PCIe x1-Steckplatz entsperren: Übersicht und Einsatzmöglichkeiten
19.08.2024 11:47:56
PCIe steht für Peripheral Component Interconnect Express. Es handelt sich um einen Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenstandard, der verschiedene interne Computerkomponenten verbindet. Er wird hauptsächlich zum Anschluss von Erweiterungskarten an das Motherboard verwendet, darunter Grafikkarten, Netzwerkkarten und Datenerfassungskarten.
PCIe-Steckplätze variieren in der Größe. Gängige Steckplatzkonfigurationen sind x1, x4, x8 und x16, die die Anzahl der für die Kommunikation verfügbaren Datenkanäle angeben. Je höher der Wert, desto schneller ist die Datenübertragung zwischen Motherboard und Erweiterungskarte.
Darüber hinaus können verschiedene Spezifikationen aufwärtskompatibel sein. Beispielsweise kann eine x1-Erweiterungskarte auch in x4-, x8- und x16-Konfigurationen verwendet werden. Eine Karte, die in einer x8-Konfiguration verwendet werden kann, kann auch in einer x16-Konfiguration eingesetzt werden.
Inhaltsverzeichnis
1. Was ist ein PCIe x1-Steckplatz?
Der PCIe x1-Steckplatz ist eine Erweiterungsschnittstelle mit einer einzelnen PCIe-Lane. Er ist der kleinste PCI-Express-Steckplatz mit dem niedrigsten Durchsatz, eignet sich aber dennoch ideal für eine Vielzahl von PCIe-Peripheriekarten mit geringem Stromverbrauch.
Darüber hinaus können PCIe-x1-Karten in jeden PCIe-Erweiterungssteckplatz eingesetzt werden, einschließlich x4-, x8- und x16-Steckplätzen. Der Zweck des PCIe-x1-Steckplatzes wird oft ignoriert, wir erklären ihn jedoch im Folgenden ausführlich.
2. Was ist die maximale Geschwindigkeit von PCIe x1?
Die maximale Geschwindigkeit von PCIe x1 variiert je nach Generation. Der technologische Fortschritt nimmt zu. Von PCIe 1.0 bis zum neuesten PCIe 6.0 haben sich Bandbreite und Geschwindigkeit jeder Generation dramatisch erhöht. Details dazu:
1. PCIe 1.0:Die maximale theoretische Geschwindigkeit bei PCIe 1.0 beträgt 250 MB/s, wodurch in erster Linie das Problem des Engpasses des Parallelbusses behoben wird, was zu einem anfänglichen Anstieg der Datenübertragungsrate führt.
2. PCIe 2.0:Diese Generation des PCIe x1-Standards hat eine maximale theoretische Geschwindigkeit von 500 MB/s und behält die 8b/10b-Kodierungstechnik bei.
3. PCIe 3.0:In dieser Generation wird die maximal mögliche Geschwindigkeit von PCIe x1 auf 1 GB/s erhöht. PCIe 3.0 führt eine effizientere 128b/130b-Kodierungstechnik ein, die überflüssige Daten reduziert und gleichzeitig die tatsächliche Effizienz der Datenübertragung erhöht.
4. PCIe 4.0:Nach diesem Standard beträgt die maximale theoretische Geschwindigkeit von PCIe x1 2 GB/s. PCIe 4.0 erhöht die Übertragungsrate auf 16 GT/s und verwendet weiterhin das effiziente 128b/130b-Kodierungsschema, wodurch die Bandbreite erheblich erhöht wird.
5. PCIe 5.0:Diese Generation von PCIe x1 verfügt über eine maximale theoretische Geschwindigkeit von 4 GB/s und eine Übertragungsrate von 32 GT/s, wodurch Abwärtskompatibilität gewährleistet und gleichzeitig eine höhere elektrische Leistungsoptimierung bereitgestellt wird.
3. Welche verschiedenen Arten von PCIe-Steckplätzen gibt es?
Wie bereits erwähnt, gibt es PCIe-Steckplätze in verschiedenen Größen und Konfigurationen. Die gängigsten sind x1, x4, x8 und x16. Hier ist eine detaillierte Einführung:
PCIe x1:Dies ist der kleinste PCIe-Steckplatz mit einem einzigen Kanal für die Datenkommunikation. PCIe x1-Steckplätze werden typischerweise für Erweiterungskarten verwendet, die keine hohen Anforderungen stellen, wie z. B. Soundkarten, Netzwerkkarten und WLAN-Adapter.
PCIe x4:Dieser Steckplatz verfügt über vier Kanäle für die Datenübertragung. Er bietet mehr Bandbreite als ein x1-Steckplatz und wird häufig für verschiedene Erweiterungskarten verwendet, darunter Speichercontroller, RAID-Karten und einige Soundkarten.
PCIe x8:Dieser Steckplatz verfügt über 8 Datenspuren und bietet somit eine größere Bandbreite. Diese Steckplätze werden häufig für Hochleistungserweiterungskarten verwendet, die höhere Datenübertragungsraten erfordern, wie z. B. bestimmte Netzwerkadapter und dedizierte Datenerfassungskarten.
PCIe x16:Dies ist der größte PCIe-Steckplatz mit 16 Datenkanälen. PCIe-x16-Steckplätze sind mit Grafikkarten (GPUs) verbunden und bieten die höchste verfügbare Bandbreite auf Standard-Mainboards für Endverbraucher. High-End-Gaming-, Content-Creation- und Workstation-Systeme sind häufig mit PCIe-x16-Steckplätzen für leistungsstarke Grafikverarbeitung ausgestattet.
4. Was ist ein PCIe-Kanal?
Bei der Auswahl der Erweiterungskartenkombination für das Motherboard ist es wichtig zu verstehen, was ein PCIe-Kanal ist. Ein PCIe-Kanal ist ein Leiterstift in einem PCIe-Steckplatz. Die Größe eines PCIe-Steckplatzes gibt in der Regel auch die Anzahl der PCIe-Kanäle an. Beispielsweise verfügt ein PCIe-x16-Steckplatz über x16 PCIe-Kanäle, während ein PCIe-x1-Steckplatz über x1 PCIe-Kanäle verfügt.
Ein Standard-Motherboard verfügt normalerweise über etwa 20 bis 24 PCIe-Kanäle, die auf die verschiedenen eingebauten PCIe-Steckplätze verteilt sind. Manche PCIe-Steckplätze haben jedoch möglicherweise mehr Datenkanäle als ihre Größe, und manche PCIe-x16-Steckplätze haben möglicherweise nur x8-PCIe-Kanäle. Dies stellt jedoch bei der tatsächlichen Verwendung kein Problem dar und sie können auch GPU-Grafikkartenverbindungen unterstützen.
5. Wozu dient ein PCIe X1-Steckplatz?
Obwohl der PCIe x1-Steckplatz nur über einen PCIe-Kanal verfügt, spielt er dennoch eine bestimmte Rolle und kann viele Arten von Erweiterungskarten anschließen, wie z. B. Modems und Netzwerkkarten, Soundkarten, SATA-Erweiterungskarten, USB-Port-Erweiterungskarten, TV-Tunerkarten, Videoaufnahmekarten, Adapterkarten usw., die Ihnen nacheinander vorgestellt werden.
1. Modems und Netzwerkkarten
Über den PCIe x1-Steckplatz können Sie kabelgebundene oder kabellose Erweiterungskarten, wie z. B. PCIe x1-WLAN-Karten oder 1G-PCIe-Ethernet-Karten, an das Mainboard anschließen. Mainboards verfügen in der Regel über integriertes Ethernet, PCIe x1-WLAN-Karten bieten jedoch eine Möglichkeit, Ihren Computer mit WLAN zu verbinden.
Der PCIe x1-Steckplatz unterstützt alle Arten von drahtlosen Netzwerkkarten, einschließlich des neuesten Wi-Fi 6-Protokolls, jedoch nur 1-Gigabit-Ethernet- oder RJ45-Ethernet-LAN-Karten (Local Area Network).
2. Soundkarten
Benutzer, die Wert auf Audioqualität legen, können eine Soundkarte im PCIe x1-Steckplatz installieren, um eine höhere Audioqualität und einen präziseren Klang sowie eine bessere Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen zu erzielen.
3. SATA-Erweiterungskarte
Wenn Sie Ihrem Computer weitere SATA-Festplatten hinzufügen möchten, können Sie eine PCIe x1 SATA-Erweiterungskarte erwerben, um weitere SATA-Anschlüsse hinzuzufügen. SATA-SSDs haben eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von ca. 550 Mbit/s, SATA-HDDs eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von ca. 150 Mbit/s und der PCIe x1-Steckplatz der 3. Generation eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von 1 Gbit/s, sodass mehrere SATA-Speicherlaufwerke problemlos verarbeitet werden können.
4. USB-Port-Erweiterungskarte
PCIe x1 unterstützt auch die Erweiterung von USB-Anschlüssen. Weitere E/A-Anschlüsse können ebenfalls über den PCIe x1-Steckplatz hinzugefügt werden. Suchen Sie einfach nach einer E/A-Erweiterungskarte mit PCIe x1-Formfaktor.
5. TV-Tunerkarte
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit für den PCIe x1-Steckplatz ist eine TV-Tunerkarte. Mit einer PCIe x1-TV-Karte können Sie Ihrem Gerät ermöglichen, Fernsehsignale zu empfangen und direkt an den Fernseher weiterzuleiten. Mit einigen Karten kann der Computer sogar Live-TV-Sendungen direkt vom Kabel aufnehmen und später ansehen.
6. Videoaufnahmekarte
Mit einer Videoaufnahmekarte kann ein Computer beliebige Videoquellen von einer Kamera oder einem anderen externen Gerät (z. B. einer Spielekonsole, einem Fernseher oder einem DVD-Player) empfangen und diese Videosignale in digitale Daten umwandeln, die auf dem Computer gespeichert werden können. Die konvertierten Daten können in Echtzeit gestreamt oder zur späteren Bearbeitung gespeichert werden.
7. Riser-Karte
Wenn Sie mehr PCIe-Steckplätze benötigen, können Sie eine PCIe-Riser-Karte, auch Verteiler genannt, verwenden. Nach dem Anschluss einer PCIe-Riser-Karte erhöht sich lediglich die Anzahl der Steckplätze, die PCIe-Bandbreite bleibt jedoch unverändert und wird gleichmäßig auf die PCIe-Steckplätze der Riser-Karte verteilt. Das heißt, eine Riser-Karte mit vier PCIe-x1-Steckplätzen, die an einen PCIe-x1-Steckplatz angeschlossen ist, verfügt über ein Viertel der PCIe-x1-Bandbreite pro Steckplatz.
6. Was ist der Unterschied zwischen den verschiedenen Generationen von PCIe-Steckplätzen?
Die Entwicklung der PCIe-Steckplätze hat bisher mehrere Generationen durchlaufen und jede Generation wurde hinsichtlich Datenübertragungsrate, Bandbreite und Funktionen verbessert:
PCIe 1.0 / 1.1:
Version 1.0 wurde 2003 veröffentlicht, Version 1.1 zwei Jahre später (2005). Die maximale Bandbreite pro Kanal wurde von 250 MB/s auf 250 MB/s erhöht; die maximale Bandbreite des x16-Steckplatzes blieb bei 4 GB/s. Dies ist die erste PCIe-Generation, die höhere Geschwindigkeiten als vorherige PCI-Schnittstellen ermöglicht.
PCIe 2.0:
Im Jahr 2007 wurde die zweite Generation der PCIe-Steckplätze veröffentlicht, die die maximale Bandbreite pro Kanal auf 500 MB/s verdoppelte und auch die maximale Bandbreite der x16-Steckplatzgeschwindigkeit auf 8 GB/s erhöhte, was die Gesamtleistung verbesserte.
PCIe 3.0:
Upgrade auf die 3. Generation im Jahr 2010 mit einer maximalen Bandbreite von 1 GB/s pro Kanal und einer maximalen Bandbreite von 16 GB/s für x16-Steckplätze. Im Vergleich zur vorherigen Generation hat sich die Datenrate pro Kanal weiter verdoppelt und bietet so eine höhere Leistung für anspruchsvolle Anwendungen.
PCIe 4.0:
Das Produkt der 4. Generation wurde 2017 veröffentlicht, mit einem längeren Abstand zwischen der vorherigen Generation und der vorherigen Generation. Im Vergleich zu PCIe 3.0 hat sich die Datenrate pro Kanal erneut verdoppelt und bietet mehr Bandbreite für leistungsstarke Grafikkarten und Speicherlösungen.
PCIe 5.0:
Im Jahr 2019 wurde PCIe 5.0 mit einer maximalen Bandbreite von 4 GB/s pro Kanal und einer maximalen Bandbreite von 64 GB/s für x16-Steckplätze eingeführt, geeignet für neue datenintensive Anwendungen.
PCIe 6.0:
Bis 2022 wird es auf die 6. Generation aktualisiert, die auch die bisher neueste Generation ist. Die maximale Bandbreite jedes Kanals wird auf 8 GB/s erhöht, und die maximale Bandbreite des x16-Steckplatzes hat 128 GB/s erreicht, wodurch die Grenze der Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zukünftiger Systeme überschritten wird.
7. Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die Verbindungsgeschwindigkeit der PCIe-Steckplätze mit jeder Generation verdoppelt hat. Die neueste PCIe-Architektur-Innovation ist deutlich schneller als die derzeit auf dem Markt erhältlichen Prozessoren, was zu Verzögerungen bei der Vermarktung von Hardwareprodukten mit höheren PCIe-Geschwindigkeiten geführt hat. Derzeit ist PCIe Gen 4 die am häufigsten verwendete und beliebteste Variante auf dem Markt, insbesondere im Hochleistungsrechnen in Rechenzentren, die häufig in
industrielle Rackmount-ComputerIch glaube, dass die 6. Generation von PCIe in naher Zukunft unser Leben erobern wird und wahrscheinlich Anwendung in Geräten wie
2HE Industrie-PCs,
Industrie-PC 4HE, Und
robuste lüfterlose Mini-PCs.
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