PCI Express: un breve sguardo tecnico

Nel mondo della tecnologia circolano costantemente dei miti. In questa seconda parte di una serie di articoli ci occuperemo di quelli che riguardano le prestazioni delle schede video.

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a cura di Tom's Hardware

Mito: uno slot PCI Express a 16 linee offre sempre 16 linee

Può confondere, ma parlare di uno slot PCIe x16 è differente rispetto a una configurazione a 16 linee.

Il PCI Express come standard può confondere. Anzitutto consideriamo gli slot fisici, a cui comunemente ci si riferisce come x1, x4, x8 o x16. Questa nomenclatura fa riferimento alla dimensione fisica dello slot e al numero massimo di linee PCI Express a cui può accedere una scheda inserita in quello slot.

Le schede più piccole entrano in slot più lunghi (ad esempio una scheda x8 o x1 in uno slot x16), ma le schede video lunghe non entrano in slot più corti (una scheda x16 in uno slot x1, ad esempio). Con rare eccezioni, le schede video sono quasi universalmente progettate per comunicare tramite un collegamento a 16 linee, richiedendo così uno slot corrispondente. In teoria la specifica PCI Express permette fino a 32 linee per slot, anche se non abbiamo mai visto nulla più lungo di x16.

Diciamo che avete la vostra scheda video a 16 linee inserita in uno slot x16. Significa che sta trasferendo dati tramite un collegamento a 16 linee? Forse sì o forse no. Il numero di linee attivamente associato a ogni slot dipende dall'architettura del chip (Haswell o Haswell-E, per esempio), dalla presenza di un chip bridge (come PEX 8747 di PLX) e dal numero di schede installate negli slot adiacenti (switch sulla maggior parte delle motherboard riconfigurano dinamicamente le linee in base all'uso). Così uno slot x16 potrebbe avere sedici, otto, quattro o persino una linea attiva. L'unico modo per dirlo con sicurezza è uno strumento come GPU-Z, anche se può essere instabile.

Senza entrare eccessivamente nel dettaglio, una differenza importante tra l'interfaccia "premium" LGA 2011 di Intel (che supporta le CPU Ivy Bridge-E di Intel come i Core i7-4820K, 4930K e 4960X) e quella "mainstream" LGA 1150 (che supporta i processori Haswell come il Core i7-4770K), è che la piattaforma di fascia più alta espone nativamente fino a 40 linee PCI Express 3.0. È sufficiente per due schede in configurazione x16/x16, tre schede in modalità x16/x16/x8 o quattro in configurazione x16/x8/x8/x8). Il socket LGA 1150 è limitato a 16 linee, dandovi sufficiente connettività per una scheda x16, due in configurazione x8/x8, tre in configurazione x8/x4/x4 in CrossFire (Nvidia non permette lo SLI usando quattro collegamenti). Ci sono delle eccezioni, certo: il Core i7-5820K (LGA 2011-v3) è stato deliberatamente limitato a un controller PCIe a 28 linee.

Per aggirare la connettività PCIe limitata disponibile sulle piattaforme LGA 1150, i produttori hardware usano "chip bridge" che operano come switch, favorendo l'accesso a un numero maggiore di linee PCI Express.

Il più famoso di questi chip, il PLX PEX 8747, è uno switch PCIe Gen 3 e non è a buon mercato. Per bassi volumi di acquisto il prezzo è di circa 100 dollari, ma è chiaro che gli OEM negoziano prezzi inferiori per quantità maggiori. A ogni modo è un componente che rimane costoso.

Come si traduce tutto questo da un punto di vista del bandwidth?

Come potete osservare, ogni generazione di PCI Express raddoppia il bandwidth della versione precedente. Quattro linee PCI Express 3.0 equivalgono all'incirca a otto linee PCIe 2.0, le quali a loro volta equivalgono a circa 16 linee PCIe di prima generazione.

La quarta generazione, attesa per il 2015, sarà retrocompatibile con la tecnologia attuale. Potete aspettarvi che le schede PCIe 3.0 (e 2.0) rimangano in voga per un po', almeno dal punto di vista dell'interfaccia. Se siete curiosi riguardo il PCI Express 4.0 potete leggere le relative FAQ direttamente sul sito del PCI-SIG.

Non abbiamo ancora risposto alla domanda: di quanto bandwidth avete bisogno?