особенности и отзывы. PCI-E x16 видеокарты

Практически все современные материнские платы на текущий момент оснащены слотом расширения PCI-E x16. В этом нет ничего удивительного: в него устанавливается дискретный графический акселератор, без которого создание производительного персонального компьютера вообще невозможно. Именно о его предыстории появления, технических спецификациях и возможных режимах работы пойдет в дальнейшем речь.

Предыстория появления слота расширения

В начале 2000-х годов со слотом расширения AGP, который на тот момент использовался для установки дискретных видеокарт, сложилась такая ситуация, когда максимальный уровень быстродействия достигнут и его возможностей уже недостаточно. В результате этого был создан консорциум PCI-SIG, который приступил к разработке программной и аппаратной составляющих будущего слота для установки графических ускорителей. Плодом его творчества и стала в 2002 году первая спецификация PCI Express 16х 1.0.

Некоторые компании для обеспечения совместимости двух существовавших на тот момент времени портов установки дискретных графических адаптеров разрабатывали специальные устройства, которые позволяли устанавливать устаревшие графические решения в новый слот расширения. На языке профессионалов такая разработка имела свое название – переходник PCI-E x16/AGP. Основное его назначение – это минимизация затрат на модернизацию ПК за счет использования комплектующих с предыдущей конфигурации системного блока. Но такая практика не получила большого распространения по той причине, что видеоплаты начального уровня на новом интерфейсе имели стоимость практически равную цене переходника.

Параллельно с этим были созданы и более простые модификации этого слота расширения для внешних контроллеров, которые пришли на смену привычным на то время портам PCI. Несмотря на внешнюю схожесть, эти устройства существенно различались. Если AGP и PCI могли похвастаться параллельной передачей информации, то вот PCI Express был последовательным интерфейсом. Его более высокое быстродействие обеспечивалось значительно увеличенной скоростью передачи данных в дуплексном режиме (информация в этом случае могла передаваться сразу по двум направлениям).

Скорость передачи и метод шифрования

В обозначении интерфейса PCI-E x16 цифра указывает на количество задействованных полос для передачи данных. В данном случае их 16. Каждая из них, в свою очередь, состоит из 2 пар проводов для передачи информации. Как было отмечено, более высокая скорость обеспечивается тем, что эти пары работают в дуплексном режиме. То есть передача информации может идти сразу в двух направлениях.

Для защиты от возможных потерь или искажения передаваемых данных применяется в этом интерфейсе специальная система защиты информации, которая называется 8В/10В. Это обозначение расшифровывается следующим образом: для правильной и корректной передачи 8 бит данных необходимо их дополнить 2 служебными битами для выполнения проверки правильности. В этом случае система вынуждена передавать 20 процентов служебной информации, которая для пользователя компьютера не несет полезной нагрузки. Но это плата за надежную и стабильную работу графической подсистемы персонального компьютера, и без этого уж точно никак не обойтись.

Версии PCI-E

Разъем PCI-E x16 внешне одинаковый на всех системных платах. Только вот скорость передачи информации в каждом случае может существенно отличаться. Как результат, быстродействие устройства тоже разное. А модификации у этого графического интерфейса такие:

• 1-я модификация PCI – Express х16 v. 1.0 имела теоретическую пропускную способность в 8 Гб/с.
• 2-е поколение PCI – Express х16 v. 2.0 уже могло похвастаться увеличенным вдвое значением пропускной способности – 16 Гб/с.
• Аналогичная тенденция сохранилась уже и для третьей версии данного интерфейса. В этом случае этот показатель был установлен на отметке 64 Гб/с.

Визуально отличить по расположению контактов эти слоты невозможно. При этом они совместимы между собой. Например, если в слот версии 3.0 установить плату графического адаптера, которая соответствует на физическом уровне спецификациям 2.0, то вся система обработки графической информации автоматически переключится в наименее скоростной режим (то есть 2.0) и будет уже в дальнейшем функционировать именно с пропускной способностью в 64 Гб/с.

Первое поколение PCI Express

Как было отмечено ранее, впервые PCI Express был представлен в 2002 году. Его выход ознаменовал появление персональных компьютеров с несколькими графическими адаптерами, которые к тому же могли похвастаться даже с одним установленным акселератором повышенным быстродействием. Стандарт AGP 8Х позволял получить пропускную способность 2,1 Гб/с, а первая ревизия PCI Express – 8 Гб/с.

Конечно, говорить о восьмикратном приросте не приходится. 20 процентов прироста использовалось на передачу служебной информации, которая позволяла находить ошибки.

Вторая модификация PCI-E

На смену первому поколению данного графического интерфейса в 2007 году пришел PCI-E 2. 0 x16. Видеокарты 2-го поколения, как было отмечено ранее, физически и программно были совместимы с первой модификацией этого интерфейса. Только в таком случае существенно снижалось быстродействие графической системы до уровня версии интерфейса PCI Express 1.0 16х.

Теоретически предел передачи информации в этом случае был равен 16 Гб/с. Но 20 процентов полученного прироста расходовалось на служебную информацию. В итоге в первом случае реальная передача была равна: 8 Гб/с – (8 Гб/с х 20% : 100%) = 6,4 Гб/с. А для второго исполнения графического интерфейса это значение было уже таким: 16 Гб/с – (16 Гб/с х 20% : 100%) = 12,8 Гб/с. Разделив же 12,8 Гб/с на 6,4 Гб/с, получаем реальный практический прирост быстродействия в 2 раза между 1-м и 2-м исполнением PCI Express.

Третье поколение

Последнее и наиболее актуальное обновление этого интерфейса увидело свет в 2010 году. Пиковая скорость PCI-E x16 в этом случае увеличилась до 64 Гб/с, а максимальная мощность графического адаптера без дополнительного питания в этом случае может быть равна 75 Вт.

Варианты конфигураций с несколькими графическими акселераторами в составе одного ПК. Их плюсы и минусы

Одним из наиболее важных нововведений данного интерфейса является возможность наличия сразу нескольких графических адаптеров в шинах PCI-E x16. Видеокарты при этом объединяются между собой и образуют, по существу, единое устройство. Их общая производительность суммируется, и это позволяет в разы повысить быстродействие ПК с позиции обработки выводимого изображения. Для решений от NVidia такой режим называется SLI, а для графических процессоров от АМД – CrossFire.

Будущее данного стандарта

Слот PCI-E x16 в обозримом будущем уж точно не будет изменяться. Это позволит более производительные видеокарты использовать в составе устаревших ПК и за счет этого осуществлять поэтапный апгрейд компьютерной системы. Сейчас же прорабатываются спецификации уже 4-й версии этого способа передачи данных. Для графических адаптеров в этом случае будет предусмотрена максимальная пропускная способность 128 Гб/с. Это позволит выводить изображение на экран монитора в качестве «4К» и более.

Итоги

Как бы там ни было, а PCI-E x16 на текущий момент является безальтернативным графическим слотом и интерфейсом. Он будет актуальным еще достаточно долгое время. Его параметры позволяют создавать как компьютерные системы начального уровня, так и высокопроизводительные ПК с несколькими акселераторами. Именно за счет такой гибкости и не предвидится существенных изменений в этой нише.

fb.ru

PCI Express — отличия между x1, x4, x8, x16

Стандарт PCI Express является одной из основ современных компьютеров. Слоты PCI Express уже давно занимают прочное место на любой материнской плате декстопного компьютера, вытесняя другие стандарты, например, такие как PCI. Но даже стандарт PCI Express имеет свои разновидности и отличающийся друг от друга характер подключения. На новых материнских платах, начиная примерно с 2010 года, можно увидеть на одной материнской плате целую россыпь портов, обозначенных как PCIE или PCI-E, которые могут отличаться по количеству линий: одной x1 или нескольких x2, x4, x8, x12, x16 и x32.

Итак, давайте выясним почему такая путаница среди казалось бы простого периферийного порта PCI Express. И какое предназначение у каждого стандарта PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 и x32?

 

 

Что такое шина PCI Express?

В далеких 2000-х, когда состоялся переход с устаревающего стандарта PCI (расш. — взаимосвязь периферийных компонентов) на PCI Express, у последнего было одно огромное преимущество: вместо последовательной шины, которой и была PCI, использовалась двухточечная шина доступа. Это означало, что каждый отдельный порт PCI и установленные в него карты, могли в полной мере использовать максимальную пропускную способность не мешая друг другу, как это происходило при подключении к PCI. В те времена количество периферийных устройств, вставляемых в карты расширения, было предостаточно. Сетевые карты, аудио карты, ТВ-тюнеры и так далее — все требовали достаточное количество ресурсов ПК. Но в отличие от стандарта PCI, использовавшего для передачи данных общую шину с подключением параллельно нескольких устройств, PCI Express, если рассматривать в общем, является пакетной сетью с топологией типа звезда.

PCI Express x16, PCI Express x1 и PCI на одной плате

С точки зрения непрофессионала, представьте свой настольный ПК в качестве небольшого магазина с одним, двумя продавцами. Старый стандарт PCI был как гастроном: все ожидали в одной очереди, чтобы их обслужили, испытывая проблемы со скоростью обслуживания с ограничением в лице одного продавца за прилавком. PCI-E больше похож на гипермаркет: каждый покупатель движется за продуктами по своему индивидуальному маршруту, а на кассе сразу несколько кассиров принимают заказ.

Очевидно, что гипермаркет по скорости обслуживания выигрывает в несколько раз у обычного магазина, благодаря тому, что магазин не может себе позволить пропускную способность больше чем один продавец с одной кассой.

Также и с выделенными полосами передачи данных для каждой карты расширения или встроенными компонентами материнской платы.

 

Влияние количества линий на пропускную способность

Теперь, чтобы расширить нашу метафору с магазином и гипермаркетом, представьте, что каждый отдел гипремаркета имеет своих кассиров, зарезервированных только для них. Вот тут-то и возникает идея нескольких полос передачи данных.

PCI-E прошел множество изменений со времени своего создания. В настоящее время новые материнские платы обычно используют уже 3 версию стандарта, причем более быстрая 4 версия становится все более распространенной, а версия 5 ожидается в 2019 году. Но разные версии используют одни и те же физические соединения, и эти соединения могут быть выполнены в четырех основных размерах : x1, x4, x8 и x16. (x32-порты существуют, но крайне редко встречаются на материнских платах обычных компьютерах).

Различные физические размеры портов PCI-Express позволяют четко разделить их по количеству одновременных соединений с материнской платой: чем больше порт физически, тем больше максимальных подключений он способен передать на карту или обратно. Эти соединения еще называют линиями. Одну линию можно представить как дорожку, состоящею из двух сигнальных пар: одна для отправки данных, а другая для приема.

Различные версии стандарта PCI-E позволяют использовать разные скорости на каждой полосе. Но, вообще говоря, чем больше полос находится на одном PCI-E-порту, тем быстрее данные могут перетекать между периферийной и остальной частью компьютера.

Возвращаясь к нашей метафоре: если речь идёт об одном продавце в магазине, то полоса x1 и будет этим единственным продавцом, обслуживающим одного клиента. У магазина с 4-мя кассирами — уже 4 линии х4. И так далее можно расписать кассиров по количеству линий, умножая на 2.

Различные карты PCI Express

 

Типы устройств, использующих PCI Express x2, x4, x8, x12, x16 и x32

Для версии PCI Express 3.0 общая максимальная скорость передачи данных составляет 8 ГТ/с, В реальности же скорость для версии PCI-E 3 чуть меньше одного гигабайта в секунду на одну полосу.

Таким образом, устройство, использующее порт PCI-E x1, например, маломощная звуковая карта или Wi-Fi-антенна смогут передавать данные с максимальной скоростью в 1 Гбит/с.

Карта, которая физически подходит в более крупный слот — x4 или x8, например, карта расширения USB 3.0, сможет передавать данные в четыре или восемь раз быстрее соответственно.

Скорость передачи портов PCI-E x16 теоретически ограничивается максимальной полосой пропуская в размере около 15 Гбит/с. Этого более чем достаточно в 2017 года для всех современных графических видеокарт, разработанных NVIDIA и AMD.

Большинство дискретных видеокарт используют слот PCI-E x16

Протокол PCI Express 4.0 позволяет использовать уже 16 ГТ/с, а PCI Express 5.0 будет задействовать 32 ГТ/с.

Но в настоящее время не существует компонентов, которые смогли бы использовать такое количество полос с максимальной пропускной способностью. Современные топовые графические карты обычно используют x16 стандарта PCI Express 3.0. Нет смысла использовать те же полосы и для сетевой карты, которая на порту x16 будет использовать только одну линию, так как порт Ethernet способен передавать данные только до одного гигабита в секунду (что, около одной восьмой пропускной способности одной PCI-E полосы — помните: восемь бит в одном байте).

На рынке можно найти твердотельные накопители PCI-E, которые поддерживают порт x4, но они, похоже, скоро будут вытеснены быстро развивающимся новым стандартом M.2. для твердотельных накопителей, которые также могут использовать шину PCI-E. Высококачественные сетевые карты и оборудование для энтузиастов, такие как RAID-контроллеры, используют сочетание форматов x4 и x8.

 

Размеры портов и линий PCI-E могут различаться

Это одна из наиболее запутанных задач по PCI-E: порт может быть выполнен размером в форм-факторе x16, но иметь недостаточное количество полос для пропуска данных, например, всего например x4. Это связано с тем, что даже если PCI-E может нести на себе неограниченное количество отдельных соединений, все же существует практический предел пропускной способности полосы пропускания чипсета. Более дешевые материнские платы с более бюджетными чипсетами могут иметь только один слот x8, даже если этот слот может физически разместить карту форм-фактора x16.

Кроме того, материнские платы, ориентированные на геймеров, включают до четырех полных слотов PCI-E с x16 и столько же линий для максимальной пропускной способности.

Очевидно, это может вызывать проблемы. Если материнская плата имеет два слота размером x16, но один из них имеет только полосы x4, то подключение новой графической карты снизит производительность первой аж на 75%. Это, конечно, только теоретический результат. Архитектура материнских плат такова, что Вы не увидите резкого снижения производительности.

Правильная конфигурация двух графических видео карт должна задействовать именно два слота x16, если Вы хотите максимального комфорта от тандема двух видеокарт. Выяснить сколько линий на Вашей материнской плате имеет тот или иной слот поможет руководство на оф. сайте производителя.

Иногда производители даже помечают на текстолите материнской платы рядом со слотом количество линий

Нужно знать, что более короткая карта x1 или x4 может физически вписаться в более длинный слот x8 или x16. Конфигурация контактов электрических контактов делает это возможным. Естественно, если карта физически больше, чем слот, то вставить ее не получится.

Поэтому помните, при покупке карт расширения или обновления текущих необходимо всегда помнить как размер слота PCI Express, так и количество необходимых полос.

userello.ru

PCI Express x16: поколения — пропускная способность и прочее

 

Здравствуйте, друзья.

Уже многие годы материнские платы оснащаются слотами стандарта PCI-E, который вытеснил своего прародителя PCI и еще более устаревшего предшественника AGP. Однако этот стандарт имеет несколько подвидов, и они могут быть расположены на материнке одновременно. Это нередко вводит пользователей в заблуждение при выборе железа для своего компьютера. В своей статье я расскажу о PCI Express x16, так как данная спецификация является наиболее востребованной в наши дни, и вы сможете отличать её от других.

 

Коротко о PCI-E

Для тех, кто не в теме, первым делом объясню в двух словах, что вообще представляет собой PCI-E. Так называется современная компьютерная шина, которая предназначена для передачи данных между функциональными блоками ПК.

Однако в физическом плане это не шина, а соединение типа «точка-точка», то есть напрямую объединяет два устройства. Что можно подключить между собой? Можно соединить материнскую плату с видео-, аудио- и сетевыми картами, Bluetooth и Wi-Fi модулями, специализированными контроллерами диагностики и прочими устройствами.

 

Разновидности стандарта

В первую очередь следует отличать поколения PCI-E. В наше время самым распространенным является 3.0, но его уже активно вытесняет последователь, так как работает в два раза быстрее. Спецификация 5.0. появится только в 2019 году.

Все поколения стандарта имеют одинаковый внешний вид дорожек на материнке. Но длина их может быть разной. В частности, 4 основных размера: x1, x4, x8 и x16. Чем выше цифра, тем больше дорожка.

От форм-фактора зависит количество максимальных подключений, которое интерфейс способен передавать на карту и обратно. Эти соединения правильнее называть линиями, которые состоят из двух сигнальных пар: одна передает информацию, другая — принимает. Скорость передачи данных определяется версией PCI-E.

 

Скорости и совместимость

Чтобы вы лучше понимали, о чем я говорю, ознакомьтесь с таблицей:

Версия	Подключения (в гигабайтах за секунду)
	х1	х2	х4	х8	х16
1.0	0.25	0.5	1.0	2.0	4.0
2.0	0.5	1.0	2.0	4.0	8.0
3.0	0.98	1.97	3.94	7.88	15.8
4.0	1.96	3.94	7.88	15.75	31.5
5.0	3.93	7.88	15.75	31.51	63.0

Пропускная способность PCI Express x16 в наиболее распространенном ныне третьем поколении составляет 4 ГБ/с в каждую сторону. Перемножив их, мы получаем общую цифру 16 ГБ/с, но на практике немного меньше. Этого вполне достаточно для современных видеокарт.

Учитывайте, что устройство меньшего форм-фактора можно вставить в больший слот, но оно будет работать на собственной скорости. Например, видеокарта имеет интерфейс х4, а материнка — х16; они совместимы между собой, однако слот не способен добавить девайсу мощности. В свою очередь, вставить устройство с большим интерфейсом, чем имеет материнка, не получится даже физически.

На этом всё.

Пока-пока.

 

 

profi-user.ru

Интерфейс видеокарты. PCI Express x16, PCI Express 2.0

Стандартным интерфейсом для подключения видеокарт на данный момент является шина PCI-Express (PCIe или PCI-E), которая пришла на смену AGP.

PCI-Express 16x и PCI-Express 2.0 – наиболее используемые интерфейс для подключения дискретных видеокарт. Основное различием между этими версиями в том, что в версии 2.0 была увеличена максимальная пропускная способность до 8 Гбит/с в каждом направлении, а также увеличивает возможности энергоподачи до 300 Вт, для этого на видеокарты устанавливается 2 x 4-штырьковый разъем питания.

 

PCI-Express реализован в различных версиях, отличающихся пропускной способностью: 1x, 2x, 4x, 8x, 16x и 32х. Видеоинтерфейс PCI-E 16x обеспечивает пропускную способность равную 4 Гб/с в каждом направлении. Также были реализации PCI-Exp 8x (в бюджетных SLI- или CrossFire-решениях) и PCI-E 4x (или PCI-Express Lite).

Конечно, чем выше пропускная способность видеокарты, тем выше производительность и FPS в играх. Однако, у видеоинтерфейса AGP пропускная способность была практически такой же, как и у ранних версиях PCI-Express, и преимущество последнего было в масштабировании, а значит можно было подключить одновременно до четырех видеокарт.

Стандарт PCI-Express обеспечивает мощность питания: по напряжению 3,3 В до 3 А, по 12 В – до 5,5 А. Таким образом всего до 76 Вт отдаваемой видеокарте мощности. Но даже этого некоторым видеокартам не хватает и на них устанавливают один или несколько дополнительных 6-контактных разъема PCI-Express, при этом каждый способен дополнительно обеспечить ток по шине 12 В – до 6 А, а значит всего 72 или 144 Вт мощности. Значит PCI-Express 1.1 может обеспечить питание видеокарты, которые потребляют до 220 Вт электроэнергии.

Видеостандарт AGP имеет до 42 Вт отдаваемой мощности, так как по шине питания 3,3 В видеокарта потребляет до 6 А, по 5 В – до 2 А, по 12 В – 1А.

AGP (Accelerated Graphics Port) –32-битная системная шина для видеокарты. Стандарт был разработан в 1997 году компанией Intel. Хоть стандарт является устаревшим, в продаже все еще можно встретить видеокарты с этим видеоинтерфейсом.

Для сравнения с пропускной способностью PCI Express приведем пример нескольких вариантов шины AGP:

• AGP 1х – 266 Мб/с;
• AGP 2х – 533 Мб/с;
• AGP 4х -1,07 Гб/с;
• AGP 8х – 2,1 Гб/с.

hardwareguide.ru

PCI Express: что такое PCI Express?

Когда мы говорим о шине PCI Express(PCI-E), то, пожалуй, первое что выделяет ее среди других аналогичных решений – это эффективность. Благодаря этой современной шине, повышается производительность компьютера, улучшается качество графики.

На протяжении многих лет, для подключения видеокарты к материнской плате, использовалась шина PCI(Peripheral Component Interconnect), помимо этого она использовалась также и для подключения некоторых других устройств, например, сетевой и звуковой карты.

Вот как выглядят эти слоты:

PCI-Express фактически стало следующим поколением шины PCI, предложив улучшенную функциональность и производительность. Она, использует последовательное соединение, в котором имеется несколько линий, каждая из которых ведет к соответствующему устройству, т.е. каждое периферийное устройство получает свою собственную линию, благодаря чему возрастает общая производительность компьютера.

PCI-Express поддерживает «горячее» подключение, потребляет меньшее, чем ее предшественники количество энергии, контролирует целостность передаваемых данных. К тому же она совместима с драйверами PCI – шины. Еще одной замечательной особенностью данной шины, является ее масштабируемость, т.е. pci express card подключается и работает в любом слоте аналогичной или большей пропускной способности. По всей вероятности, эта функция будет обеспечивать ее использование в последующие годы.

Традиционный тип слота PCI был достаточно хорош для основных аудио/видео функций. С шиной AGP, схема работы с мультимедийными данными улучшилась, соответственно возросло и качество аудио/видео данных. Это было незадолго до того момента, когда достижения в области микроархитектуры процессоров стали еще нагляднее демонстрировать медлительность шины PCI, которая заставляла самые быстрые и новейшие на тот момент времени модели компьютеров буквально еле-еле тащиться.

Характеристики и пропускная способность шины PCI-E

Она может иметь от одной двунаправленной линии соединения x1, до x32 (32 линий). Линия функционирует по принципу точка к точке. Современные версии  предоставляют гораздо большую пропускную способность, по сравнению со своими предшественниками. x16 можно использовать для подключения видеокарты, а x1 и x2 могут использоваться для подключения обычных карт.

Вот как выглядят слоты х1 и pci express x16 на материнской плате:

PCI-E
Количество линий x1 x2 x4 x8 x16 x32
Ширина полосы 500 Мб /с 1000 МБ /с 2000 Мб /с 4000 МБ /с 8000 МБ / с 16000 Мб / с

Версии PCI-E и совместимость

Когда речь идет о компьютерах, то любое упоминание о версиях ассоциируется с проблемами совместимости. И, как любая другая современная технология, PCI-E постоянно развивается и модернизируется. Последний  доступный  вариант pci express 3.0, но уже ведется развитие шины PCI-E версии 4.0., которая должна появиться примерно в 2015 году(  pci express 2.0 практически устарела).
Взгляните на следующую таблицу совместимости PCI-E.
Версии PCI-E 3,0 2,0 1,1
Общая пропускная способность
(X16) 32 Гб / с 16 Гб / с 8 Гб / с
Скорость передачи данных 8,0 ГТ / с 5,0 ГТ / с 2,5 ГТ / с

Версия PCI-E не имеет никакого влияния на функциональность карты. Наиболее отличительной чертой данного интерфейса является его прямая и обратная совместимость, что делает его безопасным и способным к синхронизации со многими вариантами карт, независимо от интерфейса версии. То есть вы можете в слот PCI-Express первой версии, вставить карту второй или третьей версии и она будет работать, хотя и с некоторой потерей производительности. Точно так же и в слот PCI-E третьей версии можно устанавливать карту первой версии PCI-Express. В настоящее время все современные модели видеокарт от NVIDIA и AMD совместимы с такой шиной.

А это на закуску:

 

Похожие статьи:

 

Запись имеет метки: Железо

moydrugpc.ru

PCI Express 1x, 4x, 8x, 16x bus распиновка и описание @ pinouts.ru

PCI Express as a high-bandwidth, low pin count, serial, interconnect technology. It was designed to replace the older PCI and AGPbus standards. PCIe has numerous improvements over the older standards, including higher maximum system bus throughput, lower I/O pin count and smaller physical footprint, better performance scaling for bus devices, a more detailed error detection and reporting mechanism (Advanced Error Reporting, AER), and native hot-swap functionality. PCI Express architecture provides a high performance I/O infrastructure for Desktop Platforms with transfer rates starting at 2.5 Giga transfers per second over a x1 PCI Express lane for Gigabit Ethernet, TV Tuners, Firewire 1394a/b controllers, and general purpose I/O. PCI Express architecture provides a high performance graphics infrastructure for Desktop Platforms doubling the capability of existing AGP8x designs with transfer rates of 4.0 Gigabytes per second over a x16 PCI Express lane for graphics controllers. A lane is composed of two differential signaling pairs, with one pair for receiving data and the other for transmitting.

ExpressCard utilizing PCI Express interface, developed by the PCMCIA group for mobile computers. PCI Express Advanced Power Management features help to extend platform battery life and to enable users to work anywhere, without an AC power source. The PCI Express electrical interface is also used in some computer storage interfaces SATA Express and M.2.

The broad adoption of PCI Express in the mobile, enterprise and communication segments enables convergence through the re-use of a common interconnect technology.

PCI-E is a serial bus which uses two low-voltage differential LVDS pairs, at 2.5Gb/s in each direction [one transmit, and one receive pair]. PCI Express supports 1x [2.5Gbps], 2x, 4x, 8x, 12x, 16x, and 32x bus widths [transmit / receive pairs].

The differential pins [Lanes] listed in the pin out table above are LVDS which stands for: Low Voltage Differential Signaling.

PCI-Express 1x Connector Pin-Out

Pin	Side B Connector		Side A Connector
#	Name	Description	Name	Description
1	+12v	+12 volt power	PRSNT#1	Hot plug presence detect
2	+12v	+12 volt power	+12v	+12 volt power
3	+12v	+12 volt power	+12v	+12 volt power
4	GND	Ground	GND	Ground
5	SMCLK	SMBus clock	JTAG2	TCK
6	SMDAT	SMBus data	JTAG3	TDI
7	GND	Ground	JTAG4	TDO
8	+3.3v	+3.3 volt power	JTAG5	TMS
9	JTAG1	+TRST#	+3.3v	+3.3 volt power
10	3.3Vaux	3.3v volt power	+3.3v	+3.3 volt power
11	WAKE#	Link Reactivation	PWRGD	Power Good
Mechanical Key
12	RSVD	Reserved	GND	Ground
13	GND	Ground	REFCLK+	Reference Clock Differential pair
14	HSOp(0)	Transmitter Lane 0, Differential pair	REFCLK-
15	HSOn(0)		GND	Ground
16	GND	Ground	HSIp(0)	Receiver Lane 0, Differential pair
17	PRSNT#2	Hotplug detect	HSIn(0)
18	GND	Ground	GND	Ground

PCI-Express 4x Connector Pin-Out

Pin	Side B Connector		Side A Connector
#	Name	Description	Name	Description
1	+12v	+12 volt power	PRSNT#1	Hot plug presence detect
2	+12v	+12 volt power	+12v	+12 volt power
3	+12v	+12 volt power	+12v	+12 volt power
4	GND	Ground	GND	Ground
5	SMCLK	SMBus clock	JTAG2	TCK
6	SMDAT	SMBus data	JTAG3	TDI
7	GND	Ground	JTAG4	TDO
8	+3.3v	+3.3 volt power	JTAG5	TMS
9	JTAG1	+TRST#	+3.3v	+3.3 volt power
10	3.3Vaux	3.3v volt power	+3.3v	+3.3 volt power
11	WAKE#	Link Reactivation	PWRGD	Power Good
Mechanical Key
12	RSVD	Reserved	GND	Ground
13	GND	Ground	REFCLK+	Reference Clock Differential pair
14	HSOp(0)	Transmitter Lane 0, Differential pair	REFCLK-
15	HSOn(0)		GND	Ground
16	GND	Ground	HSIp(0)	Receiver Lane 0, Differential pair
17	PRSNT#2	Hotplug detect	HSIn(0)
18	GND	Ground	GND	Ground
19	HSOp(1)	Transmitter Lane 1, Differential pair	RSVD	Reserved
20	HSOn(1)		GND	Ground
21	GND	Ground	HSIp(1)	Receiver Lane 1, Differential pair
22	GND	Ground	HSIn(1)
23	HSOp(2)	Transmitter Lane 2, Differential pair	GND	Ground
24	HSOn(2)		GND	Ground
25	GND	Ground	HSIp(2)	Receiver Lane 2, Differential pair
26	GND	Ground	HSIn(2)
27	HSOp(3)	Transmitter Lane 3, Differential pair	GND	Ground
28	HSOn(3)		GND	Ground
29	GND	Ground	HSIp(3)	Receiver Lane 3, Differential pair
30	RSVD	Reserved	HSIn(3)
31	PRSNT#2	Hot plug detect	GND	Ground
32	GND	Ground	RSVD	Reserved

PCI-Express 8x Connector Pin-Out

Pin	Side B Connector		Side A Connector
#	Name	Description	Name	Description
1	+12v	+12 volt power	PRSNT#1	Hot plug presence detect
2	+12v	+12 volt power	+12v	+12 volt power
3	+12v	+12 volt power	+12v	+12 volt power
4	GND	Ground	GND	Ground
5	SMCLK	SMBus clock	JTAG2	TCK
6	SMDAT	SMBus data	JTAG3	TDI
7	GND	Ground	JTAG4	TDO
8	+3.3v	+3.3 volt power	JTAG5	TMS
9	JTAG1	+TRST#	+3.3v	+3.3 volt power
10	3.3Vaux	3.3v volt power	+3.3v	+3.3 volt power
11	WAKE#	Link Reactivation	PWRGD	Power Good
Mechanical Keycard
12	RSVD	Reserved	GND	Ground
13	GND	Ground	REFCLK+	Reference Clock Differential pair
14	HSOp(0)	Transmitter Lane 0, Differential pair	REFCLK-
15	HSOn(0)		GND	Ground
16	GND	Ground	HSIp(0)	Receiver Lane 0, Differential pair
17	PRSNT#2	Hotplug detect	HSIn(0)
18	GND	Ground	GND	Ground
19	HSOp(1)	Transmitter Lane 1, Differential pair	RSVD	Reserved
20	HSOn(1)		GND	Ground
21	GND	Ground	HSIp(1)	Receiver Lane 1, Differential pair
22	GND	Ground	HSIn(1)
23	HSOp(2)	Transmitter Lane 2, Differential pair	GND	Ground
24	HSOn(2)		GND	Ground
25	GND	Ground	HSIp(2)	Receiver Lane 2, Differential pair
26	GND	Ground	HSIn(2)
27	HSOp(3)	Transmitter Lane 3, Differential pair	GND	Ground
28	HSOn(3)		GND	Ground
29	GND	Ground	HSIp(3)	Receiver Lane 3, Differential pair
30	RSVD	Reserved	HSIn(3)
31	PRSNT#2	Hot plug detect	GND	Ground
32	GND	Ground	RSVD	Reserved
33	HSOp(4)	Transmitter Lane 4, Differential pair	RSVD	Reserved
34	HSOn(4)		GND	Ground
35	GND	Ground	HSIp(4)	Receiver Lane 4, Differential pair
36	GND	Ground	HSIn(4)
37	HSOp(5)	Transmitter Lane 5, Differential pair	GND	Ground
38	HSOn(5)		GND	Ground
39	GND	Ground	HSIp(5)	Receiver Lane 5, Differential pair
40	GND	Ground	HSIn(5)
41	HSOp(6)	Transmitter Lane 6, Differential pair	GND	Ground
42	HSOn(6)		GND	Ground
43	GND	Ground	HSIp(6)	Receiver Lane 6, Differential pair
44	GND	Ground	HSIn(6)
45	HSOp(7)	Transmitter Lane 7, Differential pair	GND	Ground
46	HSOn(7)		GND	Ground
47	GND	Ground	HSIp(7)	Receiver Lane 7, Differential pair
48	PRSNT#2	Hot plug detect	HSIn(7)
49	GND	Ground	GND	Ground

PCI-Express 16x Connector Pin-Out

Pin	Side B Connector		Side A Connector
#	Name	Description	Name	Description
1	+12v	+12 volt power	PRSNT#1	Hot plug presence detect
2	+12v	+12 volt power	+12v	+12 volt power
3	+12v	+12 volt power	+12v	+12 volt power
4	GND	Ground	GND	Ground
5	SMCLK	SMBus clock	JTAG2	TCK
6	SMDAT	SMBus data	JTAG3	TDI
7	GND	Ground	JTAG4	TDO
8	+3.3v	+3.3 volt power	JTAG5	TMS
9	JTAG1	+TRST#	+3.3v	+3.3 volt power
10	3.3Vaux	3.3v volt power	+3.3v	+3.3 volt power
11	WAKE#	Link Reactivation	PWRGD	Power Good
Mechanical Key
12	RSVD	Reserved	GND	Ground
13	GND	Ground	REFCLK+	Reference Clock Differential pair
14	HSOp(0)	Transmitter Lane 0, Differential pair	REFCLK-
15	HSOn(0)		GND	Ground
16	GND	Ground	HSIp(0)	Receiver Lane 0, Differential pair
17	PRSNT#2	Hotplug detect	HSIn(0)
18	GND	Ground	GND	Ground
19	HSOp(1)	Transmitter Lane 1, Differential pair	RSVD	Reserved
20	HSOn(1)		GND	Ground
21	GND	Ground	HSIp(1)	Receiver Lane 1, Differential pair
22	GND	Ground	HSIn(1)
23	HSOp(2)	Transmitter Lane 2, Differential pair	GND	Ground
24	HSOn(2)		GND	Ground
25	GND	Ground	HSIp(2)	Receiver Lane 2, Differential pair
26	GND	Ground	HSIn(2)
27	HSOp(3)	Transmitter Lane 3, Differential pair	GND	Ground
28	HSOn(3)		GND	Ground
29	GND	Ground	HSIp(3)	Receiver Lane 3, Differential pair
30	RSVD	Reserved	HSIn(3)
31	PRSNT#2	Hot plug detect	GND	Ground
32	GND	Ground	RSVD	Reserved
33	HSOp(4)	Transmitter Lane 4, Differential pair	RSVD	Reserved
34	HSOn(4)		GND	Ground
35	GND	Ground	HSIp(4)	Receiver Lane 4, Differential pair
36	GND	Ground	HSIn(4)
37	HSOp(5)	Transmitter Lane 5, Differential pair	GND	Ground
38	HSOn(5)		GND	Ground
39	GND	Ground	HSIp(5)	Receiver Lane 5, Differential pair
40	GND	Ground	HSIn(5)
41	HSOp(6)	Transmitter Lane 6, Differential pair	GND	Ground
42	HSOn(6)		GND	Ground
43	GND	Ground	HSIp(6)	Receiver Lane 6, Differential pair
44	GND	Ground	HSIn(6)
45	HSOp(7)	Transmitter Lane 7, Differential pair	GND	Ground
46	HSOn(7)		GND	Ground
47	GND	Ground	HSIp(7)	Receiver Lane 7, Differential pair
48	PRSNT#2	Hot plug detect	HSIn(7)
49	GND	Ground	GND	Ground
50	HSOp(8)	Transmitter Lane 8, Differential pair	RSVD	Reserved
51	HSOn(8)		GND	Ground
52	GND	Ground	HSIp(8)	Receiver Lane 8, Differential pair
53	GND	Ground	HSIn(8)
54	HSOp(9)	Transmitter Lane 9, Differential pair	GND	Ground
55	HSOn(9)		GND	Ground
56	GND	Ground	HSIp(9)	Receiver Lane 9, Differential pair
57	GND	Ground	HSIn(9)
58	HSOp(10)	Transmitter Lane 10, Differential pair	GND	Ground
59	HSOn(10)		GND	Ground
60	GND	Ground	HSIp(10)	Receiver Lane 10, Differential pair
61	GND	Ground	HSIn(10)
62	HSOp(11)	Transmitter Lane 11, Differential pair	GND	Ground
63	HSOn(11)		GND	Ground
64	GND	Ground	HSIp(11)	Receiver Lane 11, Differential pair
65	GND	Ground	HSIn(11)
66	HSOp(12)	Transmitter Lane 12, Differential pair	GND	Ground
67	HSOn(12)		GND	Ground
68	GND	Ground	HSIp(12)	Receiver Lane 12, Differential pair
69	GND	Ground	HSIn(12)
70	HSOp(13)	Transmitter Lane 13, Differential pair	GND	Ground
71	HSOn(13)		GND	Ground
72	GND	Ground	HSIp(13)	Receiver Lane 13, Differential pair
73	GND	Ground	HSIn(13)
74	HSOp(14)	Transmitter Lane 14, Differential pair	GND	Ground
75	HSOn(14)		GND	Ground
76	GND	Ground	HSIp(14)	Receiver Lane 14, Differential pair
77	GND	Ground	HSIn(14)
78	HSOp(15)	Transmitter Lane 15, Differential pair	GND	Ground
79	HSOn(15)		GND	Ground
80	GND	Ground	HSIp(15)	Receiver Lane 15, Differential pair
81	PRSNT#2	Hot plug present detect	HSIn(15)
82	RSVD#2	Hot Plug Detect	GND	Ground

 

PRSNT#1 is connected to GND on motherboard.
Add on card needs to have PRSNT#1 connected to one of PRSNT#2 depending what type of connector is in use.
 

PCI-express standards

PCI Express 1.0a

In 2003, PCI-SIG introduced PCIe 1.0a, with a per-lane data rate of 250 MB/s and a transfer rate of 2.5 gigatransfers per second (GT/s). Transfer rate is expressed in transfers per second instead of bits per second because the number of transfers includes the overhead bits, which do not provide additional throughput; PCIe 1.x uses an 8b/10b encoding scheme, resulting in a 20% (= 2/10) overhead on the raw channel bandwidth.

PCI Express 2.0

PCI-SIG announced the availability of the PCI Express Base 2.0 specification on 15 January 2007. The PCIe 2.0 standard doubles the transfer rate compared with PCIe 1.0 to 5 GT/s and the per-lane throughput rises from 250 MB/s to 500 MB/s. Consequently, a 32-lane PCIe connector (×32) can support an aggregate throughput of up to 16 GB/s. PCIe 2.0 motherboard slots are fully backward compatible with PCIe v1.x cards. PCIe 2.0 cards are also generally backward compatible with PCIe 1.x motherboards, using the available bandwidth of PCI Express 1.1. Overall, graphic cards or motherboards designed for v2.0 will work with the other being v1.1 or v1.0a.  Like 1.x, PCIe 2.0 uses an 8b/10b encoding scheme, therefore delivering, per-lane, an effective 4 Gbit/s max transfer rate from its 5 GT/s raw data rate.

PCI Express 2.1

PCI Express 2.1 (dated March 4, 2009) supports a large proportion of the management, support, and troubleshooting systems planned for full implementation in PCI Express 3.0. However, the speed is the same as PCI Express 2.0. The increase in power from the slot breaks backward compatibility between PCI Express 2.1 cards and some older motherboards with 1.0/1.0a, but most motherboards with PCI Express 1.1 connectors are provided with a BIOS update by their manufacturers through utilities to support backward compatibility of cards with PCIe 2.1.

PCI Express 3.0

PCI Express 3.0 specification was made available in November 2010. New features for the PCI Express 3.0 specification include a number of optimizations for enhanced signaling and data integrity, including transmitter and receiver equalization, PLL improvements, clock data recovery, and channel enhancements for currently supported topologies. PCI Express 3.0 upgrades the encoding scheme to 128b/130b from the previous 8b/10b encoding, reducing the bandwidth overhead from 20% of PCI Express 2.0 to approximately 1.54% (= 2/130). This is achieved by XORing a known binary polynomial as a scrambler to the data stream in a feedback topology. PCI Express 3.0’s 8 GT/s bit rate effectively delivers 985 MB/s per lane, nearly doubling the lane bandwidth relative to PCI Express 2.0.

PCI Express 4.0

PCI Express 4.0 was officially announced on 2017, providing a 16 GT/s bit rate that doubles the bandwidth provided by PCI Express 3.0, while maintaining backward and forward compatibility in both software support and used mechanical interface. PCI Express 4.0 specs will also bring OCuLink-2, an alternative to Thunderbolt connector. OCuLink version 2 will have up to 16 GT/s (8 GB/s total for ×4 lanes), while the maximum bandwidth of a Thunderbolt 3 connector is 5 GB/s. Additionally, active and idle power optimizations are to be investigated.

pinouts.ru