PCI Express - о чём редко говорят маркетологи, и во что упираются энтузиасты⁠⁠

Многие продвинутые пользователи ПК и, особенно, энтузиасты мощных конфигураций сталкиваются с ситуацией, когда производительные и скоростные устройства почему-то оказываются совсем не производительными.

Так, например, после установки в систему второй видеокарты, игры с поддержкой SLI/CF начинают работать значительно быстрее, а без поддержки медленнее, чем до добавления второго ГПУ (на самом деле не лучший пример, к нему вернёмся позже). Или фактическая производительность массива из быстрых SSD оказывается значительно медленнее расчётной.

Ответ лежит на поверхности - причина в PCI Express.

Многим знакомо это название как разъём на материнской плате, в который можно навтыкать периферийных устройств, от видео и сетевых карт, до различных контроллеров и специализированных решений. Но это только вершина айсберга.

PCI-E - это линия обмена данными между процессором и устройствами. На сегодняшний день активно используются две ревизии PCI-E - это 2.0 и 3.0. Их отличие в объёме данных, которым могут обмениваться процессор и устройства за одну секунду.

Одна линия PCI-E 2.0 способна передать от/к процессору ~500Мегабайт в секунду

Одна линия PCI-E 3.0 способна передать от/к процессору ~1000Мегабайт в секунду

Много это или мало? Безусловно много! Так в чём же проблема?

А проблема в том, что у всех потребительских процессоров (включая новейший AMD Ryzen, но не считая топовых Core i7 c 6-ю и более ядрами) только 16 линий PCI-E.

И все эти 16 линий отдаются видеокарте. Причём если последних две, то каждая в отдельности получает лишь 8 линий и уже не может работать в режиме максимальной производительности (длительное тестирование показало, что загрузка шины видеокарты с 16-ю линиями почти никогда не превышает 50%, а следовательно для большинства игр 8-ми линий всё-таки хватит).

А как же остальные устройства? Для этого у процессора есть ещё 4 линии (у Intel DMI шина),через которую он подключается к чипсету материнской платы, который, в свою очередь, обеспечивает работу всей периферией.

До архитектуры SkyLake версия DMI 2.0 = 4x PCI-E 2.0 = ~2ГБ в секунду

Начиная с архитектуры Skylake версия DMI 3.0 = 4x PCI-E 3.0 = ~4ГБ в секунду

Т.е. в лучшем случае на все комплектующие кроме видеокарты выделяется полоса в 4ГБ/с, которую они делят между собой, причём, зачастую, фиксировано. Например M.2 PCI-E SSD диcки рассчитаны на работу с 4-мя линиями PCI-E 3.0 и способны выдавать скорость до 4ГБ в секунду. Но, если такой диск не подключён напрямую к процессору, а в пользовательских системах именно так и происходит, его скорость составит не более 2ГБ в секунду, даже если в спецификации написано намного больше. Или, например, массив из нескольких SATA SSD дисков, если его контроллер не подключен вместо видеокарты, также не даст производительности более 1.5ГБ в секунду. Тоже касается USB 3.1 и других скоростных интерфейсов.

Какой же из этого следует вывод? Собирая компьютер или устанавливая высокоскоростные компоненты убедитесь, что количество PCI-E линий не станет бутылочным горлышком вашей системы. В противном случае обратите внимание на более высокий класс процессоров (Intel c суффиксом -E или -EP), где количество линий непосредственно с процессора составляет 28 или даже 40 штук.