오늘은 PCI Express(PCI-E / PCIe) 인터페이스 및 CPU 칩셋별 레인에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
먼저 PCIe 란 무엇인가?
PCIe는 PCI express의 약자로 메인보드에 그래픽카드, 비디오 캡처보드 등 각종 확장 카드를 연결하기 위한 통로관이라고 생각하시면 될듯하고 개발 버전으로는 1.0 버전부터 2.0, 3.0, 현재는 4.0, 5.0까지 출시가 되었고, 버전이 높을수록 대역폭이 전송속도가 빠릅니다. PCIe 규격은 입출력 방식이 병렬구조가 아닌 직렬구조 인터페이스로서 빠른 속도가 장점 중에 하나입니다.
인텔에서 최근 출시한 인텔 12세대 엘더 레이크 CPU에서 그래픽카드와 SSD 레인에 PCIe 5.0(16레인)이 공식 지원하고 있음이 확인되었습니다. 또한 최근엔 삼성전자에서 PCIe 5.0 기반 SSD PM1743 가 개발되었다는 뉴스도 나왔습니다.
주변기기 항목에서 먼저 PCI Express(PCI-E / PCIe) 인터페이스(규격)에 대해 설명하는 이유는 기본적으로 컴퓨터와 주변기기의 연결되는 통로 즉 인터페이스(규격)와 연결 속도를 나타내기 때문입니다.
컴퓨터와 주변기기의 연결규격(속도차이)은 ISA -> PCI -> AGP(그래픽 카드) -> PCI-E 순으로 발전하면 대역폭이 넓어졌습니다.
여기서 AGP규격은 그래카드 전용 규격인데 그래픽카드가 많은 데이터 대역폭을 필요로 해서 그래픽카드만의 넓은 대역인 규격이 필요했고, 그래서 AGP규격을 만들어 썼습니다. AGP규격과 혼용하여 사용되다가 현재는 PCI-E 인터페이스로 통일된 상황입니다. PCI-E 규격은 2004년부터 적용 되었고, 줄여서 PCI-E 또는 PCIE 또는 PCIe로도 표기합니다.
PCI-E는 속도는 (버전 + 레인(Lane) 수)에 따라 전송속도가 바뀌게 되는데 버전업 될 때마다 2배의 대역폭이 증가하게 됩니다. 아래에 버전별 전송속도를 표로 정리해 봤습니다.
<PCI EXPRESS / PCIE 버전 및 전송속도 비교표>
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PCIe 버전
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1레인(x1)
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2레인(x2)
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4레인(x4)
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8레인(x8)
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16레인(x16)
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1.0
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250 MB/s
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500 MB/s
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1 GB/s
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2 GB/s
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4 GB/s
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2.0
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500 MB/s
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1 GB/s
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2 GB/s
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4 GB/s
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8 GB/s
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3.0
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984.6 MB/s
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1.97 GB/s
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3.94 GB/s
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7.88 GB/s
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15.75 GB/s
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4.0
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1.969 GB/s
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3.94 GB/s
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7.88 GB/s
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15.75 GB/s
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31.51 GB/s
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5.0
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3.938 GB/s
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7.88 GB/s
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15.75 GB/s
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31.51 GB/s
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63 GB/s
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현재까지 중급 이하의 메인보드(AMD기준 B450, A320) 칩셋들은 PCIe 3.0까지 지원하나 그 이상의 메인보드들(B550, X570 등)은 PCIe 4.0까지 지원 합니다. PCIe 4.0이 지원되면 그만큼 대역폭이 넓어져서 PCIe 4.0 지원 NVMe SSD (lane을 4개 사용)를 장착하면 이론적으로 7.88 GB/s속도가 나오는데 실질적으론 여러 제약으로 약 6GB/s 의 전송속도를 발휘할 수 있는 반면 PCIe 3.0 이하는 규격의 한계로 3.94GB/s 이하까지만 전송속도만을 낼 수 있어 PCIe 4.0 지원 메인보드에 장착하여야 재속도를 다 낼 수가 있습니다.
추가로 아래는 AMD 와 INTEL CPU 각각 칩셋별 레인수가 다른데 아래 정리했습니다.
아래 표를 보면 CPU의 레인과 메인보드의 레인이 각각 있습니다. 헷갈리시면 안 됩니다.
<인텔 커피레이크 8세대 CPU와 메인보드 칩셋 Z370, H370, B360, H310의 PCIe버전과 레인 개수>
< AMD의 ZEN2 기반 3세대 라이젠 칩셋의 PCIe버전과 레인 개수>
오늘은 PCI Express(PCI-E / PCIe) 규격 및 CPU의 레인수와 칩셋의 레인수에 대해서 정리해보았습니다.
다음엔 더욱 알찬 블로그로 찾아뵙겠습니다. 도움이 되셨다면 추천 꾹 부탁드립니다. ^^
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