이더넷 포트가 초당 1기가비트로만 데이터를 전송할 수 있는 경우 x16 포트와 16개의 전체 레인을 사용하기 위해 네트워크 카드가 필요하지 않습니다. 1개의 PCI-E 레인 처리량의 약 8분의 1(8비트를 1바이트로 기억). x4 포트를 선호하는 PCI-E 탑재 솔리드 스테이트 드라이브가 소량 있지만 PCI-E 버스도 사용할 수 있는 새로운 M.2 표준에 빠르게 추월된 것 같습니다. 어댑터 및 RAID 컨트롤러와 같은 고급 네트워크 카드 및 매니아 장비는 x4 및 x8 형식을 혼합하여 사용합니다.

기억하십시오: PCI-E 포트 크기와 레인은 동일하지 않을 수 있습니다.

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다음은 PCI-E 설정에서 더 혼란스러운 부분 중 하나입니다. 포트는 x16 카드 크기일 수 있지만 x4와 같이 훨씬 덜 빠른 것을 위한 충분한 데이터 레인만 있습니다. PCI-E는 기본적으로 무제한의 개별 연결을 수용할 수 있지만 칩셋의 레인 처리량에는 여전히 실질적인 한계가 있기 때문입니다. 예산 지향적인 칩셋이 있는 저렴한 마더보드는 x16 카드를 물리적으로 수용할 수 있는 슬롯이 있더라도 단일 x8 슬롯까지만 사용할 수 있습니다. 한편, "게이머" 마더보드에는 최대 GPU 호환성을 위해 최대 4개의 전체 x16 크기 및 x16 레인 PCI-E 슬롯이 포함됩니다. (여기에서 더 자세히 논의했습니다.)

분명히 이것은 문제를 일으킬 수 있습니다. 마더보드에 2개의 x16 크기 슬롯이 있지만 그 중 하나에는 x4 레인만 있는 경우 멋진 새 그래픽 카드를 잘못된 슬롯에 연결하면 성능이 75% 병목 현상이 발생할 수 있습니다. 물론 이것은 이론적인 결과입니다. 마더보드의 아키텍처는 그렇게 극적인 감소를 볼 수 없다는 것을 의미합니다. 요점은 올바른 카드가 올바른 슬롯에 들어가야 한다는 것입니다.

운 좋게도 특정 PCI 슬롯의 레인 용량은 일반적으로 컴퓨터 또는 마더보드 설명서에 나와 있으며 슬롯에 어떤 용량이 있는지 설명되어 있습니다. 설명서가 없는 경우 일반적으로 포트 옆에 있는 마더보드의 PCB에 다음과 같이 레인 수가 기록됩니다.

또한 더 짧은 x1 또는 x4 카드는 물리적으로 더 긴 x8 또는 x16 슬롯에 맞을 수 있습니다. 전기 접점의 초기 핀 구성으로 인해 호환됩니다. 카드는 물리적으로 약간 느슨할 수 있지만 PC 케이스의 확장 슬롯에 나사로 고정하면 충분히 견고합니다. 당연히 카드의 접점이 슬롯보다 물리적으로 크면 삽입할 수 없습니다.

따라서 PCI Express 슬롯용 확장 또는 업그레이드 카드를 구입할 때 사용 가능한 포트의 크기와 레인 등급을 모두 염두에 두어야 합니다.

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