マザーボードに PCI スロットが 1 つあるとします。PCIe スロットと帯域幅を共有することはありますか? PCIe スロットには専用のレーンがあることは知っています。
答え1
PCIe
まず、一般的な最新の CPU (Intel 1 ) には、CPU 専用レーンとチップセットによって提供されるレーンの 2 種類の PCIe レーンがあります。
主流の消費者向け CPU には 16 個の専用レーンがあり、通常はグラフィックスに使用されますが、2 つ以上のスロットに分割される場合もあります。
チップセットは、CPUと通信するための追加のレーンを提供することもできます。DMMI の(Intel ボードの場合) 提供されるレーンの数は異なりますが、USB (3.x) や SATA ポートなどの他のオンボード接続と帯域幅を共有します。
例えば、H170チップセットはCPUから16レーンを提供し、までチップセットからの16レーン:Intel H170 ブロック図2
2011 年から 2015 年にかけては、CPU からの 16 個の PCIe レーンとチップセットからの 8 個のレーンが一般的でしたが、チップセット レーンの帯域幅は低い場合もありました (PCIe 3.0 対 2.0)。
2015年（Skylake）から現在まで、DMIの新しいバージョンとそれに伴う明確なコンセプトHSIOレーンCPU とチップセット間のインターフェイスが導入され、チップセットの最大レーン数がより明確になりました (各 PCIe レーンは 1 つの HSIO レーンを使用します)。ただし、ほとんどのユーザーは、同じ HSIO レーンを使用する USB、SATA、イーサネットなどのポートをかなりの数持っているはずなので、この数に達することはほとんどありません。
したがって、基本的に、ほとんどすべてのボードには CPU からの 16 レーンがあり、マザーボードによってさまざまな追加レーンが提供されることになります。
パソコン
PCIe はポイントツーポイントで、レーンは CPU からスロット (またはチップセットからスロット) まで走りますが、PCI はそうではなく、共有バスです。つまり、実質的には、すべての PCI スロットが同じ物理ワイヤ上で信号時間を共有し、システム全体で PCI スロット3に接続される PCI バスは通常 1 つだけです。
最新のシステムでは、PCI バスは PCIe-PCI ブリッジによって提供されます。これは通常、ユーザーに見える PCIe レーンとは独立しており、CPU が提供する 16 レーンのいずれも使用しませんが、裏で 1 つの HSIO レーンを使用する場合があります。
2012 年まで、チップセットは、最大 7 シリーズ (Ivy Bridge) チップセットの特定の SKU で、外部ブリッジなしで直接 PCI サポートを提供していました。8 シリーズ (Haswell) チップセットではサポートが完全に廃止されましたが、レガシー PCI アドレス デコード用の PCIe ルート ポートでの PCI レガシー モードのサポートは引き続き提供されています (Intel 8 シリーズ PCH データシートのセクション 5.2.2 を参照)。
1 AMD/Ryzen も同様のことを行っていると思いますが、私はそれについてあまり詳しくありません。
2ライセンスが不明瞭で、CC-BY-SA の下での再配布が許可されていない可能性が高いため、意図的に画像を埋め込みません。
3多くの内部コンポーネントは、スロット経由では公開されていないだけで、依然として PCI バス経由で接続されています。実際、信号は互換性があるため、各 PCIe レーンを個別の PCI バスとして扱うこともできます。ただし、ここではスロットに接続されているバスのみに関心があります。
答え2
この回答は Intel システムに適用されますが、AMD 側では状況が異なるかどうかはわかりません。
古いシステムでは、PCI バスは ICH/PCH に直接接続されていました。最近の PCH チップには PCI サポートが組み込まれていません。そのため、PCH 上の PCIe レーンの 1 つを使用して、PCI スロットの PCIe から PCI へのブリッジ チップを駆動します。通常、すべての PCI スロットは同じバス上にあり、PCI バスの帯域幅を共有します。
また、特に古いシステムや FireWire などのレガシー インターフェイスをオンボードでサポートするシステムでは、PCI スロットを駆動する同じ PCI バスがオンボード周辺機器と共有される場合もあります。
最後に、ICH/PCH 経由で接続されるすべてのもの (通常、これにはオンボード SATA、オンボード イーサネット、小型 PCIe スロット、および任意の PCI スロットなどが含まれます) は、CPU/MCH/IOH へのリンクを共有します。このリンクは帯域幅が大きいものの無制限ではなく、競合が発生する可能性があります。