PCIe Şeridi Nedir? Çipset ve CPU Hatlarının Farkı Ne?

Bilgisayar toplarken ve özellikle anakart seçimi yaparken üzerinde durduğumuz birçok detay, birçok özellik var. Bazı detaylar göz önündeyken bazıları ise herkesin dikkatinden kaçıyor. PCIe şeritleri, gözden kaçan ve çoğu kişinin bakmadığı bağlantı teknolojilerinden biri.

PCI Express şeritleri herkesi ilgilendirmeyebilir, bu nedenle biraz arka planda kalıyor. Ancak çoğu kişi için önemlidir diyoruz, birazdan nedenini daha iyi anlayacaksınız. PCI hatlarının yeterliliği, ileriye yönelik sistem toplama konusunda üzerinde durmanız konulardan biri. Eğer seçimi iyi yaparsanız sisteminiz geleceğe daha hazır olur, ilerleyen dönemlerdeki yükseltme ihtiyacını azaltabilirsiniz.

PCI Express yani PCIe denince aklınıza gelen ilk şey ekran kartı yuvası olabilir. Evet bununla da bağlantılı, ancak PCIe teknolojileri çok daha kapsamlıdır. Özellikle de ekran kartı ve SSD bağlantılarıyla doğrudan ilgili. Bileşene tahsis edilen PCIe şeritleri, birden fazla GPU ile render alma ve yüksek hızlı SSD kullanımı gibi şeyleri derinden etkileyebilir. Nedeni mi? Çünkü bu şeritlerin bant genişliği, PCIe yuvasına bağlı bir bileşenin elde edebileceğiniz maksimum performansını sınırlar.

PCI Express (PCIe) Nedir?

İlk olarak PCIe veri yolunun ne olduğunu anlayalım. PCI Express, onlarca yıldır bilgisayarlardaki genişleme kartları için ana standart olmuştur. Artan bant genişliği miktarı, yeni CPU mimarileri ve RAM nesilleri ile birlikte nesilsel olarak ilerleme devam ediyor. Şu anda aktif olarak PCIe 5.0 hızlarından faydalanıyoruz, belki de siz bu makaleyi okurken PCIe 6.0 veya 7.0 piyasada olacak.

Her PCI Express nesilde veri aktarım hızları yukarı taşınırken beraberinde farklı sinyal iletme teknikleri de sunuluyor. En iyi yanı şu ki, her ne kadar yeni bir sürüm çıkarsa çıksın geriye dönük olarak uyumluluk sağlanıyor; yuvalar ve şerit sistemi aynı kalıyor.

Özetle PCIe, ekran kartları, SSD’ler, video kayıt kartları, Wi-Fi kartları ve ses kartları dahil olmak üzere çeşitli çevre birimlerini bilgisayarımıza bağlamamıza olanak tanıyan birincil ara bağlantı teknolojisi. Anakartınızın modeline göre farklı bileşenleri takabileceğiniz, birbirine paralel uzanan uzun yuvalar bulunur. Ayrıca M.2 SSD’leri taktığımız yuvalar da PCIe arayüzü sayesinde iletişim kurar.

İlk PCIe standardı 2003 yılında duyuruldu ve PCI, PCI-X ve APG gibi eski standartların yerini almak üzere piyasaya sürüldü. Yıllar içinde standartta güncellemeler yapılırken hız ve bant genişliğinde önemli artışlar yapıldı.

Bir PCIe 4.0 x16 yuvası yaklaşık 64 GBps’lik bant genişliği sunuyor. Bu hız üst segment ekran kartları ve diğer tüm cihazlar için fazlasıyla yeterli. X4 yuvaları genellikle M.2 ve PCIe SSD’ler tarafından kullanılırken, x1 PCIe yuvaları USB hub’lar, Ethernet portları ve benzer düşük bant genişliğine sahip cihazlar için daha uygun. 32 şeritli PCIe yuvaları tüketici sınıfı elektronik cihazlarda pek yaygın değil ve çok pahalı. Ek olarak, bir şeridin bant genişliğinin veri gönderme ve alma açısından ikiye ayrıldığını vurgulamak gerekiyor.

PCI-SIG gibi oluşumlar sürekli olarak bağlantı teknolojilerini geliştirirken ihtiyaca göre yeni standartlar kullanıma sunuyor. Hatta PCI-Express 7.0 teknolojilerinin temelleri çoktan atıldı bile. 2021 yılında en yeni sürümü (PCIe 5.0) kullanan cihazlar ortaya çıkmaya başladı. Her zaman olduğu gibi yeni ara bağlantı teknikleri ilk olarak kurumsal pazarda kullanıldı. 2022 yılının ortalarından itibaren son tüketicilerin satın alabileceği SSD’leri görmeye başladık. Intel ve AMD’nin yeni platformuyla birlikte artık üreticiler de Gen5 destekli ürünlerini daha rahat piyasaya sürüyor, her geçen gün yeni ürünlerin sayısı artıyor.

PCIe Şeridi Nedir?

PCIe şeridi veya PCIe hattı dediğimiz şey aslında anakart katmanlarında (PCB’de) yer alan ve her türlü PCIe cihazıyla yapılan veri transferini kontrol eden fiziksel bağlantılar. Başka bir tabirle, anakart üzerindeki iletişim yolları. Ekran kartı, ses kartı veya SSD gibi cihazları anakartın üzerindeki PCIe yuvasına takıyoruz bildiğiniz gibi.

Şeritler takılı aygıt (yuva) ile işlemci/çipset arasındaki bağlantıyı, iletişimi sağlıyor. Anakart PCB’si boyunca uzanıyor bu şeritler ve iz olarak bilinen iki çift bakır telden oluşmakta. Başka bir deyişle her PCIe şeridi, sinyal parazitini en aza indirmek ve yüksek hızlarda veri bütünlüğünü korumak için tasarlanmış birden fazla kablo veya izden oluşmakta. Tek bir PCIe şeridini, araçların (anakart üzerinde hareket eden veriler) aynı anda her iki yönde (ileri ve geri) hareket ettiği bir otoyol olarak düşünebilirsiniz.

Tek bir yuva veya cihaz için 32 adede kadar PCI Express yolu tahsis edilebiliyor. Bir yuvadaki veya bağlantıdaki PCIe şeritlerinin sayısı, anakart ile genişletme kartı arasında veri aktarımı için mevcut bant genişliğini belirliyor. Daha fazla şerit genellikle daha yüksek veri aktarım hızları ve daha iyi performans demek.

PCIe Yuvaları: x1, x2, x4, x8 ve x16

Kısaca slotlardan yani yuvalardan da bahsedelim. Bildiğiniz gibi anakartlarımızda dört farklı PCIe yuvası var: PCIe x1, x2, x4, x8 ve x16. Bir yuvada ne kadar çok şerit varsa, o kadar çok veri iletilebilir ve alınabilir. En küçük PCIe yuvası (PCIe x1) tek bir şeride sahip ve Wi-Fi kartları, LAN kartları ve Bluetooth gibi düşük bant genişliğine ihtiyaç duyan aygıtlar için kullanılabilir.

Genişletme yuvalarının yanı sıra, PCIe altyapısını kullanan M.2 NVmeSSD’ler için şeritlerin önemi daha fazla. PCIe x4 yuvalarında toplam dört PCIe şeridi bulunmakta ve x1’e göre dört kat daha fazla bant genişliği sunuluyor. NVMe SSD’ler de genellikle x4 bağlantısını kullanmakta.

CPU Şeritleri ve Çipset Şeritleri: Ne Fark Var?

CPU şeritleri ile yonga seti şeritleri arasındaki temel fark, CPU şeritlerinin doğrudan CPU’ya bağlı olması, yonga seti şeritlerinin ise anakart yonga setinden geçip CPU’ya gitmesi. CPU PCIe şeritleri daha az gecikmeye sahiptir, yani daha stabil ve daha sorunsuzdur diyebiliriz. Bu diğer şeritlerin sorunlu olduğu veya stabil çalışmadığı anlamına gelmiyor elbette.

Genellikle yonga seti (çipset) şeritleri bir PCIe x4 (4 şerit) bağlantısıyla çalıştırılırken, CPU’dan gelen 16 veya 20 şeridi bulunur. İşlemciden gelen şeritler öncelikle GPU ve M.2 NVMe sürücüler tarafından kullanılmakta. Bunun nedeni, önemli iki donanım performansının büyük ölçüde yüksek bant genişliğine sahip hızlı veri yollarına bağlı olması. Bir CPU, genellikle PCIe yuvaları için 16’sı ekran kartı ve 4’ü M.2 yuvası için olmak üzere yaklaşık 20 şeride sahiptir.

Yonga seti şeritleri, USB bağlantı noktaları, SATA bağlantı noktaları, Ethernet, ses ve ayrıca ekstra M.2 yuvaları gibi daha düşük bant genişliği ve daha düşük öncelikli bileşenler için kullanılır. Bu bileşenler zaten doğrudan bağlı ve anakartta varsayılan olarak şeritleri işgal ediyor. Ancak anakart modeline bağlı olarak, x1 veya x4 yuvalarına cihazları takabileceğiniz ekstra PCIe yuvaları bulunabiliyor. Ekstra şeritler ve yuvalar anakart modeline göre değişebilir, eğer destek sağlanıyorsa ekstra maliyet var demektir.

İşlemciden gelen şeritler, yukarıdaki görselin solunda gördüğünüz gibi doğrudan işlemci ve cihazlar arasında bağlantı kuruyor. Yüksek hızda ve düşük gecikmeli bağlantı sağlanıyor, ayrıca yonga seti tarafından bir kısıtlama bulunmuyor. Sağda ise doğrudan yonga setiyle bağlantılı şeritleri görüyorsunuz. Yine CPU ile bağlantı var lakin doğrudan değil. Bant genişliği daha kısıtlı, gecikme olasılığı daha yüksek.

İşlemci şeritleri genellikle sadece ekran kartı için olan x16 yuvaları ve yüksek hızlı M.2 SSD yuvaları için ayrılmıştır. Çünkü yüksek hızlı ana bileşenlerin yonga seti tarafından darboğaza uğramadan doğrudan iletişim kurmaları gerekiyor. Öte yandan, yonga seti şeritleri yerleşik USB, diğer M.2 ve PCIe yuvalarına ve SATA’ya bağlanmakta. Yonga seti, verileri işlemciye özel 4 şeritli bir PCIe veri yolu aracılığıyla aktarıyor. Bu nedenle, yonga setine PCIe şeritleri aracılığıyla bağlanan tüm aygıtlar, darboğazlara yol açan maksimum bant genişliklerinde bir sınıra sahip.

Anakart seçerken, kullanmayı planladığınız PCIe yuvalarının doğrudan işlemciye bağlı olduğundan emin olmalısınız. Yonga setine bağlı bir PCIe yuvası kullanabilirsiniz, ancak darboğazlarla karşılaşma riskiniz var.

Çipset Şeritleri Daha Sınırlı

Çoğu tüketici sınıfı CPU ve anakart, aşağıdaki görüntüden de görebileceğiniz gibi (PCIe 3.0 x4) 4 PCIe şeridi üzerinde çalıştırılır. 4 şerit, USB ve SATA portları da dahil olmak üzere yonga setindeki tüm bileşenler arasında paylaştırılıyor. Bu, yonga setindeki PCIe yuvalarının sadece 4 şerit kullanılarak tüm diğer bileşenlerle paylaşıldığı anlamına geliyor.

Yani 8 PCIe şeridi görebilirsiniz ama aslında bunlar sadece 4 şeritle bağlı ve diğer bileşenlerle de paylaşım söz konusu. Nitekim bu PCIe yuvalarından birine ekran kartı veya hızlı bir NVMe sürücü takmak iyi bir fikir değil, çünkü düşük bant genişliği nedeniyle darboğaz yaşanma olasılığı var.

Ancak USB, Ethernet, Wi-Fi gibi düşük bant genişliğine sahip aygıtların bu yuvalardan birine takılmasında bir beis yok. Bant genişliğinden daha az faydalanan cihazlar mevcut olan kapasitenin önemli bir kısmını kullanmazlar ve aynı anda çok fazla bant genişliği kullanmaları olası değil.

Bazen yonga seti ile M.2 yuvaları kullanıldığında şeritlerin (çipset) sahip olduğu sınırlı bant genişliği nedeniyle SATA bağlantı noktaları kullanılamaz hale gelir. Anakartınızın böyle bir detaya sahip olup olmadığını görmek istiyorsanız modele bağlı olarak destek sayfasını ziyaret edin zira bu önemli bir detay. Yani bazen bir yuvada bir aygıt kullanılıyorken diğer yuvalar devre dışı bırakılabilir. Neden mi? Çünkü bant genişliği yetersiz kalır, iki taraf için yeterli genişlik sağlanamaz.

Bant Genişliğinin Önemi

Şerit ve yuva meselelerinin yanında bant genişliğinden de söz edelim. Günümüzde PCIe 4.0 bağlantısı yaygın olarak kullanılıyor örnek olarak. Gen4 ile PCIe x1 bağlantı noktası toplam 2 GB/sn bant genişliği sunarken, PCIe x4 8 GB/sn, PCIe x8 16 GB/sn ve PCIe x16 32 GB/sn bant genişliği sunabiliyor. Tüm nesilleri aşağıda daha iyi görebilirsiniz.

PCIe 5.0 ise tüm hızları iki katına çıkarıyor. Biraz önce gördüğünüz GB/sn değerlerini ikiye katlayın. Ne anlama geliyor bu GB/sn? Teorik olarak saniyede iletilebilecek veri miktarını gösteriyor. Bu nedenle ekran kartını veya SSD’nizi taktığınız yuvanın hangi sürümü desteklediğini bilmeniz gerekiyor. Ayrıca anakartın hangi noktada hangi PCIe sürümüne sahip olduğunu bilmeniz de lazım. Gen4 SSD’ler en fazla 7.5-8 GB/sn seviyelerine çıkabilirken, Gen5 sürücüler hızları 14-15 GB/sn seviyesine taşıyor.

Artık ekran kartları da PCIe 5.0 portlarını kullanmaya başladı. RTX 5090 ve RTX 5080 ilk sırada yer alırken, RTX 5070 Ti ve RTX 5070 modelleri aynı şekilde devam etti. Benzer şekilde, AMD’nin RDNA 4 mimarili RX 9070 ve RX 9070 XT kartları da PCIe 5.0 desteğiyle geliyor.

PCIe Nesil Karşılaştırması

Peripheral Component Interconnect Express, her biri veri aktarım hızlarında, bant genişliğinde ve özelliklerde ilerlemeler sağlayan birkaç nesilden geçti:

• PCIe 1.0 / 1.1:
  • Çıkış: 2003 (1.0), 2005 (1.1)
  • Şerit Başına Maksimum Bant Genişliği: 250 MB/s (1.0), 250 MB/s (1.1)
  • x16 Yuvasında Maksimum Bant Genişliği: 4 GB/s (1.0), 4 GB/s (1.1)
• PCIe 2.0:
  • Çıkış: 2007
  • Şerit Başına Maksimum Bant Genişliği: 500 MB/s
  • x16 Yuvasında Maksimum Bant Genişliği: 8 GB/s
  • PCIe 1.0/1.1’e kıyasla şerit başına veri hızını iki katına çıkararak genel bant genişliğini artırdı.
• PCIe 3.0:
  • Çıkış: 2010
  • Şerit Başına Maksimum Bant Genişliği: 1 GB/s
  • x16 Yuvasında Maksimum Bant Genişliği: 16 GB/s
  • PCIe 2.0’a kıyasla şerit başına veri hızı iki katına çıkarılarak zorlu uygulamalar için daha yüksek performans sağlandı.
• PCIe 4.0:
  • Çıkış: 2017
  • Şerit Başına Maksimum Bant Genişliği: 2 GB/s
  • x16 Yuvasında Maksimum Bant Genişliği: 32 GB/s
  • İkiye katlama olayı devam etti. PCIe 3.0’a kıyasla şerit başına veri hızı iki katına çıkarılarak yüksek performanslı ekran kartları ve depolama çözümleri için daha da fazla bant genişliği sunuldu.
• PCIe 5.0:
  • Çıkış: 2019
  • Şerit Başına Maksimum Bant Genişliği: 4 GB/s
  • x16 Yuvasında Maksimum Bant Genişliği: 64 GB/s
  • Aynı şekilde, PCIe 4.0’a kıyasla şerit başına veri hızını iki katına çıkararak yeni ortaya çıkan veri yoğun uygulamalar için uygun etkileyici bant genişliği seviyelerine ulaştı.
• PCIe 6.0:
• Çıkış: 2022
• Şerit Başına Maksimum Bant Genişliği: 8 GB/s
• x16 Yuvasında Maksimum Bant Genişliği: 128 GB/s
• PCIe 5.0’a kıyasla şerit başına veri hızını iki katına çıkararak gelecekteki sistemler için yüksek hızlı veri aktarımının sınırlarını zorluyor.

Tüm anlattıklarımızdan yola çıkarak, PCI Express adına ne duyduysanız her türlü bağlantı bu şeritler sayesinde sağlanıyor.