اسلات PCI Express و انواع پی سی آی ای در مادربردهای سرور

 از زمان اولین رایانه که در سال 1981 راه‌اندازی شد، همه‌‌ی مادربردها دارای اسلات‌های توسعه (Expansion Slots) بودند. این اسلات‌ها باعث می‌شدند تا قطعات سخت‌افزاری مانند کارت صدا، گرافیک و … که روی مادربرد نصب نبودند، به رایانه اضافه شوند. آن‌ها همچنین گزینه‌های سفارشی‌سازی و ارتقا را در اختیار کاربران قرار می‌دهند. اسلات‎‌ها در طول این سال‌ها با تغییرات زیادی همراه بودند و در حال حاضر رایج‌ترین نوع اسلات توسعه PCI Express نام دارد. در این مقاله، قصد داریم به نکات مهم و کاربردی که باید در زمینه‌ی « اسلات PCI Express در مادربرد و انواع پی سی آی ای در مادربردهای سرور HP» بدانید، بپردازیم. پس با ما همراه باشید.

⏲مدت زمان تخمینی مطالعه: 21 دقیقه

PCIe یا PCI اکسپرس (PCI Express در مادربرد) چیست؟

PCIe مخفف عبارت «Peripheral Component Interconnect Express» است و به معنای یک رابط استاندارد و سریع برای اتصال قطعات سخت‌افزاری اضافه بر روی مادربرد از جمله کارت گرافیک، حافظه و … است. اجازه دهید قبل از صحبت در مورد PCI Express، کمی در مورد تاریخچه اسلات‌های توسعه و روند گسترش آن توضیح دهیم تا متوجه شوید که چه چیزی PCI Express را متفاوت می‌کند.

اسلات‌های (PCI Peripheral Component Interconnect) بخش جدایی‌ناپذیری از معماری کامپیوتر هستند که برای سال‌ها، PCI یک روش همه کاره و کاربردی برای اتصال کارت‌های صدا، تصویر و شبکه به مادربرد بود.

در واقع اسلات یا شکاف توسعه (Expansion Slot) سوکتی روی مادربرد است که برای قرار دادن کارت توسعه (برد مدار) مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع این اسلات، فضایی را برای افزودن قطعات سخت‌افزاری ضروری یا اضافی مانند ویدئو، صدا، گرافیک پیشرفته، اترنت، حافظه کارت‌های RAID و … برای رایانه یا سرور فراهم می‌کند.

کارت توسعه (expansion card) دارای یک کانکتور لبه‌ای است که به‌طور دقیق در شکاف انبساط قرار می‌گیرد و دارای یک ردیف اتصال و مدارهای مجتمع برای برقراری ارتباط الکتریکی بین مادربرد و قطعات دیگر است. با توجه به فرم فاکتور کیس و مادربرد، یک سیستم کامپیوتری به طور کلی می‌تواند از یک تا هفت اسلات توسعه داشته باشد و همچنین با استفاده از یک سیستم backplane، حداکثر 19 کارت توسعه قابل نصب است. ورودی شکاف توسعه به ‎طور معمول در پشت رایانه است که با استفاده از یک پیچ اتصال کارت را به شکاف و اتصال الکتریکی به مادربرد را برای کارت توسعه فراهم می‌سازد.

خرید سرور hp و فروش پردازنده سرور و فروش مادربرد سرور و کابل سرور اچ پی (HP) و ... در تجارت سرور پارسه

Altair 8800 اولین مدل کارت توسعه برای اسلات بود که بر روی یک میکرو کامپیوتر اضافه می‌شد و در سال 1974-1975 توسط IBM Corp به بازار عرضه شد. در زیر متداول‌ترین انواع اسلات‌های توسعه را که در طول تاریخ رایانه و سرور مورد استفاده قرار گرفته است را مشاهده می‌کنید:

• ISA (Industry Standard Architecture)
• MCA (Micro Channel Architecture)
• EISA (Extended Industry Standard Architecture)
• VLB (VESA Local Bus)
• PCI (Peripheral Component Interconnect)
• PCI-X (Peripheral Component Interconnect eXtended)
• AGP (Accelerated Graphics Port)
• PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express)

اما PCI با توجه به رشد قطعات سخت‌افزاری ثابت مانده بود. در واقع با گذشت زمان پردازنده‌ها، کارت‌های ویدئویی، کارت‌های صدا، کارت‌های شبکه سرور و … سریع‌تر و قدرتمندتر شدند، اما PCI دارای عرض ثابت 32 بیت ماند و می‌توانست تنها 5 دستگاه را در یک زمان مدیریت کند. با مرور زمان اسلات پی سی آی جدیدتر (PCI-X) پهنای باند 64 بیتی را فراهم می‌کرد، اما باز هم برای استفاده برخی از قطعات نیاز به پهنای بیشتر بود. در نتیجه اسلات جدیدتر با نام پی سی آی اکسپرس یا PCIe به بازار عرضه شد که بسیاری از کاستی‌ ها و مشکلات را برطرف کرد.

سازندگان برای متمایز کردن استانداردهای قدیمی PCI، مدل‌ جدید را با اضافه کردن نام Express به بازار عرضه کرده‌اند و برای مدیریت بهتر اتصال نقطه‌ به نقطه با اجزای غیرهسته‌ای طراحی شد، که علاوه بر فراهم کردن پهنای باند بیشتر، با انواع سیستم عامل‌ها سازگاری دارد و به‌طور قابل توجهی نسبت به مدل‌های قبلی در عملکرد بهبود یافته است.

شکاف اسلات PCI Express چیست؟

برای درک بهتر شکاف اسلات PCI Express باید بدانید که اسلات یا شکاف توسعه چیست. هر مادربرد، مجهز به یک جایگاه برای اضافه کردن ویژگی‌های دیگر مانند کارت گرافیک پیشرفته، کارت شبکه، اترنت و … است. در واقع این قطعات به‌طور مستقیم در داخل شکاف اسلات قرار می‌گیرند تا مادربرد به آن‌ها دسترسی داشته باشد. و از آن‌جا ارتباط آن‌ را با دیگر قطعات برخوردار سازد. در طول سالیان گذشته چندین نوع شکاف توسعه مانند PCI، AGP ، AMR، CNR، ISA، EISA و VESA به بازار عرضه شده‌اند که  محبوب‌ترین آن‌ها PCIe است. بنابراین شکاف اسلات PCI Express روش دیگری برای گسترش قطعات بر روی رایانه یا سرور است که با کابل مخصوص بر روی مادربورد متصل می‌شود.

این اسلات از روش Lane ارتباط بین مادربرد، سیستم و دیگر قطعات سخت‌افزاری را برقرار می‌سازد. از طریق جفت‌های سیگنالینگ اطلاعات را ارسال و دریافت می‌کند، که میزان سرعت انتقال براساس خطوط شکاف اسلات PCI Express مشخص می‌شود.

بیشتر بخوانید: بوت درایو NS204i-u چیست؟

شکاف اسلات PCIe به کاربران این امکان را می‌دهد که کارت‌های توسعه را بر روی مادربرد اضافه کنند تا عملکرد بیشتری را برای دستگاه‌های خود فراهم سازند. آنها در اندازه‌های مختلفی در بازار موجود هستند که هر کدام برای عملکرد مخصوصی طراحی شده است.

پورت اسلات PCI Express چیست؟

همان‌طور که اشاره کردیم استاندارد PCI Express یکی از اجزای اصلی محاسبات مدرن است. این استاندارد که با نام شکاف توسعه یا پورت اسلات شناخته می‌شود، در دهه‌ی گذشته در رایانه، سرورهای ساخته شده و … وجود دارد.

اسلات PCI ، زمانی‌که در اوایل دهه‌ی 2000 به PCI Express توسعه یافت، یک مزیت بزرگ داشت: از یک گذرگاه دسترسی نقطه به نقطه به جای گذرگاه سریال استفاده می‌کرد. این بدان معنا است که هر پورت PCI منفرد و کارت‌های نصب شده آن می‌توانند از حداکثر سرعت خود نهایت استفاده را ببرند، بدون اینکه چندین کارت یا اکسپنشن در یک گذرگاه مسدود شود.

در واقع پورت PCI Express جایگزین استاندارد اسلات PCI قدیمی‌ شد که در مادربردها با تکفیک در رنگ‌بندی مشخص می‌شود و عبارتند از:

1.  PCIE x16 در رنگ آبی
2.  PCIE x1 در رنگ مشکی
3.  PCI در رنگ بژ

اسلات PCI Express چگونه کار می کند؟

یک اسلات PCIe یا PCI express نقطه اتصال بین «قطعات جانبی» رایانه و مادربرد را فراهم می‌سازد و اصطلاح «کارت PCIe» یا «کارت توسعه» به سخت‌افزارهایی مانند کارت‌ گرافیک، پردازنده‌، درایوهای حالت جامد (SSD)، هارد دیسک‌ها و … اشاره دارد، که از طریق اسلات‌های PCIe به دستگاه اضافه می‌شوند.

در واقع روش کار اسلات PCI Express در مادربرد را می‌توان به روش‌های قدیمی مانند PCI و AGP تشبیه کرد که یک قطعه یا دستگاه درون شکاف پی سی آی اکسپرس بر روی مادربرد قرار می‌گیرد و سپس این اسلات به عنوان رابط امکان ارتباط بین دستگاه یا قطعه، مادربرد و سایر سخت‌افزارها را براساس خطوط ارتباطی که Lane نام دارد، فراهم می‌سازد. PCIe نسبت به باس‌های موازی مانند PCI و PCI-X تاخیر کمتر و نرخ انتقال داده بالاتری را ارائه می‌دهد.

یک خط PCIe مسیر عبور یا اتصالی است که داده‌ها را از اسلات و CPU منتقل می‌کند. هر چه خطوط اسلات PCIe بیشتری باشد، نرخ توان (سرعت) آن و اندازه نیز افزایش می‌یابد.

با PCIe، داده‌ها از طریق دو جفت سیگنال منتقل می‌شوند: دو سیم برای انتقال و دو سیم برای دریافت. به هر مجموعه از جفت‌های سیگنال، «خط» می‌گویند و هر خط می‌تواند بسته‌های داده هشت بیتی را به طور هم‌زمان بین دو نقطه ارسال و دریافت کند.

اطلاع داشتن از خطوط ارتباطی PCIe برای این‌که بدانید اسلات PCI Express در مادربرد چگونه عمل می‌کند، بسیار مهم است. به‌همین خاطر باید با انواع اسلات پی سی آی اکسپرس براساس اندازه یا خطوط آشنا باشید.

انواع اسلات PCI Express

انواع اسلات PCI Express در مادربورد براساس اندازه آن مشخص می‌شود. اندازه هر اسلات PCIe با تعداد خطوط نشان داده می‌شود.  به‌طورکلی، پنج اندازه فیزیکی کارت PCIe وجود دارد، که چهار نوع پیکربندی آن یعنی x1، x4، x8 و x16 رایج‌تر هستند. پیکربندی فیزیکی پنجم اسلات PCIe x32 یا FYI است که دارای حداکثر 32 خط بوده اما این سایز بسیار نادر و جزو جریان اصلی قرار نمی‌گیرد.

عدد بعد از “X” به تعداد خطوط در اسلات PCIe اشاره دارد. به عنوان مثال، یک کارت PCIe x4 دارای چهار خط است و می‌تواند داده‌ها را با 4 بیت در هر چرخه جابه‌جا کند. در بیشتر موارد، هرچه اسلات تعداد خط بیشتری داشته باشد، سخت‌افزار نیز عملکرد بهتری خواهد داشت.

باید توجه داشته باشید که مقدار خطوط PCIe یک رایانه یا سرور توسط CPU و مادربرد مشخص می‌شود که با نگاه کردن به مشخصات CPU و CHIPSET مادربرد معلوم است.

تعداد خطوط PCIe در  Intel Core i7-10700K

نکته‌ی بعدی که برای استفاده از کارت PCIe باید آن را در نظر بگیرید. قرار دادن قطعه سخت‌افزاری در اسلات پی سی آی اکسپرس رایانه یا سرور با همان اندازه و تنظیمات کارت است. با این‌حال در مواقعی که با کمبود اسلات مواجه می‌شوید می‌توانید کارت PCIe را در اسلات وسیع‌تر نیز قرار داد. به‌ عنوان مثال، برای استفاده از کارت PCIe x8 باید از اسلات پی سی آی 8 در مادربرد استفاده کنید و زمانی‌که این اسلات اِشغال شده باشد، می‌توانید یک کارت PCIe x8 را در اسلات PCIe x16 قرار دهید، اما آن کارت در حالت PCIe x8 اجرا می‌شود. همچنین می‌توانید یک کارت PCIe x8 را در یک اسلات PCIe x4 قرار دهید، اما در مقایسه با زمانی‌که در اسلات PCIe x8 بود، تنها با نیمی از پهنای باند کار می‌کند. بیشتر پردازنده‌های گرافیکی برای عملکرد کامل به یک اسلات PCIe x16 نیاز دارند.

طول (میلی‌متر)	تعداد پین‌ها	مدل
25	18	PCI Express x1
39	32	PCI Express x4
56	49	PCI Express x8
89	82	PCI Express x16

جدول مقایسه سایز اسلات PCI Express در مادربرد

اسلات PCI Express x16 دارای طول استاندارد 89 میلی‌متر است و شامل 82 پین در هر سمت (مجموعاً 164 پین) می‌باشد. این اسلات در مدل‌های مختلفی با توجه به نسخه‌های PCIe (مانند 3.0، 4.0 یا 5.0) عرضه می‌شود که هر کدام پهنای باند و سرعت متفاوتی را ارائه می‌دهند.

به‌طورمعمول دو اندازه اسلات PCIe در بیشتر مادربردها وجود دارند:

• x1: این مدل تنها یک خط PCIe را ارائه می‌دهد که برای کارت‌های ضعیف و کوچک مانند کارت وای‌فای یا کارت صدا مناسب است.
• x16: این مدل بزرگ‌ترین اسلاتی است که روی یک مادربرد قرار می‌گیرد که برای درک تعداد خطوط واقعی آن باید برگه مشخصات آن را بررسی کنید. اگر فقط یک اسلات x16 روی مادربرد باشد، به‌طور قطع دارای 16 خط PCIe است که به‌طور مستقیم از CPU می‌آید. اما اگر بیش از یک اسلات x16 روی مادربرد است، اسلات دوم x16 یا در حالت x8 یا x4 کار می‌کند. به‌طور کلی، سه پیکربندی برای یک اسلات x16 وجود دارد:
• x16(x4)؛ این اسلات در اندازه فیزیکی اسلات x16 است اما فقط 4 خط متصل دارد که برای دستگاه‌هایی مانند اسلات توسعه NVMe M.2 SSD یا کارت ضبط ویدیو 4K و قطعاتی که به پهنای باند بالاتری نسبت به اسلات x1 نیاز دارند، پیشنهاد می‌شود.
• x16(x8)؛ این مدل در مادربردهای درجه یک برای کارت گرافیک‌های دوگانه در نظر گرفته می‌شود، که مانند مدل قبلی دارای اندازه اسلات x16 است اما تنها چهار خط متصل دارد.
• x16(x16)؛ یک اسلات واقعی x16  با تعداد خطوط x16 است که در بیشتر مادربردها وجود دارد. این مدل بالاترین نرخ سرعت را ارائه می‌دهد و بیشتر برای کارت‎‌های گرافیکی استفاده می‌شود.

نسل‌های مختلف پی سی آی ای (PCI Express در مادربرد)

در حال حاضر 6 نسل از اسلات پی سی آی اکسپرس به بازار عرضه شده است. هر عدد که بعد از PCIe درج می‌شود، اشاره به نسل آن دارد که عبارتند از:

PCIe 1.0

 در سال 2003 اولین نسخه PCI Express با نرخ داده 250 مگابایت بر ثانیه در هر خط (per-lane)  و سرعت 5/2GT/s در ثانیه به بازار عرضه شد. در سال 2005 PCI-SIG نسخه به‌روز شده این مدل را با نام PCI Express 1.0a با کمی پیشرفت و بدون هیچ تغییری در نرخ داده ارائه کرد.

PCIe 2.0

 این ورژن در 15 ژانویه سال 2007 با افزایش دو برابری در سرعت انتقال یعنی نرخ داده 500 مگابایت در ثانیه و سرعت 5GT/s به بازار آمد. اسلات PCI Express 2.0 به طور کامل با اسلات PCI Express v1.x سازگاری داشته و اتصال USB 3.0 را فراهم می‌کند. همچنین این مدل دارای پیشرفت‌هایی در پروتکل انتقال داده نقطه به نقطه و معماری نرم افزار نیز بود.

PCI-SIG ورژن PCI Express 2.1 را با برخی تغییرات و عیب‌یابی را در تاریخ 4 مارس 2009 رونمایی کرد. اگرچه سرعت این مدل مانند ورژن 2.0 بود اما با افزایش قدرت و بروزرسانی بایوس همراه بود.

PCIe 3.0

نسخه 3 پی سی آی اکسپرس در نوامبر سال 2010 با تغییراتی از جمله سرعت 8 گیگاترانسفر در ثانیه (GT/s)، بهینه‌سازی در ارسال سیگنالی، یکپارچگی داده‌ها، یکسان‌سازی فرستنده و گیرنده، بهبودPLL، بازیابی اطلاعات ساعت و بهبود کانال توپولوژی‌ها همراه شد. از سال 2013 کلیه رایانه‌ها مجهز به آخرین نسل PCIe یعنی ورژن 3.0 بودند. این درحالی بود که در نوامبر سال 2014 ورژن PCI Express 3.1 با بهبود عملکرد و مدیریت انرژی به بازار ارائه شد.

CI Express 3.0 یکی از نسخه‌های محبوب و پرکاربرد استاندارد PCIe است که در سال 2010 معرفی شد. این نسخه پهنای باند دو برابر نسخه قبلی (PCIe 2.0) را ارائه می‌دهد و سرعت انتقال آن به 8 گیگاترنسفر در ثانیه در هر لِین می‌رسد، که معادل پهنای باند تئوری 16 گیگابایت بر ثانیه برای اسلات x16 است. PCIe 3.0 با بهبودهایی در کدنویسی داده‌ها و کاهش تأخیر، عملکردی بهینه‌تر دارد و همچنان در بسیاری از سیستم‌ها به عنوان یک استاندارد پایدار برای اتصال کارت‌های گرافیک، SSDهای NVMe، و سایر دستگاه‌های توسعه استفاده می‌شود.

PCIe 4.0

 در 8 ژوئن 2017، PCI-SIG جدیدترین نسل اسلات PCIe یعنی PCI Express 4.0 را معرفی کرد. اگرچه تغییری در کدگذاری ورژن 3 به 4 وجود نداشت اما این نسل با افزایش سرعت انتقال دو برابری یعنی  16GT/s ، توان خروجی در هر خط 1969 مگابایت بر ثانیه و جایگزینی OCuLink-2 با Thunderbolt همراه بود.

PCIe 5.0

استاندارد رسمی PCIe 5.0 در ماه مه 2019 عرضه شد. این استاندارد 128 گیگابایت بر ثانیه توان عملیاتی داشت و با نسل‌های قبلی PCIe سازگار بود. همچنین ویژگی‌های جدیدی از جمله تغییرات الکتریکی برای بهبود یکپارچگی سیگنال و کانکتورهای CEM سازگار با عقب برای کارت‌های افزودنی را نیز داشت. در 17 آگوست 2020، IBM پردازنده POWER10 را با PCIe 5.0 و حداکثر 32 خط در هر ماژول تک تراشه (SCM) و حداکثر 64 خط در هر ماژول دو تراشه (DCM) معرفی کرد. همچنین کمپانی اینتل در 27 اکتبر 2021، نسل دوازدهم خانواده CPU Intel Core با پشتیبانی از اتصال PCIe 5.0 تا 16 خط را رونمایی کرد. انتظار می‌رود اولین دستگاه‌های مجهز به PCIe 5.0 در سال 2022 برای مشتریان سازمانی و مصرف‌کننده‌های عمومی ارائه شود.

PCIe 6.0

 PCI-SIG در 6 اکتبر 2021 استانداردهای نهایی PCIe 6.0  را ارائه کرد. با این‌حال طبق نظرات مختلف کارشناسان در این حوزه تا پایان سال 2023 محصولاتی با مشخصات PCI Express 6.0 در بازار عرضه نخواهد شد.

مشخصات PCIe 6.0

PCIe 6.0 دارای پهنای باند دو برابر PCIe 5.0 خواهد بود که به سرعت 256 گیگابایت بر ثانیه با تعداد خطوط 16 می‌رسد. نرخ انتقال داده نیز 64GT/s در هر پین است و انتظار می‌رود که  PCIe 6.0 با نسل‌های قبلی PCIe سازگاری داشته باشد.

مقایسه سرعت نسل‌های PCIe

عملکرد کلی اسلات PCIe به‌طور قابل توجهی تحت تاثیر نسل PCI Express در مادربورد است. هر نسل جدید سرعت هر خط را دو برابر می‌کند. به‌عنوان مثال یک PCIe x1 V 3.0 دارای توان خروجی 985 مگابایت بر ثانیه است، در حالی که PCIe x1 V 4.0 دو برابر سرعت یعنی 1969 مگابایت بر ثانیه دارد.

همان‌طور که می‌بینید، در هر نسل به‌روز‌رسانی‌هایی در استاندارد PCIe  انجام گرفته و هر بار پهنای باند نیز به شدت افزایش یافته است. همچنین بهبود عملکرد و مدیریت انرژی نیز در هر نسل با تغییراتی همراه است.

در آخرین نسل به بازار عرضه شده یعنی PCIe 4.0 دارای نرخ داده 16 GT/s است که در مقایسه با نسخه قبلی خود که 8GT/s بوده، دو برابر افزایش یافته است. همچنین هر پیکربندی خط PCIe 4.0 از پهنای باند دو برابر PCIe 3.0 نیز پشتیبانی می‌کند که حداکثر به 32 گیگابایت بر ثانیه در اسلات 16 خطی و 64 گیگابایت بر ثانیه می‌رسد.

توجه داشته باشید که تمامی نسخه‌های کارت PCIe با نسخه قبلی سازگار هستند. یعنی هر نسخه از کارت PCIe و مادربرد می‌توانند در حالت پایین‌تر نسخه با هم کار کنند.

قابلیت backward و forward در نسل‌های جدید PCIe

اسلات PCI Express در مادربرد اگرچه در هر نسل با افزایش سرعت در نرخ انتقال داده همراه بوده اما در نسل‌های جدید PCIe یعنی نسل سوم به بعد قابلیتی به نام Backward و Forward در نظر گرفته شده است. این قابلیت بدان معنا است که انتقال داده در مسیر رو به جلو و رو به عقب به‌ صورت همزمان امکان‌پذیر است. در واقع با این ویژگی نه تنها کاربران می‌توانند قطعات جانبی مانند GPU، NVME SSD و … را در PCIeهای مختلف متصل کنند بلکه می‌توانند کارت توسعه PCIe قدیمی‌ را در مادربردهای مجهز به نسخه‌ی جدیدتر پی سی آی اکسپرس نیز نصب کنند. به‌عنوان مثال اگر یک کارت گرافیک با پورت PCIe 3.0 دارید می‌توانید آن را در مادربورد مجهز به شکاف اسلات PCIe 4.0 قرار دهید یا برعکس. اگر نسخه‌ی قدیمی از اسلات‌های PCIe روی مادربرد دارید، می‌توانید کارت‌های توسعه جدیدتر را روی آن‌ها نصب کنید.

با این حال، اگر بخواهید کارت توسعه PCIe 3.0 را به اسلات PCIe 4.0 متصل کنید، هیچ افزایش عملکردی را مشاهده نخواهید کرد و کارت توسعه مطابق با PCIe 3.0 پهنای باند در اختیارتان خواهد گذاشت.

همچنین با این قابلیت لازم نیست کارت توسعه در شکافی با همان تعداد خطوط قرار گیرد. به عنوان مثال یک SSD PCIe 4.0 با چهار خط را می‌توانید در یک اسلات x16 قرار دهید اما به‌صورت برعکس امکان‌پذیر نیست. یعنی یک کارت گرافیک PCIe 3.0 x16 در اسلات x1، x2، x4 یا x8 قرار نمی‌گیرد.

در واقع شکافی که کارت توسعه در آن قرار می‌گیرد باید دارای تعداد خطوط مساوی یا بیشتر باشد، در غیر این صورت، کارت نمی‌تواند به صورت فیزیکی در شکاف وارد شود.

ارتباط درایو SSD و کارت گرافیک GPU با PCIe

همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم، نسل PCIe 4.0 مجهز به قابلیت Backward و Forward است. بنابراین، می‌توانید یک GPU PCIe 4.0 را در یک اسلات PCIe 3.0 قرار دهید، اما با محدودیت‌های پهنای باند مواجه خواهید شد. در نتیجه برای استفاده از کارت گرافیک یا SSD مجهز به  PCIe 4.0 در اسلات‌ نسل 3 با محدودیت‌هایی روبرو خواهید شد.

 PCIe 4.0 SSD

اگر به دنبال یک SSD پرسرعت مانند PCIe 4.0 NVMe SSD هستید، باید به سراغ جدیدترین آن که مجهز به نسل PCIe 4.0، است بروید. این نسل از حافظه‌ها با افزایش نرخ انتقال داده، پهنای باند و کاهش تاخیر در گذرگاه PCIe همراه است، اما اگر مادربرد شما مجهز به اسلات‌های PCIe Gen 4 باشد. اگر به یاد داشته باشید گفتیم که هر نسل PCIe در مادربرد، نرخ انتقال داده و پهنای باند مشخصی را ارائه می‌دهد. در نتیجه SSDهای PCIe 4.0 فقط می‌توانند با نسل چهارم اسلات سی پی آی اکسپرس بهترین کارآیی را که از آن‌ها انتظار دارید، فراهم سازند.

امروزه استفاده گسترده‌ای از SSDهای PCIe 4.0 NVMe می‌شود، آن‌ها به دلیل کاهش مصرف انرژی و ترکیب 1,000,000 عملیات ورودی/خروجی در ثانیه (IOPS) در مقایسه با 200000 SATA SSD.

با این حال این افزایش عملکرد تنها برای کاربرانی آشکار است که به سراغ اسلات PCIe 4.0 می‌روند.

پردازنده گرافیکی PCIe 4.0

همان قانون پهنای باند و نرخ انتقال داده که در SSD‌های PCIe 4.0 وجود دارد، برای GPU‌های PCIe 4.0 نیز اعمال می شود. در واقع اگر یک کارت گرافیکی PCIe 4.0 برای سیستم خود خریداری می‌کنید و به دنبال بهره‌مندی از افزایش عملکرد و کاهش تاخیر هستید، باید مادربرد شما دارای یک اسلات PCIe 4.0 با اندازه خط مناسب برای پشتیبانی از GPU PCIe 4.0 باشد.

در غیر این صورت، کارت گرافیکی PCIe 4.0 شما با سرعت نسل‌های قبلی کار خواهد کرد در نتیجه یک GPU جدید و گران‌قیمت بدون بهره‌مندی از مزایای PCIe 4.0 خواهید داشت. آن هم در حالی‌که کارت‌های گرافیکی PCIe 4.0 موجود در بازار نقش اساسی در ساده‌سازی و افزایش عملکرد هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML) دارند.

آیا ارتقا به PCIe 4.0 ارزش دارد؟

بعد از این‌که با انواع و نسل‌های مختلف PCI Express در مادربورد آشنا شدید، ممکن است این سوال برای‌تان پیش بیایید که آیا ارتقا پورت به PCIe 4.0 ارزش دارد؟ واقعیت این است که اگر می‌خواهید از قابلیت‌های پهنای باند کارت توسعه که مجهز به تکنولوژی PCIe 4.0است، بهره‌مند شوید، بله ارزش دارد که اسلات مادربرد را نیز به نسل چهارم پی سی آی اکسپرس ارتقا دهید. اما اگر با محدودیت پهنای باند راحت هستید و نمی‌خواهید برای ارتقا مادربرد هزینه کنید، خب ارتقا به نسل 4 برای شما ارزشی نخواهد داشت. به‌ویژه اگر با کارت‌ها و اسلات‌های توسعه PCIe 3.0 کار می‌کنید و سرعت‌هایی را که در اختیار شما قرار می‌گیرد، جواب‌گوی نیازتان نیز است نباید نگران ارتقا به نسل 4 باشید.

برای پاسخ به این سوال که «آیا ارتقا به PCIe 4.0 ارزش دارد؟» باید دو سوال کلیدی را از خود بپرسید:

1. آیا کارت‌ها و اسلات‌های PCI Express فعلی سرعتی را که برای برنامه‌ها نیاز دارم در اختیارم می‌گذارند؟ اگر بله، ارتقا ندهید. اگر نه، ارتقا را در نظر بگیرید.
2. آیا سیستم من به افزایش پهنای باند نیاز خواهد داشت تا با حجم کاری ورودی/خروجی خود هماهنگ باشد؟ اگر بله، ارتقا را در نظر بگیرید. اگر نه، ارتقا ندهید.