PCGH erklärt PCI-Express: Lanes, Routing, Sharing, Switches - PCI-Express-Wirrwarr entschlüsselt

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Willkommen in der Matrix!

Neo, Du hast eben gerade einen Fehler im Konstrukt entdeckt, mache Dich auf den Austieg bereit! :D
 
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Diese Warnung kommt zwei Jahre zu spät...
 
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Es wird Zeit für ein neues ATX-Format. Wenn die Steckplätze beidseitig auf das Mainboard aufgebracht werden können, sollte man die relevanten Signalwege doch ziemlich kurz halten können. ^^
 
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Es wird Zeit für ein neues ATX-Format. Wenn die Steckplätze beidseitig auf das Mainboard aufgebracht werden können, sollte man die relevanten Signalwege doch ziemlich kurz halten können. ^^

Der unterste CPU-versorgte Slot sind meist an ATX-Position 5, der erste an ATX-Position 2. Von der Sockel-Mitte aus betrachtet ist das ein Längenunterschied von nur 25-30 Prozent, die man durch eine Verlegung des bislang weit entfernten Slots einsparen könnte. Wenn man Platz für Triple-Slot-Grafikkarten lassen möchte (deren Kühler dann ja in Richtung CPU zeigen würde) wäre es sogar noch weniger. Umgekehrt verliert man aber im Mainstream-Bereich 50 Prozent der heute für Spannungswandler genutzten Mainboard-Fläche und bei den Enthusiast-Sockeln sogar 100 Prozent. Das ist ein ganz schlechter Tausch. ;-)

Wenn sich PCI-E-Slots in SMD-Bauweise durchsetzen/realisieren lassen, wäre ich für ein Layout mit Erweiterungsslots auf der Rückseite des Mainboards. Dann kann das Mainboard und zur Midplate werden mit CPU-Kühler hängend nach unten und Karten darüber senkrecht stehend nebeneinander. Aber im Moment braucht man sämtlichen Werbeexperten (und wer wenn nicht die haben Ahnung von Hardware? ^^) ja sogar Ultra Durable PCI-E Armor, Steel-Armor, Steel-Slots, Iron-Slots oder Safe-Slots, damit weil die PCI-E-Steckplätze sonst schon beim Anblick einer Grafikkarte aus der Platine fallen würden. Da werden wir also noch eine Weile mit THT-Montage leben müssen, die eine Nutzung der Platinen-Rückseite stark einschränkt. Schade, dass niemand PICMG-Butterfly-Backplanes für den Heimbetrieb adaptiert hat.
 
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Wenn sich PCI-E-Slots in SMD-Bauweise durchsetzen/realisieren lassen, wäre ich für ein Layout mit Erweiterungsslots auf der Rückseite des Mainboards. Dann kann das Mainboard und zur Midplate werden mit CPU-Kühler hängend nach unten und Karten darüber senkrecht stehend nebeneinander. Aber im Moment braucht man sämtlichen Werbeexperten (und wer wenn nicht die haben Ahnung von Hardware? ^^) ja sogar Ultra Durable PCI-E Armor, Steel-Armor, Steel-Slots, Iron-Slots oder Safe-Slots, damit weil die PCI-E-Steckplätze sonst schon beim Anblick einer Grafikkarte aus der Platine fallen würden. Da werden wir also noch eine Weile mit THT-Montage leben müssen, die eine Nutzung der Platinen-Rückseite stark einschränkt. Schade, dass niemand PICMG-Butterfly-Backplanes für den Heimbetrieb adaptiert hat.

Und wenn wir schon dabei sind, kommt an die Stelle des CPU-Sockets ein Loch mit Anschlüssen in den Rändern , dann kann AMD seine Dies auf beide Seiten der CPU verteilen und es kommen 2 Kühler drauf. Und los gehts mit 128Kernern ;-)
 
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Super Artikel Torsten :daumen: Und ich habe auch neues dabei gelernt :)
 
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Danke an Torsten anbei, vieles wußte ich noch nicht. Das erhellt die Lage etwas.

Bin aber immer noch erschüttert, daß man einen neuen PCI Express Standart per Bios auch auf alten Boards freischalten kann.
 
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Sehr interessant mit den Verstärkern. Kann man sich gar nicht vorstellen, dass die Leitungslänge von 30cm schon zu lang ist für das Signal. Das wird dann mit Version 5 und 6 richtig teuer so ein Board und voller Redriver zugepflastert :ugly:
Die Idee das MB mittig zu haben und von beiden Seiten Geräte anzuschließen ist wirklich spannend. Das würde einige Vorteile mit sich bringen wie weniger dieser Verstärker. Auch könnte man dann von beiden Seiten kühlen was dann bestimmt auch notwendig wird. Noch weiter gedacht wäre das auch für neuartige CPU's die gestapelt werden eine Lösung um die von beiden Seiten zu kühlen :-)
 
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An einer Stelle kann ich nicht ganz mitgehen:

PCI-E 6.0, das sich in frühen Entwurfsstadien befindet, soll sogar 64 GBit/s erreichen - allerdings werden diese dann nicht mehr Bit-Weise als Nullen und Einsen übertragen, sondern ähnlich wie bei MLC-Flash mit vier unterschiedlichen Pegelwerten, sodass der Arbeitstakt der seriellen Verbindung bei 32 GT/s respektive GHz verbleibt.

Es stimmt, dass die Symbolrate 32 GT/s beträgt. Dies ist aber nicht mit 32 GHz gleich zu setzen. Denn die Frequenz selbst beträgt 16 GHz. Durch Verwendung von Double Data Rate (DDR - sowohl bei fallender als auch bei steigender Flanke werden die Singale gesampelt) kommt man dann mit 16 GHz auf die Symbolrate von 32 GT/s.

Nur der Vollständigeit halber (das war ja richtig geschrieben): Durch Verwendung von PAM4 (gleichzeitge Übertragung von 2 Bits anstatt nur einem Bit über analoge Kodierung) verdoppelt man dann wiederum die Datenübertragungsrate im Vergleich zu PCIe Gen 5 von 32 Gb/s auf 64 Gb/s.
 
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Diese Formulierung dient der Veranschaulichung, da die meisten Leute mit "Gigatransfers" zunächst gar nichts anfangen können. Sachlich ist schon der Versuch einer Taktangabe falsch. Es handelt sich um eine Datenleitung ohne Taktsignal, dieses respektive die Samplingpositionen werden bei PCI-Express aus dem Bitstrom gekonstruiert, man kann also auch nicht von "DDR" sprechen. Aber auch DDR-RAM signalisiert auf den Datenleitungen mit der vollen, effektiven Frequenz. Nur die getrennte Leitung für den Referenztakt, die ihrerseits keine Daten überträgt, sowie die daran hängede Ansteuerung arbeitet mit halbieterm Takt und entsprechend niedrigeren Anforderungen an die Signalqualität.
 
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Danke für den Artikel. Durchblick etwas verbessert.
Jedoch kann ich nach wie vor nicht abschätzen, ob auf einem

ASUS Z190 Deluxe

mit einer

Plextor PX-G513M6e 512 M.2 SSD

die

NVIDIA 2080 RTX Ti

reduzierter Durchsatz hat.
lg
Adrian
 
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Da es kein Z390 Deluxe gibt, meinst du sicher das Z170 Deluxe :)

Aber egal, bei praktisch allen Sockel 1151 Mainboards laufen NVMe Laufwerke über den PCH (Chipsatz). Die Grafikkarte immer über die CPU.
Entsprechend kann man beides gemeinsam einbauen ohne dass sich Grafikkarte und NVMe gegenseitig ausbremsen.
 
Wenn PCIe Switches nur auf Serverboards verbaut sind, wie schafft dann das Asus Rog B650E-E Gaming 4 m.2 slots plus elekt. X4 Slot wo in den technischen Daten kein sharing vermerkt ist? Ich habe mir das B650E-F Gaming gegönnt, dass hat nur 3 m.2 wobei der Unterste mit dem unterstem PCIe Steckplatz geshared ist was in den technischen Daten vermerkt ist. Ich habe mir ausgerechnet dass das F Gaming alle PCIe Ports nutzt, das E Gaming hat 2 PCIe x1 weniger, damit aber mit 4 m.2 alle x4 dann 6 lanes zu viel. Ich habe mal gesucht, Asmedia stellt selber PCIe Switches her und illustriert das sogar am Bespeil m.2. Da ja auch Die Chips von Chipsätzen mit switches arbeiten und da nicht nur PCIe sondern auch mehrere USB-Controller rausswitchen sollte so ein switch auch gar nicht so exorbitant teuer sein müssen denke ich.
 
"*When M.2_3 is occupied with an SSD device, PCIEX16_1 will run x8 only" klingt für mich nicht nach "sharing-frei". Zusätzlich legt die Bennung der SATA Ports mit E1-E4 beim B650E-E nahe, dass ein externer Zusatzcontroller zum Einsatz kommt; bei nativen Ports verzichtet Asus sonst auf das "E". Ein ASM1064 würde zum Beispiel viermal SATA-Bereitstellen, aber nur einen der PCI-E-3.0-oder-SATA-Ports des B650 belegen, sodass zwei des Rests für LAN und WLAN zur Verfügung stehen, während die 4.0-Lanes für ×4 und quartären M.2 genutzt werden. Rein rechnerisch müsste Asus sogar noch eine 3.0-Lane frei haben, die man in einen ×1 hätte investieren können.

Um das mit Sicherheit zu sagen, müsste ich das Board natürlich erstmal testen. Aber ein ASM-Switch ist auf alle Fälle die unwahrscheinlichere Erklärung, denn deren Portfolio umfasst nur PCI-E-3.0-Modelle und das B650E-E hängt lässt einen zusätzlich M.2 definitiv über 5.0-Lanes der CPU laufen und den zweiten über 4.0-Lanes des I/O-Hubs. Wer dafür einen packet switch haben will, muss bei PLX oder ähnlichen einkaufen und das war nach 3.0-Generation bislang jedem Desktop-Hersteller zu teuer.
 
Heute hörte ich zum ersten Mal von einem PCi Express Switch Port im Gerätemanger.

Ich habe meinen PC gestartet und die Skalierung war falsch. HDR war offline und wenn ich mit der rechten Maustaste auf den Desktop klickte, war die AMD Adrenalin Software aus dem Dropdown-Menü verschwunden, also ging ich in den Gerätemanager und siehe da, einer der beiden PCI Express Streams war ohne Treiber.

Ich bemerkte, dass Microcrap-Treiber installiert sind und keine von AMD und ein Treiber war offensichtlich verschwunden. Leider gibt es im Netz weder eine genaue deutsche Beschreibung, wozu diese beiden Geräte genau dienen, noch sonst etwas zu diesem Thema.

Da dies heute zum ersten Mal aufgetreten ist und die Art und Weise, wie es passiert ist, scheint etwas nicht zu stimmen und wird sicher bald viele weitere Leute betreffen. ich installierte den Treiber neu und alles ist wieder normal. aber ich finde keinen Grund, wie der Treiber ohne mein Zutun verschwunden ist, der PC war vorher aus. seltsam...

AMD 5950-X570-RX6900XT - Windows10 Build 22H2 19045.3393 (newst) und AMD Treiber 23.9.1

dobryy den
 
Ich bin echt maximal beeindruckt vom Artikel, sehr guter Tiefgang (nicht zu tief, aber eben auch nicht zwischendurch abgebrochen). Maximales Lob :daumen:


Ebenso überascht bin ich über die doch immer noch sehr schnelle Verbreitung der neuen Standards! PCIe 5 bietet in meinen Augen aktuell keinen Vorteil im Desktop, außer man macht synthetische SSD Benches, dennoch ist PCIe 5 durch die Bank weg verbaut und das eben, obwohl dies wahrscheinlich nciht ganz kostengünstig ist und PCIe 4 einen erheblichen Kostenvorteil bieten würde?

Aktuell sehe ich ja noch nicht einmal wahnsinnige Vorteile in PCIe 4, sofern man ausreichend Lanes hat. Geht natürlich im B2B Bereich schnell unter, da macht sich das oftmals bemerkbar. Wir haben hier aktuell 16 NVMEs im Server laufen und da ist dann schon gut, dass PCIe 4 verbaut ist und sich somit 4 Slots die 16 Kanäle teilen können; aber im Consumerbereich dürfte es doch relativ flächendeckend (mal die oberen 1% ausgenommen) selbst mit PCIe 3 noch alles mehr als flüssig laufen und nahezu keine EInbußen geben.
 
Danke für das Lob. :-)

CPU-seitig ist die Implementation von PCI-E 5.0 nicht ganz ohne, den Löwenanteil der höheren Signalqualitätsanforderungen müssen aber Mainboards und Redriver stemmen. Ich denke daher nicht, dass es sich für AMD oder Intel lohnen würde, getrennte Chips mit 4.0-only aufzulegen. Die Einsparungen pro Chip wären vermutlich geringer als die Mehrkosten durch die Teilung von Produktion und Vertrieb.

Wo man dagegen die Gelegenheit hat, allgemein mit 4.0 auszukommen und nie 5.0 anzubieten, dominiert es dagegen weiterhin den Markt – nicht-Grafikkarten-Lanes bei Intel, APUs bei AMD, quasi alle GPUs und, wenn man mal Einsteiger/Office/usw. mitzählt auch beim überwiegenden Teil der Mainboards und SSDs. Nur bei Oberklasse-Platinen ist es ein Feature, dass AMD zur Ryzen-7000-Einführung als must-have deklariert hat und ab einer gewissen Preisklasse kann man es dann nicht einfach weglassen – zumal man beispielsweise die PCB-Qualität ohnehin braucht, wenn man DDR5-Übertakter bedienen will. Und die SSD-Vermarkter haben natürlich schlichtweg gar keine Wahl: Natürlich braucht quasi kein Endkunde 5.0-Laufwerke. Aber womit soll man denn sonst als Premium-Marke werben? "Jetzt genauso schnell wie vor vier Jahren und weiterhin teurer als die mittlerweile aufgeschlossenen Billig-Brands" zieht nicht wirklich beim Kunden.

Meiner Erfahrung nach ist ein gewisser Mehrpreis für Leistung, die man noch nicht braucht aber auch vollkommen okay. Zumindest bei mir werden Laufwerke sehr lange zweit- und drittverwertet oder aber nach ein paar Jahren direkt gebraucht verkauft. Da lohnt es sich schon, die Anforderungen von in ein paar Jahren zu berücksichtigen, wenn es nicht zu teuer wird. Das gilt eingeschränkt auch für Mainboards – 3.0 reicht für ×16-Grafikkarten zwar noch aus, aber bei ×8 ist es schon ein echter Nachteil. Wer z.B. 2020 in der zu ×8-Karten gehörenden Preisklasse ein B450-System aufgebaut hat, weil es noch keinen B550 gab und 3.0 damals reichte, der guckt heute in die Röhre und kann sich ärgern (nicht über einen Fehlkauf, sondern über AMDs Sperr- und I/O-Hub-Politik, die ihm keine Wahl ließ), denn der 5800X3D ist sicherlich noch für 2-3 Jahre Spieleeinsatz ausreichend.
 
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