PCIe olarak kısalttığımız PCI Express, yıllardan beridir bilgisayara çeşitli donanımlar bağlamamıza imkan tanıyor. Her şeyde olduğu gibi bağlantı teknolojileri de sürekli olarak gelişiyor, bant genişliği katlanarak artıyor. Şu anda yeni nesil ekran kartları PCIe 4.0 sürümünü kullanmakta. Yüksek hızlı SSD’ler de benzer şekilde PCI Gen4 arayüzünden faydalanıyor, ancak Gen5 SSD’ler de yavaş yavaş piyasada yerini almaya başladı.
Şu anda yalnızca tek bir şirket PCIe Gen5 uyumlu ekran kartı duyurdu: Çin menşeili Moore Threads. AMD, Intel ve NVIDIA gibi teknoloji devleri bu standarda geçiş yapmak için aceleci davranmıyorlar ki oldukça haklılar. PCIe 4.0 şu an için fazlasıyla yeterli.
Şimdi esas konumuza dönelim. Bildiğiniz üzere, PCI Express bağlantılarında x4, x8 veya x16 gibi ibareler yer alıyor. Bu rakamlar, belirli bir PCIe yuvasının sahip olduğu veri yolu sayısını ifade ediyor.
Bir PCIe x16 yuvasında 16 veri yolu bulunurken, PCIe x8 yuvasında 8 veri yolu bulunur. Şerit sayısındaki fark, x16 yuvalarının x8 yuvalarının iki katı bant genişliği sağlayabileceği anlamına geliyor. Elbette bu performans farkının iki katına çıkacağı göstermez. Örneğin mevcut ekran kartımız bir oyun oynarken tam yükte çalışıyor ve belirli bir bant genişliğine ihtiyaç duyuyor. Farz edelim ki kart PCI Express 3.0 x8 arabiriminden bağlantı kuruyor ve bant genişliği rahatlıkla yetiyor. Bu durumda PCIe 3.0 x16 veya PCIe 4.0 x8’e hiç gerek yok. Ancak bazı durumlarda bant genişliği yetersiz kalabiliyor.
PCIe 3.0 ve 4.0: x4, x8 ve x16 Performansı
Şimdi aradaki farkı ele alabilmek için TechPowerUP tarafından yapılan ayrıntılı testlere bakalım. Donanım yayını, bant genişliği kullanımını mümkün olan en yüksek seviyeye çıkarmak için ışın izleme teknolojisine sahip oyunları tercih etti. Ayrıca çözünürlük arttıkça ihtiyaç duyulan bant genişliğinin arttığını belirtelim. Oyun testleri 1080p, 2K ve 4K çözünürlüklerde yapıldı.
Sonuçlar beklendiği gibi, Gen4 x16 ve x8 modları arasında çok küçük farklar ortaya çıktı. Bu arada hatırlatalım, Gen4 x8 ile Gen 3 x16 aynı miktarda bant genişliği sunuyor. Başka bir deyişle, nispeten eski bir anakartta Gen3 x16 bağlantısını kullanıyorsanız pek endişe etmenize gerek yok.
Ancak Elden Ring ve Far Cry 6 gibi ağır oyunlarda bir miktar performans farkı mevcut. Bu oyunlarda x16/x8 modları arasında %8.3’e varan gözle görülür performans farkları gözlemlendi.
Öte yandan, PCIe 4.0 x4 (PCIe 3.0 x8 ile eşdeğer) modunda performans kaybının daha belirgin olduğunu görüyoruz. Oyun performansı %6-7 civarında düşüyor. Oyunlarda Ray Tracing açıldığında ise farklar bir miktar daha açılıyor.
Sıra PCIe 3.0 standardına geldiğinde işler bambaşka bir hal alıyor. PCIe 3.0 x4 bağlantısında (PCIe 2.0 x8 ile eşdeğer) %17 ile %21 arasında performans kaybı yaşanıyor. RTX 4090 ayrıca PCIe 2.0 x16’da (Gen3 x8 ile eşdeğer) test edildi. Buradaki performans kaybı da nispeten belirgin; ortalama %6. Bir hatırlatma olarak, bu bant genişliği eGPU çözümlerinde (80 Gb/sn Thunderbolt veya USB4 arabirimini PCI-Express 4.0 x4 yuvasına dönüştüren) kullanılan bağlantılarla eşdeğer.
PCI Express Hızları
| Sürüm | Çıkış | Hat kodu | Aktarım oranı | x1 Hızı | x2 Hızı | x4 Hızı | x8 Hızı | x16 Hızı |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 2003 | 8b/10b | 2.5 GT/s | 250 MB/s | 500 MB/s | 1.0 GB/s | 2.0 GB/s | 4.0 GB/s |
| 2.0 | 2007 | 8b/10b | 5.0 GT/s | 500 MB/s | 1.0 GB/s | 2.0 GB/s | 4.0 GB/s | 8.0 GB/s |
| 3.0 | 2010 | 128b/130b | 8.0 GT/s | 984.6 MB/s | 1969.2 MB/s | 3938.5 MB/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s |
| 4.0 | 2017 | 128b/130b | 16.0 GT/s | 1969.2 MB/s | 3938.5 MB/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s | 31.508 GB/s |
| 5.0 | 2019 | 128b/130b | 32.0 GT/s | 3938.5 MB/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s | 31.508 GB/s | 63.015 GB/s |
| 6.0 (Planlandı) | 2021 | 128b/130b & PAM-4 | 64.0 GT/s | 7.877 GB/s | 15.754 GB/s | 31.508 GB/s | 63.015 GB/s | 126.03 GB/s |
Sonuç
PCIe standardının performans üzerinde etkili olduğunu zaman zaman görebiliyoruz, ancak burada şeritlerin sayısı da önemli. Ek olarak kullanılan anakartların teknik detayları da daha fazla önem arz ediyor. Test sisteminde Z790 model bir anakart kullanıldı. Z790 yonga setine Gen 5 SSD takıldığında performans kaybı yaşanma ihtimali var.
CPU’ya bağlı Gen 5 yuvasına bir M.2 SSD takıldığında, ekran kartı x16 yerine x8’de çalışacak ve kalan sekiz şerit SSD’ye yeniden yönlendirilecek. M.2 Gen 5 ve M.2 Gen 4 içeren bir Intel anakartınız varsa ve SSD’nizi M.2 Gen 4 yuvasına takarsanız, ekran kartı tarafında PCIe bant genişliğinde bir kayıp olmayacak.
Bu arada test bilgisayarında yeni nesil Core i9-13900K işlemci yer alıyordu. GeForce RTX 4090, güçlü işlemciyle kullanıldığında PCI-Express 4.0 x8 modunda pek kayıp vermiyor. Tüm testlerin ortalamasını alalım. GeForce RTX 4090, 4K çözünürlükte Gen 4 x16’dan yalnızca %2 daha yavaş çalışıyor. Şaşırtıcı bir şekilde, ortalama fark tüm çözünürlüklerde oldukça sabit: Gen5 x16 – x8 için %2, x16 4.0 – x8 3.0 için %6-7. Yalnızca x16 4.0 – x8 2.0 eşleminde 4K’da 1440p/1080p’dekinden farklı bir performans kaybı var (%17’ye karşı %21).
Geçmişte kural şu şekildeydi: Düşük çözünürlük = daha yüksek FPS = daha düşük PCIe bant genişliğinden daha yüksek performans kaybı. Ancak bazı günümüz oyunları farklı hareket ediyor. Örneğin Elden Ring, Far Cry 6, Mount and Blade II Bannerlord, Spider-Man Remastered, Guardians of the Galaxy ve Watch Dogs Legion gibi oyunlar daha yüksek çözünürlükte daha büyük performans kaybı gösteriyor. Bu oyunların hepsi yeni ve çoğu yeni nesil DirectX 12 motorlarını kullanıyor.
Ek bir not olarak, buradaki gördüğünüz değerler üst düzey ekran kartı ve işlemciye sahip bir sisteme ait. Ayrıca tercih edilen oyunlar nispeten bant genişliğine aç, ağır oyunlar. Daha alt segment bir ekran kartı çok daha düşük seviyelerde bant genişliğine ihtiyaç duyabilir. Düşük çözünürlükte oyun oynuyorsanız aynı şekilde, transfer edilen veri miktarı düşecektir.
