cpu – PCI-Expressレーンとは何ですか?

cpu intel-core-i7 pci-express

私は、i7-5820K Will Only Have 28 PCI-Express Lanesという記事を読んでいますが、その兄弟プロセッサは40レーンを持っているのに比べて、PCI-Expressレーンは28レーンしかありません

すでに28レーンは多すぎませんか?普通の家庭用PCは実際に何レーン必要で、何のために必要なのでしょうか?

以下がどうやってPCIeに接続するのかわからないんだけど、28番まであるのかな?

HD×2、SSD×1、CD-DVD-BR×1、カードリーダー、プリンタ、wifiまたはLAN、ジョイスティック、キーボード、マウス、グラフィック

他にどのような可能性があるかというと、ホーム/オフィスPC用のPCIeへの直接アクセスが必要なのでしょうか?あるいはサーバでも

  37  Blessed Geek  2014-11-21


ベストアンサー

多くのデバイスは1レーン以上を使用しています

例えば、ゲーミンググラフィックスカードは16レーンを使用します。パワフルなゲーミングコンピュータの中には、2枚のグラフィックカードを搭載しているものもありますが、これは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えない。一部のゲーム愛好家やエンジニアにとって、それは深刻な問題かもしれません。彼らは4つのコアと2つのx16グラフィックスカード以上を必要とする場合は、別のCPU(多分いくつかのXeon)を選択しなければならないかもしれません

PCIe SSDドライブも複数のPCIeレーン(x4またはx8)を使用します

多くのギガビットネットワークアダプタはPCIe x4を使用しており、10ギガビットのサーバアダプタもあり、それらはPCIe x8を使用しています

28レーンってそんなに多くないですよね。マザーボードメーカーがx16スロットを1つ、x8スロットを1つ、x4スロットを1つ(合計x28)入れたら、そこに3つのデバイスしか使えない…ということになります

Wikipedia PCIeの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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あなたはanother answer written by reirabでもっと読むことができます

61  Kamil  2014-11-21


PCIeの「レーン」は、信号の2つの差動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、もう一方の差動ペアは受信に使用され、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。しかし、PCIe スイッチは、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に使用することができます。Wikipediaによると、1つのPCIeレーン(各方向)の帯域幅は以下の通りです

  • PCIe 1.x: 250 MB/s
  • PCIe 2.x: 500 MB/s
  • PCIe 3.0: 985 MB/s
  • Playe4.1969 MB/s
  • PCIe 5.0。3.9 GB/秒

Kamil氏が述べたように、ほとんどのPCIeデバイスは複数のレーンを使用している。NIC、サウンドカード、その他の比較的低帯域幅のデバイスのように、1レーンだけを使用するデバイスもあります。SSD、RAIDコントローラ、およびその他の中程度の帯域幅のデバイスは、一般的に4または8レーンを使用しています。グラフィックスカードやその他の高帯域幅デバイス (FPGA など) は、通常 16 レーンを使用します。システムブート時に、ホストとデバイスは特定の接続に使用するレーン数をネゴシエートします。一般的に、カードが配線されているレーン数と、それが設置されているスロットが配線されているレーン数(すなわち、物理的に可能な最大値)のどちらか小さい方が交渉されますが、多数のPCIeデバイスが設置されていて、ホストがそれぞれの最大値を与えるのに十分なレーンを持っていない場合は、その数は少なくなるかもしれません。物理スロットは、より少ない物理レーン数のコネクタを持つデバイスが、より大きなスロットに収まり、適切に機能するように設計されています(例えば、PCIe x4カードは、PCIe x16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されます)

また、チップセットによってはPCIeレーンの一部を利用してサウスブリッジを装着するものもある。これは、Intel x58チップセット(第一世代Core i7プロセッサのハイエンドであるBloomfieldチップ用のチップセット)がどのように動作したかを示しています。これは、サウスブリッジを接続するために4つのレーンを使用し、他のすべてのレーンに36レーンを残しています。これは通常、グラフィックスカード用に2つの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た。3枚または4枚のグラフィックスカードをサポートするボードは、3枚または4枚のグラフィックスボードをインストールする場合、グラフィックスカードの一部または全部を8レーンに減らす必要がありました

2枚のグラフィックカードを持つことはゲーミングシステムでは非常に一般的で、多くのゲーミングシステムでは3枚または4枚のグラフィックカードが使用されています。2枚のカードでも、28レーンしか利用できないシステムでは、少なくとも1枚のカードはx8モードにフォールバックしなければなりません。さらに、グラフィックカードを計算アクセラレータとして使用するシステムでは、2~4枚のグラフィックカードがインストールされていることがよくあります。このような状況では、28 レーンしかないことが問題となり、各カードが利用できるホスト対デバイス(およびデバイス対ホスト)の帯域幅が大幅に制限されてしまいます。特にCUDAは、ここ数年、特にハイパフォーマンス・コンピューティング・コミュニティで広く普及しています。PCIeバスは、GPGPU(General-Purpose computing on Graphics Processing Units)アプリケーションのボトルネックになりやすいので、GPGPUシステムでは、カードごとに可能な限り多くのレーンを持つことが非常に望ましい

26  reirab  2014-11-23


PCIeレーンは、高速差動シリアル接続のペアで、各方向に1つずつあります。デバイス間のリンクは、より高いデータレートを実現するために複数のレーンで構成されることがあります。個々のレーンのデータレートも世代によって異なり、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、PCIeレーンの一部はCPUから直接提供され、他のレーンはチップセットのPCHから提供されています。CPUからチップセットへのリンクはPCIeと似ているが、詳細には違いがある

マザーボードのベンダーは、CPUとPCHが提供するレーンをどのようにオンボードデバイスとスロットに割り当てるかを決定しなければなりません。これらのベンダーは、ユーザーにいくつかのオプションを与えるためにシグナルスイッチを含めることができますが、シグナルスイッチを手頃な価格で実装するには限界があります

Intelsの “メインストリームデスクトップ “プラットフォームは、現在、CPUからの16レーンとチップセットからの最大24レーン(どのチップセットを選択するかによって異なる)を持っています。しかし、チップセットからのレーンは、CPUからチップセットまでの総帯域幅によって制限されています(PCIe 3.0 x4とほぼ同等)

CPUからの16レーンとチップセットからの24レーンは、通常のデスクトップや小規模なサーバーには十分以上のもので、CPUからの16レーンにグラフィックカードを配置し、チップセットからのレーンとチップセットに統合されたコントローラのレーンで、ストレージやネットワークなどのために一般的に十分です。2つのGPUを使用しても、ほとんどの場合、GPUあたり8レーンで十分です

しかし、3+GPU(あるいは2つの最上位GPU)を搭載したハイエンドシステムを構築する場合、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ースを搭載したレーンが望ましいです。各デバイスに可能な限りの最大容量を与えたいのであれば、GPUごとに16レーンが必要です

そのため、ハイエンドのニーズがある人のために、Intelはハイエンドのデスクトップソケット、現在はLGA2066を提供しています。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、少なくとも公式にはほとんどのデスクトップボードではワークステーション/サーバープロセッサは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チャンネルの数が固定されていましたが、LGA2066では、選択したプロセッサによって数が異なります。デスクトップのLGA2066 CPUは、16、28、44のPCIeレーンを持つことができます

これにより、マザーボードベンダーはトリッキーな立場に立たされています。真のハイエンド顧客にはCPUの全機能を提供する一方で、ローエンドCPUを搭載している顧客には何を無効にするかスロットルをかけるかを決めなければなりません。システムビルダーは、購入前にマザーボードのマニュアルをよく読んで制限事項を確認しなければなりません

https://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/TUF_X299_MARK2/E12906_TUF_X299_MARK2_UM_WEB.pdf 安価なX299ボードのマニュアルを見てみると、主な制限はx16スロットであることがわかります。一方、28レーンのCPUでは、x16が1つ、x8が1つ、使用不可能なものが1つ、16レーンのCPUではx16が1つまたはx8が2つしかありません

ハイエンドのX299ボードhttps://dlcdnets.asus.com/pub/ASUS/mb/LGA2066/ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA/E15119_ROG_RAMPAGE_VI_EXTREME_OMEGA_UM_V2_WEB.pdfのマニュアルを手に取ってみると、どうやら16レーンのパーツをサポートしないことにしたようだ。このボードは28レーンのCPUで3つのGPUを使用できるが、2番目のm.2スロットとu.2コネクタは44レーンのCPUでしか使用できない

0  plugwash  2019-06-13


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