PCIe là gì? Các phiên bản PCIe qua từng thế hệ

PCIe là gì luôn là thắc mắc quen thuộc đối với những ai đang tìm hiểu về phần cứng máy tính. Đây chính là chuẩn giao tiếp tốc độ cao, được ứng dụng rộng rãi trong GPU, SSD hay card mạng. Việc hiểu rõ cổng, card và Gen PCIe sẽ giúp người dùng chọn lựa linh kiện phù hợp và khai thác tối đa sức mạnh hệ thống.

PCIe là gì?

PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) là một giao thức kết nối tốc độ cao được Intel giới thiệu từ năm 2003 để thay thế cho chuẩn PCI và AGP cũ. Chuẩn này cho phép kết nối trực tiếp giữa bo mạch chủ (mainboard) với các thiết bị mở rộng thông qua các cổng PCIe.

Không giống như PCI truyền thống sử dụng bus chung, PCIe hoạt động theo cơ chế điểm–điểm (point-to-point), mỗi card đều có đường truyền riêng biệt đến CPU hoặc chipset. Nhờ đó, hiệu suất truyền tải được nâng cao, độ trễ được rút ngắn và khả năng vận hành trở nên ổn định hơn.

Hiện nay, PCI Express đã trở thành nền tảng kết nối chủ lực trong máy tính. Nếu muốn tăng tốc độ mạng, hãy tham khảo những loại card mạng chính hãng tại CellphoneS, tối ưu băng thông và mang lại trải nghiệm mượt mà.

[Product_Listing categoryid="1415" propertyid="" customlink="https://cellphones.com.vn/phu-kien/thiet-bi-mang/card-mang.html" title="Danh sách card mạng đang được quan tâm nhiều tại CellphoneS"]

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của PCIe

Một card kết nối vào cổng PCIe trên mainboard thông qua các lane (đường truyền dữ liệu). Với người dùng mới, thắc mắc phổ biến là dây PCIe cắm ở đâu? Thực tế, dây cấp nguồn PCIe sẽ được cắm trực tiếp từ PSU vào card đồ họa khi sử dụng khe x16. Mỗi lane bao gồm hai cặp dây, một để truyền dữ liệu, một để nhận dữ liệu.

• Một lane cung cấp tốc độ nhất định (tùy vào thế hệ PCIe).
• Các lane có thể gộp lại thành x1, x4, x8, x16,… trong đó x16 thường được sử dụng cho card đồ họa.

Nguyên lý hoạt động của PCIe dựa trên mô hình serial, truyền dữ liệu qua từng lane độc lập thay vì truyền song song. Điều này giúp loại bỏ nhiễu tín hiệu, tăng độ ổn định khi truyền dữ liệu tốc độ cao.

Ưu điểm của PCIe so với các chuẩn kết nối khác

So với các chuẩn kết nối cũ như PCI, AGP hay SATA, PCI Express mang nhiều ưu điểm nổi bật:

• Băng thông cực cao: Hỗ trợ lên đến 64 GB/s với Gen 5 và 256 GB/s với Gen 6.
• Khả năng mở rộng linh hoạt: Các cổng PCIe có nhiều kích thước (x1, x4, x8, x16) phù hợp cho nhiều loại card mở rộng.
• Độ trễ thấp: Giao thức PCIe giúp truyền dữ liệu nhanh hơn, tối ưu hiệu suất cho các thiết bị như SSD NVMe hay GPU.
• Tương thích ngược: Card PCIe thế hệ mới vẫn có thể cắm vào khe cũ (dù hiệu suất bị giới hạn).
• Nhiều ứng dụng: Hỗ trợ card đồ họa, ổ cứng NVMe, card mạng, card âm thanh,…

So sánh các phiên bản PCIe qua từng thế hệ

Từ khi ra mắt, PCIe đã trải qua nhiều thế hệ nâng cấp với tốc độ và băng thông tăng trưởng gấp đôi sau mỗi phiên bản.

(Nguồn: pcisig.com)

Theo nghiên cứu từ PCI-SIG trong báo cáo “PCI Express: Delivering Needed Bandwidth for Open Compute Project”, các thế hệ PCIe đã liên tục cải thiện đáng kể về tốc độ truyền tải dữ liệu. Như vậy, có thể thấy tốc độ băng thông đã tăng gấp 32 lần từ thế hệ 1.0 đến 6.0, đáp ứng nhu cầu xử lý dữ liệu khổng lồ của GPU và AI hiện đại.

PCIe được ứng dụng như thế nào?

PCIe hiện diện trong hầu hết các thành phần phần cứng hiện đại. Hãy cùng khám phá những ứng dụng điển hình của PCIe như GPU, ổ cứng SSD NVMe, card mạng và nhiều loại card mở rộng khác.

Card đồ họa (GPU)

Các card GPU như NVIDIA RTX hay AMD Radeon thường sử dụng PCIe x16 slot. Với mỗi Gen PCIe mới từ 3.0 đến 5.0, băng thông cung cấp tăng gấp đôi, giúp card xử lý tác vụ nặng như chơi game 4K, dựng phim hay AI. Việc sử dụng PCI Express phù hợp giúp tối ưu hiệu năng cho card.

Ổ cứng SSD NVMe

Ổ SSD NVMe sử dụng giao thức và kết nối qua cổng PCIe, cho tốc độ truyền dữ liệu vượt trội so với SATA. Với Gen PCIe 4.0 trở lên, băng thông cho mỗi lane cao hơn gấp nhiều lần, giúp SSD NVMe đạt 5–7 lần hiệu suất SSD SATA, đem lại truy xuất cực nhanh và đáng kể cải thiện hiệu năng hệ thống.

Card mạng và Wi-Fi

Các card PCIe mạng (Ethernet 10GbE) hoặc Wi-Fi (Wi-Fi 6/7) hoạt động qua cổng x1/x4. PCIe hỗ trợ băng thông cao giúp ưu tiên lưu lượng mạng lớn, giảm độ trễ, cải thiện kết nối so với USB. Hiện tượng này càng rõ rệt khi dùng card PCI Express cho môi trường mạng tốc độ cao, streamer hoặc gaming chuyên nghiệp.

Các loại card mở rộng khác

Ngoài GPU, SSD và mạng, còn có các card mở rộng khác như card âm thanh, RAID, hay capture card chạy trên cổng PCIe. Chuẩn PCIe cung cấp băng thông lớn và độ trễ rất thấp, giúp các thiết bị này hoạt động mượt mà, ổn định, đặc biệt khi dùng trong môi trường xử lý âm thanh, video hay sao lưu dữ liệu tốc độ cao.

Cách kiểm tra phiên bản PCIe trên máy tính

Để kiểm tra phiên bản PCIe trên máy tính, cách đơn giản nhất là dùng phần mềm chuyên dụng. Tìm hiểu cách kiểm tra với phần mềm CPU-Z:

1. Tải CPU-Z: 

• Truy cập website chính thức để tải CPU-Z: https://www.cpuid.com/softwares/cpu-z.html, sau đó tải về và tiến hành cài đặt phần mềm

2. Khởi chạy chương trình: 

• Mở file đã cài đặt và chọn Run, tiếp tục Next đến khi kết thúc. Mở ứng dụng CPU-Z.

3. Chọn tab Mainboard: 

• Trong giao diện chính, nhấn vào mục “Mainboard”.

4. Kiểm tra PCIe:

• Tại phần “Graphic Interface”, bạn sẽ thấy thông tin về chuẩn PCIe (ví dụ: PCIe 4.0) và số lane đang được sử dụng (x16, x8,…).

Có thể thấy, cổng, card và Gen PCIe đóng vai trò quan trọng trong việc mở rộng hiệu năng cho máy tính hiện đại. Khi đã hiểu PCIe là gì, bạn sẽ dễ dàng lựa chọn thiết bị phù hợp, tận dụng được băng thông lớn và độ ổn định. Hiểu rõ về PCI Express sẽ giúp tối ưu trải nghiệm làm việc và giải trí của người dùng.

• Xem thêm: Máy tính - Laptop - Tablet, Thuật ngữ máy tính