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PCI-Expressレーンとは何ですか?

i7-5820Kは40レーンの兄弟プロセッサと比較して28 PCI-Expressレーンしかありませんという記事を読んでいます。

28車線はもう多すぎませんか。通常の家庭用PCに実際に必要な車線数とその目的は何ですか?

次のものがPCIeにどのように接続されるのか私にはわかりませんが、28に達することさえありますか?

2つのHD、1つのSSD、1つのCD-DVD-BR、カードリーダー、プリンター、wifiまたはlanだが両方ともジョイスティック、キーボード、マウス、グラフィック。

家庭用またはオフィス用のPCでPCIeに直接アクセスするには、他にどのような可能性がありますか?あるいはサーバーも。

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Blessed Geek

多くのデバイスは複数のレーンを使用します。

たとえば、ゲーム用グラフィックスカードは16レーンを使用します。いくつかの強力なゲーム用コンピュータは2枚のグラフィックスカードを持っています - それは32のPCIeレーン(2つのx16ポート)です。

Intel i7-5820Kは2枚のx16グラフィックスカードを扱うことができません。一部のゲーム愛好家や一部のエンジニアにとっては、これは深刻な問題になる可能性があります。 4個以上のコアと2枚のx16グラフィックスカードが必要な場合は、異なるCPU(おそらくXeon)を選択する必要があります。

PCIe SSDドライブは複数のPCIeレーンも使用します(x 4またはx 8)。

多くのギガビットネットワークアダプタはPCIe x 4を使用し、10ギガビットサーバーアダプタもあり、それらはPCIe x 8を使用します。

28レーンはそれほど多くありません。マザーボードの製造元が1つのx16スロット、1つのx8スロット、1つのx4スロット(合計x28)を装着すると、そこには3つのデバイスしか使用できません。

これは ウィキペディアのPCIe記事 からの画像です。これらのPCIeスロットのレーンに関する情報を追加しました。

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reirab によって書かれた別の答えでもっと読むことができます。

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Kamil

PCIeの「レーン」は、2つの差動信号ペアで構成されています。一方の差動ペアは送信に使用され、もう一方は受信に使用されます。これにより、同時双方向通信が可能になります。各レーンはポイントツーポイントです。つまり、各レーンは単一のホストを単一のデバイスに直接接続します。ただし、ホストレーンを複数のデバイス間で共有する必要がある場合は、PCIeスイッチを使用できます。 ウィキペディア によると、(各方向の)単一PCIeレーンの帯域幅は次のとおりです。

  • PCIe 1.x:250 MB /秒
  • PCIe 2.x:500 MB /秒
  • PCIe 3.0:985 MB /秒
  • PCIe 4.0:1969 MB /秒
  • PCIe 5.0:3.9 GB /秒

Kamilが言ったように、ほとんどのPCIeデバイスは複数のレーンを使用します。 NIC、サウンドカード、その他の比較的帯域幅の狭いデバイスなど、一部のデバイスでは1レーンしか使用されません。 SSD、RAIDコントローラ、およびその他の中帯域幅デバイスは通常、4レーンまたは8レーンを使用します。グラフィックカードやその他の広帯域幅デバイス(例えば、FPGA)は通常16レーンを使用します。システム起動時に、ホストとデバイスは特定の接続に使用されるレーン数をネゴシエートします。通常、カードが配線されているレーンの数と、取り付けられているスロットが配線されているレーンの数のうち小さい方(つまり、物理的に可能な最大数)がネゴシエートされます。非常に多くのPCIeデバイスがインストールされているため、ホストにはそれぞれに最大値を提供するのに十分なレーンがありません。物理スロットは、少数の物理レーン用のコネクタを備えたデバイスがより大きなスロットに収まり、正しく機能するように設計されています(たとえば、PCIe x 4カードはPCI e x 16スロットに収まり、4レーンで動作するようにネゴシエートします)。

また、一部のチップセットはサウスブリッジを接続するためにいくつかのPCIeレーンを使用します。これが、Intel x58チップセット(Bloomfieldチップ、第1世代Core i7プロセッサのハイエンド用チップセット)の動作方法です。サウスブリッジの接続には4レーンを使用し、その他の36レーンは残しました。これは通常、グラフィックスカード用に2 16レーンリンク、その他のデバイス用に4レーンとして分割されていました。 3個または4個のグラフィックスカードをサポートしていたボードは、3個または4個のグラフィックスカードを取り付けたときに、一部または全部のグラフィックスカードを8レーンに減らす必要があります。

2つのグラフィックカードを有することは、ゲームシステムにおいて非常に一般的であり、多くのゲームシステムは、実際には3つまたは4つのグラフィックカードを有する。 2カード構成でも、28レーンしかないシステムでは、少なくとも1枚のカードがx8モードにフォールバックする必要があります。さらに、グラフィックスカードを計算アクセラレータとして使用するシステムには、2〜4枚のグラフィックスカードが取り付けられていることがよくあります。このような状況では、各カードで使用可能なホストツーデバイス(およびデバイスツーホスト)帯域幅の量が大幅に制限されるため、28レーンしかないことが問題になります。特にCUDAは、特に高性能コンピューティング業界で、ここ数年で広く普及しています。 PCIeバスは、GPGPU(グラフィックスプロセッシングユニット上の汎用コンピューティング)アプリケーションにおいて非常に容易にボトルネックになり得るので、GPGPUシステムでは、カードごとにできるだけ多くのレーンを有することが非常に望ましい。

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reirab

PCIeレーンは、各場所に1つずつ、1組の高速差動シリアル接続です。デバイス間のリンクは、より高いデータレートのために複数のレーンで構成されることがあり、またそのように構成されることがよくあります。個々のレーンのデータレートも世代によって異なります。大まかに言えば、Gen xの1レーンはGen x-1の2レーンとほぼ同じデータレートを提供します。

最近のIntelシステムでは、一部のPCIeレーンはCPUによって直接提供されていますが、他のチップはチップセット内のPCHによって提供されています。 CPUからチップセットへのリンクはPCIeと似ていますが、詳細には違いがあります。

マザーボードベンダーは、CPUとPCHによって提供されるレーンをオンボードデバイスとスロットに割り当てる方法を決定する必要があります。それらは、ユーザにいくつかの選択肢を与えるために信号スイッチを含むことができ、またそうすることが多いが、手頃な価格で実現できる信号スイッチングの量には限界がある。

インテルの「主流デスクトップ」プラットフォームには現在、CPUから16レーン、さらにチップセットから最大24(選択されているチップセットによって異なります)のレーンがあります。ただし、チップセットからのレーンは、CPUからチップセットまで利用可能な合計帯域幅(PCIe 3.0 x 4 IIRCとほぼ同等)によって制限されます。

CPUから16レーン、チップセットから24レーンで通常のデスクトップや小規模サーバーには十分ですが、グラフィックカードをCPUから16レーン上に置くことで、チップセットからのレーンとチップセット内の統合コントローラを組み合わせることができます。ストレージ、ネットワーキングなどに十分です。ほとんどの場合、GPUあたり8レーンで十分です。

ただし、3 + GPU(または場合によっては2つのGPUを含む)を使用してハイエンドシステムを構築する場合は、より多くの高速ストレージおよび/または非常に高速なネットワークインターフェイス数レーンが望ましいです。各デバイスに最大容量を与えたい場合は、GPUあたり16レーンを見てください。

そのため、ハイエンドのニーズを持つ人々のために、Intelはハイエンドのデスクトップソケット、現在LGA2066を持っています。このソケットはシングルソケットのワークステーション/サーバーシステムにも対応していますが、ほとんどのデスクトップボードでは少なくとも公式にはワークステーション/サーバープロセッサを使用できないようです。

残念ながら、前世代のハイエンドデスクトップではPCIeレーンとRAMチャネルの数は固定されていましたが、LGA2066では、選択するプロセッサによって数が異なります。デスクトップLGA2066 CPUは、16、28、または44 PCIeレーンを持つことができます。

これはマザーボードベンダーをトリッキーな立場に置き、ローエンドCPUを使用するユーザーを無効にするかスロットルするかを決定しながら、真のハイエンドユーザーにCPUの全機能を提供する方法を決定する必要があります。システムビルダーは、購入する前にマザーボードのマニュアルを注意深く読み、制限事項を確認する必要があります。

安価なX299ボードのうちの1つのマニュアルをつかむ https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/TUF_X299_MARK2/E12906_TUF_X299_MARK2_UM_WEB.pdf は44のx16スロットです。 2つのx16モードで実行中の1つとx8モードで実行中の1つで、レーンCPUは3つすべてのスロットを使用できます。一方、28レーンのCPUでは1つのx16と1つのx8が使用不可になり、16レーンのCPUでは1つのx16と2つのx8しか使用できません。

ハイエンドのX299ボードのマニュアルをつかむ https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA/E15119_ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA_UM_V2_WEB.pdf 全部で16レーンをサポートしていると判断されたわけではありません。 。このボードでは28レーンのCPUで3つのGPUを使用できますが、2番目のm.2スロットとu.2コネクタは44レーンのCPUでのみ使用可能です。

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