PCI express, CPU, GPU, Thunderbolt …

PCI express, CPU, GPU, Thunderbolt …

La norme PCI express,  définit les moyens informatique et physique d’interconnection des composants, notamment le CPU avec le GPU

Bande passante et générations

Comme c’est le cas régulièrement en informatique l’evolution de la norme a vu sa bande passante doublée… Le « bus »/tuyau est de plus en plus gros/rapide!!

Pour 1 Ligne PCI express :

  • 2005 la Gen 1.1 ➧ 250 Mo/s=2Gb/s
  • 2007 la Gen 2.0 ➧ 500 Mo/s=4Gb/s
  • 2010 la Gen 3.0 ➧ 1000 Mo/s=8Gb/s
  • 2017 la Gen 4.0 ➧ 2000 Mo/s=16Gb/s

En 2017 :
CPU ➧ max 44 Lignes PCI express Gen 3.0
GPU ➧ max 16 Lignes PCI express Gen 3.0
SSD NVMe ➧ 4 Lignes PCI express Gen 3.0
X99 Chipset ➧ 8 Lignes PCI express Gen 2.0
X299 Chipset ➧ 24 Lignes PCI express Gen 3.0

Slots

On se rend compte que dès le début, la bande passante d’1 Ligne PCI express était insuffisante pour que les gros composants travaillent ensemble sans limitation. On a eu recourt à une utilisation simultanée de plusieurs lignes PCI express dans un connecteur physique : un Slot PCI express.
et tout simplement les appellations :

  • PCIe x1 ➧  1 Ligne PCI express
  • PCIe x4 ➧  4 Lignes PCI express
  • PCIe x8 ➧  8 Lignes PCI express
  • PCIe x16 ➧ 16 Lignes PCI express

Ces slots se trouvent sur les cartes-mère, qui permettent d’ajouter plein de fonctionnalités via des « cartes PCI express ». Le besoin de pouvoir externaliser ces Lignes hors de la machines s’est réalisé via une connectique maintenant très connue : le thunderbolt

Thunderbolt

Exactement de la même manière les générations de thunderbolt ont permis de doubler les bandes passante.

  • Le thunderbolt 2 = 20Gb/s ➧ PCIe (Gen2.0) x4 = PCIe (Gen1.1) x8.
  • Le thunderbolt 3 = 40Gb/s ➧ PCIe (Gen3.0) x4 = PCIe (Gen2.0) x8 = PCIe (Gen1.1) x16
  • L’USB 4 = 40Gb/s. Il est rétro·compatible avec le thunderbolt 3
  • Le thunderbolt 4 = 40Gb/s. Il est rétro·compatible avec USB 4

Nvme

Des disques sous forme de barrette utilise directement une connexion PCIe x4 miniaturisé appelé M.2. Ils sont connus pour leur vitesse de transfert incroyablement élévée ( > 2000 Mo/s !).

Mais leur autre point fort est leur faible latence …

… qui en font le stockage IDÉAL pour une multitude de petits fichiers (Système d’exploitation)

Dans le monde des serveurs de stockage la connectique U.2 fait exactement la même chose.