PCIe là gì? Tìm hiểu các thế hệ PCIe và tầm quan trọng với máy tính
PCIe là một thuật ngữ quan trọng nhưng thường ít được người dùng laptop phổ thông chú ý. Để hiểu rõ hơn về chuẩn kết nối này cũng như vai trò của nó trong việc tối ưu hóa hiệu suất thiết bị, hãy cùng chúng tôi khám phá chi tiết trong bài viết dưới đây.
PCIe là gì?
PCIe là tên viết tắt của Peripheral Component Interconnect Express, được hiểu là một chuẩn kết nối dùng để kết nối các phần cứng, card đồ họa (GPU), USB, ổ cứng SSD,… vào trong bo mạch chủ (mainboard) của laptop. PCIe là một chuẩn kết nối có tốc độ cao.
PCIe là một chuẩn kết nối có tốc độ truyền tải dữ liệu cao
Cơ chế hoạt động
Giao thức PCIe
PCIe có cơ chế kết nối vật lý với nhiều kích thước khác nhau như: x1, x4, x8 và x16. Các kết nối này sẽ bao gồm 2 cặp tín hiệu ở mỗi làn PCIe với chức năng gửi và nhận dữ liệu. Tốc độ truyền dữ liệu sẽ càng nhanh nếu thiết bị kết nối vào cổng và cổng PCI-E càng có nhiều làn.
Cơ chế kết nối vật lý của PCIe được chia thành nhiều kích cỡ khác nhau bao gồm: x1, x4, x8 và x16
Giao thức Overhead
PCIe sử dụng cơ chế mã hóa đường truyền và được hiểu rằng lượng bit dữ liệu cố định (8b) được biểu thị bằng một lượng bit lớn hơn (10b) và được gọi là symbol. Overhead được tạo thành từ các bit được thêm vào symbol giúp quản lý việc truyền dữ liệu của laptop.
Các bit được thêm vào trong symbol sẽ tạo thành overhead
Các phiên bản PCIe đã từng ra mắt
PCI Express 1.1
PCI Express 1.1 (PCIe 1.1) là phiên bản đầu tiên của khe cắm PCIe và xuất hiện vào năm 2004. Tốc độ truyền tải của phiên bản đầu tiên này là 2.5Gbps (Gigabit/giây).
PCI Express 2.0
Phiên bản khe cắm tiếp theo được ra đời vào năm 2007 với tên gọi PCI Express 2.0 (PCIe 2.0). Tốc độ truyền tải của PCIe 2.0 đạt đến 5Gbps (Gigabit/giây) do có số băng thông gấp 2 lần phiên bản trước đó. Tuy nhiên, PCIe 2.0 vẫn tương thích với phần mềm và phần cứng của bản PCIe 1.1.
PCIe 2.0 vẫn có thể tương thích với phần cứng và phần mềm của phiên bản tiền nhiệm
PCI Express 3.0
PCI Express 3.0 (PCIe 3.0) ra đời sau thế hệ tiền nhiệm 3 năm và có số băng thông tăng gấp 2 lần so với phiên bản PCIe 2.0. Bên cạnh đó, PCIe 3.0 được sản xuất nhằm tương thích ngược so với các phiên bản cũ và giúp bạn tiết kiệm chi phí khi thay đổi giữa các phiên bản.
PCIe 3.0 có số băng thông tăng gấp 2 lần so với PCIe 2.0
PCI Express 4.0
Thế hệ thứ 4 của chuẩn kết nối PCIe được ra mắt vào năm 2017 với tên gọi PCI Express 4.0 (PCIe 4.0) và đạt tốc độ truyền dữ liệu lên đến 16Gbps. Ngoài ra, cấu hình mỗi làn của phiên bản này cũng có băng thông tăng gấp đôi so với PCIe 3.0 và đạt ngưỡng tối đa lên tới 32GB/s.
PCIe 4.0 ra mắt vào năm 2017 với tốc độ truyền dữ liệu là 16Gbps
PCI Express 5.0
Phiên bản ra đời gần đây nhất vào năm 2019 có tên là PCI Express 5.0 (PCIe 5.0) với tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh nhất từ trước đến nay lên đến 32Gbps. Vì thế, phiên bản này có thể xử lý các tác vụ nâng cao một cách dễ dàng và cũng được ưu tiên sử dụng nhiều nhất ở thời điểm này.
PCIe 5.0 là phiên bản mới nhất của chuẩn kết nối PCI
Các loại cổng PCIe
Phân loại theo kích thước
| Số chân kết nối | Chiều dài khe cắm |
| PCI Express x1 | 18 chân – 25mm |
| PCI Express x4 | 32 chân – 39mm |
| PCI Express x8 | 49 chân – 56mm |
| PCI Express x16 | 82 chân – 89mm |
Phân loại theo băng thông
| Chuẩn kết nối | Băng thông trên từng lane | Băng thông trên từng lane của khe x16 |
| PCI Express 1.0 | 2 Gbit/s (250 MB/s) | 32 Gbit/s (4000 MB/s) |
| PCI Express 2.0 | 4 Gbit/s (500 MB/s) | 64 Gbit/s (8000 MB/s) |
| PCI Express 3.0 | 7.877 Gbit/s (984.625 MB/s) | 126.032 Gbit/s (15754 MB/s) |
| PCI Express 4.0 | 15.752 Gbit/s (1969 MB/s) | 252.032 Gbit/s (31504 MB/s) |
Vì sao PCIe lại phổ biến?
Hiện nay, các loại ổ cứng, RAM, card màn hình,… đều sử dụng chuẩn kết nối PCIe vì lý do chuẩn này có tốc độ đường truyền rất tốt, hơn hẳn các loại cổng kết nối khác. Vì thế, PCIe được sử dụng rộng rãi và được ưu tiên lựa chọn.
Ngoài ra, các phiên bản PCIe mới nhất còn được sử dụng phổ biến do có thể tiết kiệm tối đa điện năng tiêu thụ khi sử dụng. Bên cạnh đó, nhà sản xuất cũng có thể dễ dàng điều chỉnh tốc độ băng thông bằng việc thay đổi kích thước của mỗi loại PCIe.
Thông qua bài viết trên, hy vọng sẽ giúp bạn biết được khái niệm PCIe là gì và các thế hệ PCIe cũng như tầm quan trọng của PCIe với máy tính. Nếu có thắc mắc hãy bình luận bên dưới cho chúng tôi biết nhé!