PCIe-Lanes erklärt

Der schnellste SSD-Typ, den Sie bekommen können, ist eine PCIe-NVMe-SSD. Diese nutzen den Hochgeschwindigkeits-PCIe-Bus, um höhere Bandbreiten zu unterstützen. Die meisten PCIe-NVMe-SSDs verwenden eine 4x PCIe-Lane-Verbindung, aber es kann wirklich schwierig sein, zu verstehen, was eine PCIe-Lane ist, da Informationen zu diesem Thema weit verbreitet und schwer zu verstehen sind.

Tipp: PCIe steht für „Peripheral Component Interconnect Express“ und ist ein Kommunikationsbus zum Anschluss von Hochgeschwindigkeitsgeräten wie Grafikkarten und SSDs. NVMe steht für „Non-Volatile Memory Express“ und ist ein Protokoll für den Zugriff auf Speichergeräte über PCIe. Ein Kommunikationsbus ist ein Kommunikationssystem, das Daten zwischen Computerkomponenten überträgt.

Was sind PCIe-Lanes?

Eine PCIe-Lane ist ein Satz von vier Drähten oder Signalspuren auf einem Motherboard. Jede Lane verwendet zwei Drähte zum Senden und zwei Drähte zum Empfangen von Daten, sodass die volle Bandbreite in beide Richtungen gleichzeitig genutzt werden kann.

Jede CPU kann nur eine begrenzte Anzahl von PCIe-Lanes unterstützen. Historisch gesehen unterstützen Intel-CPUs der Verbraucherklasse 16 PCIe-Lanes, während AMD 20 unterstützt. High-End-Enthusiasten-CPUs und Server-CPUs bieten oft mehr PCIe-Lanes.

Motherboard-Design

Motherboards bieten normalerweise mehr physische Signalspuren auf dem Motherboard als jede kompatible CPU unterstützt, sodass Sie Optionen zur Konfiguration Ihrer Geräte haben. Typische physische Anschlüsse befinden sich zwischen einem und vier x16-Steckplätzen, obwohl es möglich sein kann, dass nicht alle einen vollständigen x16-PCIe-Link bieten.

Tipp: x16 ist die Standardmethode, um zu zeigen, dass ein Link 16 PCIe-Lanes verwendet.

Andere Anschlüsse, die PCIe-Lanes verwenden, sind M.2, U.2, die vier Lanes verwenden. Der DIMM.2-Anschluss ist eine Erweiterungskarte, die in einen Steckplatz ähnlich einem RAM-Steckplatz passt und den Anschluss von bis zu zwei M.2-SSDs, eine auf jeder Seite, ermöglicht. Somit kann eine DIMM.2-Karte entweder vier oder acht PCIe-Lanes aufnehmen.

CPU vs. Chipsatz-Lanes

Die meisten CPUs unterstützen tatsächlich vier PCIe-Lanes mehr als angekündigt, obwohl dies kein universeller Standard ist. Diese zusätzlichen vier Lanes werden als Hochgeschwindigkeitsanschluss zum Motherboard-Chipsatz verwendet. Der Chipsatz teilt die verfügbare Bandbreite auf verschiedene Funktionen auf. Die genaue Konfiguration der Funktionalität variiert zwischen den Motherboards, umfasst jedoch alle Onboard-I/O-(Input/Output)-Funktionen wie Ethernet, SATA, USB und Audio.

Geräte, die PCIe verwenden

Die Hauptgeräte, die PCIe-Lanes verwenden, sind Grafikkarten. Diese verwenden einen x16-Anschluss, um bis zu 16 PCIe-Lanes bereitzustellen. NVMe-SSDs verwenden jeweils bis zu 4 PCIe-Lanes und können über PCIe-Steckplätze, einen M.2-, U.2- oder DIMM.2-Anschluss angeschlossen werden.

Andere Geräte, die PCIe-Lanes verwenden, sind Erweiterungskarten wie Soundkarten, Netzwerkkarten, USB-Erweiterungskarten und RAID-Controller.

Wenn eine CPU mit nur 16 PCIe-Lanes mit einer Grafikkarte und einer M.2-SSD konfiguriert wird, reduziert dies die Anzahl der von der Grafikkarte verwendeten Lanes auf acht, um vier Lanes für die SSD freizugeben.

Tipp: PCIe-Anschlüsse, die für mehr als eine PCIe-Lane ausgelegt sind, können mit einer reduzierten Anzahl von Lanes betrieben werden. Die Lanes können nur in x1-, x4-, x8- und x16-Konfigurationen ausgeführt werden. Das heißt, man kann einer Grafikkarte keine 12 Lanes anbieten, wenn man für eine NVMe-M.2-SSD nur vier nehmen muss.