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PCIカード、PCI-Xカード、PCI-Eカードの中で、なぜPCI-Eカードを選ぶのですか?

Worton

翻訳者 ともや
2019年12月31日 に投稿された


最新のコンピューターの最も顕著な特徴の1つは、アップグレード性で、スロットに拡張カードをインストールすることにより、新しい機能を追加できます。現在のネットワークカードはPCI、PCI-X、PCI-Eの3つの異なる標準に従い、3つのバージョン存在します。その中で、PCIカードはオリジナルエディションとして知られており、現在ではPCI-Eカードが多くのユーザーにとって最優先順位選択肢だと考えられます。PCIとPCI-X、PCIとPCI Express、それぞれの違いは何ですか?PCI-Eカードを選択する理由は何ですか?この文章を読み続けて、答えを探します。

PCI、PCI-X、PCI-Eカードの概要

PCI(Peripheral Component Interconnect)規格は数え切れないほどの改善を経てきて、その改善は対応するネットワークカードを通して反映されています。PCIカードは長年にわたってホームユーザーやビジネスユーザーに多目的なネットワークハードウェアを提供しましたが、より高いパフォーマンスの需要が高まるにつれて、最終的に取って代わられる運命から逃れることはできません。PCI-X(Peripheral Component Interconnect eXtendedから派生)カードはより高い帯域幅が要求されるPCIの拡張バージョンで、PCI-Eの前身でもあります。PCI-E(EはExpressの略)カードの最新バージョンは、リリース後、多くの購入者にとって最優先順位の選択肢になりました。 PCIeカードチュートリアル:PCI-Eカードについて知っておくべきことのすべて 、およびPCIeカードのすべてについて紹介しました。


PCI、PCI-X、PCI-Eカードの違いは何ですか?

すべての「PCIシリーズ」 ネットワークアダプター は、デバイスをコンピューターに接続する接続インターフェイスとして機能しますが、PCIとPCI-X、PCIとPCIeの間の違いは明確です。次の部分では、主にPCI、PCI-X、PCI-Eカードを比較しながらその違いについて説明します。

動作トポロジ

以前のPCIカードとPCI-Xカードおよび後続のPCIeカードの主な違いは、「パラレルとシリアル」データ伝送です。PCIおよびPCI-xネットワークカードは、元のPCI標準に準拠しており、これは従来の共有バスアーキテクチャで、すべての周辺機器は同じバスを使用して並列に接続されています。具体的には、データは複数の回線で同時に送受信されます。コンピューターと通信する場合、通常、デバイスはバスで待機する必要があります。デバイスが増えると、全体的なパフォーマンスは低下します。しかし、PCI-Eカードは、オンボードネットワークと同様に、専用のポイントツーポイントシリアルテクノロジーを使用します。従って、各デバイスには独自のバスがあり、より効率的なバスシステムを作成します。ところで、より高いクロックのシリアル接続は、同じ負荷で移動する複数のパラレルラインの速度と一致する可能性があることに注意してください。

Working Topology of PCI & PCI-X vs PCI-E Card.jpg

図1:PCI/PCI-XとPCI-Eカードの動作トポロジ

スロットサイズ

コンピューターのマザーボード上のスロットのサイズに関しては、PCIとPCI-X、PCIとPCIeの間、大きいな違いがあります。従来のPCIカードの固定幅は、32ビットバージョンと64ビットバージョンです。PCI-Xカード(64ビットバージョンのみ)は、64ビットPCIカードと物理的に類似しています。従来のPCIスロットは長さ85mmの32ビットバージョンで、ほとんどのPCI-Xネットワークカードは長さ130mmの64ビットスロットを使用します。その結果、スロットと対応するネットワークカードは、マザーボード上のかなりのスペースを占有します。逆に、PCI-EカードはPCIスロットにのみ挿入できます。スロットのサイズは、PCI-Eバスのレーンの量に依存し、"x1"、"x8"などがあります。その数字は、スロットが提供する「レーン」を示します。PCI-E x1スロットは1つのレーンがあり、マザーボード上のスペースをほとんど占有しません。また、32レーンPCI-E x32スロットは、サイズがPCI-Xスロットに似ています。

帯域幅

前述したように、PCIカードには32ビットと64ビットの2つのバージョンがあり、それぞれ33MHzと66MHzで動作します。潜在的な帯域幅は、33MHzで32ビットで133MB/s(標準構成)、66MHzで32ビットで266MB/sまたは33MHzで64ビット、および66MHzで64ビットで533MB/sです。ほとんどのPCI-Xネットワークアダプターは64ビットのみで、通常66MHz、100MHz、133MHz、PCI-X 2.0では最大533MHzで動作し、最大伝送速度1.06GB/sを実現します。PCIeカードは、より高い帯域幅の大きな飛躍が達成されました。帯域幅は、カードのサイズとバージョンに応じて、レーンごとに250MB/秒から数GB/秒まで変化します。PCIe 5.0 x1の最大帯域幅は3.9GB/sです。

詳細な仕様を次の表に示します。

タイプ 作業トポロジ バスタイプ クロック速度 伝送速度
PCI パラレル伝送 32-bit
64-bit
33MHz
66MHz
32-bit: 133MB/s, 266MB/s
64-bit: 266MB/s, 533MB/s
PCI-X パラレル伝送 64-bit 66MHz
100MHz
133MHz
(Up to 533MHz)
533MB/s;
800MB/s;
1066MB/s
PCI-E
(PCIe 1.0 8xバージョン)
シリアル伝送 8-bit 2.5GHz 4GB/s

PCI-Eカードの選択-避けられない潮流

分析した結果、新しく設計されたPCI-eカードは、PCIカードおよびPCI-xカードより圧倒的な優位性があります。

未解決のボトルネックを解決する

従来のパラレル伝送は困難なトレースルーティングを必要とし、PCIおよびPCI-Xネットワークアダプターを採用します。PCIeカードはパラレル伝送を放棄し、リアル伝送技術を採用し、各レーンが独自の排他的帯域幅を持つことができるため、レーンが相互的に影響を与えることはありません。干渉の問題も少なくなります。

効果的な伝送を確保する

実際の応用では、PCIeカードのデータ伝送速度は、チャネルが増加しても低下しません。つまり、ユーザーがPCIeカードを使用している場合、もう1枚のカードがマウントされていても、以前のデータ伝送速度は低下しません。逆に、ユーザーがPCIまたはPCI-xカードを使用している場合、もう1枚のカードがマウントされると、以前のデータ転送速度が低下します。これは、PCI/PCI-x共有バストポロジの固有の制限です。

費用対効果の高いソリューションを提供する

経済的な面から言えば、ハードウェアプラットフォーム設計の複雑さと難しさが軽減されるため、ポイントツーポイント伝送PCI Expressネットワークアダプターは、システム開発と製造のコストを削減できます。

現在、PCI、PCI-X、PCI-Eカードは市場に共存しています。PCIeネットワークカードは現在のオペレーティングシステムと互換性があり、より高速な速度を提供できるため、より多くのコンピューターハードウェア設計者と製造業者がPCIeを最新の製品に統合し続けます。PCI/PCI-X規格は徐々にPCI-Eに取って代わられつつあり、PCIベースのカードは近い将来に廃止されます。

10GBase-T PCIe Network Card.jpg

図2:10GBase-T PCIeネットワークカード

よくある質問

PCI-EカードはPCI/PCI-Xスロットに差し込んで動作しますか?

答えは動作しません。PCIeカードとPCI/PCI-Xカードは、構成が異なるため、相互に互換性がありません。ほとんどの場合、マザーボードにはPCIスロットとPCIeスロットの両方があります。そのため、カードを対応するスロットに取り付け、2つのタイプを誤用しないでください。

PCIカードをPCI-Xスロットに差し込んで使用できますか?

できますが、お勧めしません。PCI-XはPCIと下位互換性があります。PCIカードがPCI-Xスロットに挿入されると、システムはPCI-Xベースの操作を実行せずに、PCIレベルの操作を実行します。手元にPCIカードしかない場合は、試すことができますが、PCI-Xベースのデバイスの速度をPCIレベルに落とす恐れがあります。

32ビットPCIカードは64ビットPCI-Xスロットと互換性がありますか?

ほとんどの32ビットPCIカードを64ビットPCI-Xスロットに差し込むと動作しますが、バス速度は最も遅いカードのクロック周波数に制限されます。つまり、133MHz対応のPCI-Xスロットに66MHz PCIカードが差し込まれる場合、バスバックプレーンは66MHzに制限されます。

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