コンピューターが現在提供できる周辺機器の拡張をお探しですか？ PCIスロットは、周辺機器を拡張するという目的のために設計されています。 しかし、PCI Express 3.0とは正確にどのようなもので、どのように機能しますか？
PCI Express、またはPeripheral Component Interconnect Expressは、高速バス規格であり、古い低速の規格を置き換えるために開発されました。 標準の最も一般的な用途は、PCI Expressカードを挿入できるラップトップのスロットです。 通常、PCIeはグラフィックスカードやその他のゲーム周辺機器に使用されます。
PCI Expressの仕組みを説明する前に、PCI Express 3.0が以前のバージョンよりも優れている理由を簡単に見てみましょう。
PCIe 3.0の利点
PCIe 3.0は、主にPCIe 2.0よりも高速であることを目的としています。 つまり、両者の違いは革命的というよりも進化的です。 たとえば、スロットはまったく同じであり、実際には下位互換性があります。つまり、PCIe 2.0カードをPCIe 3.0スロットに挿入できます。
前述のように、PCIe 3.0はPCIe 2.0よりも高速です。 いくらですか？ まあ、PCIe 2.0カードのピーク速度は8 GB / sですが、PCIe 3.0カードのピーク速度は16GB / sの2倍になります。
もちろん、16GB / sの速度は、コンピューターが処理できる場合にのみ達成されることに注意することが重要です。 PCIe 3.0カードをPCIe 2.0スロットに差し込むこともできますが、この場合もカードは最高速度まで動作しません。
それで、それはあなたにどのように影響しますか？ シンプル-ゲーマーなら、PCIeはより多くのデータをより速い速度で処理できるため、より強力なグラフィックカードを開発でき、適切に動作するにはより高いデータ転送速度が必要です。 レコーディングエンジニアの方は、デジタルオーディオをこれまでよりも速く処理できるため、一度に多くのオーディオを録音できます。 等々。
PCIe 3.0はどのように機能しますか？
結局のところ、PCIeは実際にはバスというよりもネットワークのように機能します。 これは、特定の方向に1つのデータフローが存在する代わりに、PCIeが一連のポイントツーポイント接続を制御するスイッチを使用するためです。 これらの接続は、データの移動先につながります。
最初にコンピューターの電源を入れると、PCIeはどのデバイスが接続されているかを判別し、トラフィックの行き先のマップを作成します。 PCIeの各レーンは2組のワイヤ（一方はデータを送信し、もう一方はデータを受信する）を使用し、そのデータはサイクルごとに1ビットで移動します。 異なるPCIeカードは、異なる速度でデータを処理できます。 たとえば、x2リンクには2本ではなく8本のワイヤが含まれ、一度に2ビットを処理し、x32リンクには128本のワイヤがあり、一度に32ビットを処理できます。
すべてのレイヤーについてです
PCIeは、 トランザクションレイヤー 、 データリンクレイヤー 、 物理レイヤーの 3つのレイヤーを使用します。 トランザクション層は、データ転送が行われる場所です。 つまり、PCIeが出力として使用されると、コンピューターのCPUがメモリ書き込みパケットを生成し、コンピューターのセットアップに応じて、PCIeポートに直接送信されるか、一連のスイッチを介して送信されます。 PCIeが入力として使用される場合、メモリ書き込みパケットはCPUに流れ込みます。
次に、 データリンクレイヤーがあります。 このレイヤーは、すべてのデータがトランザクションレイヤーパケット （TLP）の形式でその宛先に安全かつ確実に到着することを保証する責任があります。 まず、TLPはヘッダーでラップされます。その後、フロー制御メカニズムが実装され、受信側がデータを受信する準備ができたときにのみデータが送信されるようにします。
CPUが周辺機器からの読み取りを行う場合、2つのデータパケットが関係します。1つは読み取り操作の実行を周辺機器に要求し、もう1つはCPUにデータを送り返します。 周辺機器は、読み取り要求TLPを受信すると、実際に要求を満たすことができなくても、完了TLPで応答します。
最後の層は物理層で、PCIeカードの物理的なサイズと電気的仕様に対応しています。
結論
ご覧のとおり、PCIeはかなり複雑です。この説明で、PCIe 3.0、PCIe 2.0よりも優れている点、および動作の仕組みを少し理解していただければ幸いです。
