Bạn đã từng nghe đến PCIe nhưng chưa thực sự hiểu rõ về nó? PCIe là gì, các phiên bản PCIe khác nhau như thế nào và tầm quan trọng của nó đối với hiệu năng máy tính ra sao? Bài viết này trên xemtingame.com sẽ giải đáp tất cả những thắc mắc của bạn về chuẩn kết nối quan trọng này.
PCIe – Khái niệm cơ bản
I. PCIe là gì?
1. Định nghĩa
PCIe (PCI Express) là viết tắt của Peripheral Component Interconnect Express, một chuẩn kết nối phần cứng tốc độ cao, đóng vai trò cầu nối giữa các thiết bị ngoại vi như card đồ họa (GPU), card mạng LAN, ổ cứng SSD, USB, v.v. với bo mạch chủ của máy tính (mainboard). Nói cách khác, PCIe là “con đường cao tốc” cho phép dữ liệu di chuyển nhanh chóng giữa các linh kiện, đảm bảo hiệu năng tổng thể của hệ thống.
-800×450.jpg)
Alt: Hình ảnh minh họa chuẩn kết nối PCIe trên bo mạch chủ
2. Cơ chế hoạt động
PCIe hoạt động dựa trên hai giao thức chính:
- Giao thức PCIe (x1, x2, x4, x16,…): Kết nối vật lý của PCIe được phân loại theo kích thước, bao gồm x1, x4, x8 và x16. Kích thước càng lớn, số lượng “làn” (lane) kết nối dữ liệu càng nhiều, đồng nghĩa với tốc độ truyền tải dữ liệu càng nhanh. Mỗi làn PCIe gồm hai cặp tín hiệu, một gửi và một nhận dữ liệu.
-800×450.jpg)
Alt: Các kích thước khe cắm PCIe x1, x4, x8 và x16 trên mainboard
- Giao thức Overhead: PCIe sử dụng cơ chế mã hóa đường truyền, trong đó mỗi 8 bit dữ liệu (8b) được biểu diễn bằng 10 bit (10b), gọi là symbol. Các bit bổ sung trong symbol tạo thành overhead siêu dữ liệu, giúp quản lý việc truyền tải dữ liệu.
-800×450.jpg)
Alt: Sơ đồ minh họa cơ chế mã hóa đường truyền 10b của PCIe
Lịch sử phát triển của PCIe
II. Các phiên bản PCIe
Từ khi ra đời, PCIe đã trải qua nhiều phiên bản nâng cấp, mỗi phiên bản đều cải thiện đáng kể tốc độ truyền tải dữ liệu:
1. PCIe 1.1 (2004): Tốc độ 2.5 Gbps.
2. PCIe 2.0 (2007): Tốc độ 5 Gbps, gấp đôi PCIe 1.1 và tương thích ngược.
-800×450.jpg)
Alt: Hình ảnh minh họa khả năng tương thích ngược của các phiên bản PCIe
3. PCIe 3.0 (2010): Tốc độ 8 Gbps, gấp đôi PCIe 2.0, cũng tương thích ngược.
-800×450-1.jpg)
Alt: Biểu đồ so sánh băng thông giữa PCIe 2.0 và 3.0
4. PCIe 4.0 (2017): Tốc độ 16 Gbps, gấp đôi PCIe 3.0, hỗ trợ băng thông lên tới 32GB/s với khe 16 lane, tương thích ngược và mở rộng sang laptop, tablet và smartphone.
-800×450.jpg)
Alt: Card đồ họa sử dụng giao tiếp PCIe 4.0
5. PCIe 5.0 (2019): Tốc độ 32 Gbps, gấp đôi PCIe 4.0, đáp ứng nhu cầu hiệu năng ngày càng cao của CPU và GPU hiện đại.
-800×450.jpg)
Alt: Hình ảnh minh họa tốc độ truyền tải dữ liệu vượt trội của PCIe 5.0
So sánh và kích thước
III. So sánh PCIe 4.0 và PCIe 3.0 và các yếu tố ảnh hưởng
Tốc độ PCIe không chỉ phụ thuộc vào phiên bản (Gen) mà còn bị ảnh hưởng bởi băng thông bộ nhớ flash, tốc độ bộ điều khiển, nguồn điện, nhiệt độ ổ đĩa và khả năng tản nhiệt.
IV. Kích thước cổng PCI-E
Có 4 kích thước cổng PCIe phổ biến: x1, x4, x8 và x16. Kích thước cổng và số làn có thể khác nhau, phụ thuộc vào chipset của bo mạch chủ. Card rời cần được cắm vào khe có kích thước phù hợp. Lưu ý, card ngắn hơn khe PCIe trên mainboard vẫn có thể tương thích.
-800×450.jpg)
Alt: So sánh kích thước các khe cắm PCIe trên mainboard
V. So sánh PCIe và PCI
PCI là chuẩn giao tiếp cũ hơn, trong khi PCIe là phiên bản cải tiến với tốc độ truyền tải dữ liệu cao hơn đáng kể. PCIe thường được sử dụng cho card mở rộng và RAM, trong khi PCI kết nối nhiều loại linh kiện khác nhau.
-800×600.jpg)
Alt: So sánh khe cắm PCI và PCIe
Kết luận
Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan về chuẩn kết nối PCIe. Từ khái niệm cơ bản đến các phiên bản và tầm quan trọng của nó, PCIe đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hiệu năng máy tính. Đừng quên chia sẻ bài viết hữu ích này đến bạn bè và cộng đồng nhé!
