บทความนี้ให้คำจำกัดความ PCIe และอธิบายความสำคัญของ PCIe ในระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่
PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) คือการเชื่อมต่อประเภทหนึ่งที่ใช้สำหรับถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูงระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยทั่วไปนิยมใช้ในคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะและคอมพิวเตอร์พกพา รวมถึงระบบเซิร์ฟเวอร์ แต่ยังพบได้ในอุปกรณ์อื่นๆ เช่น กล่องรับสัญญาณโทรทัศน์และเครื่องเล่นเกมคอนโซลอีกด้วย
ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด PCIe คือการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดระหว่างอุปกรณ์ที่รองรับ PCIe สองเครื่อง ซึ่งโดยทั่วไปคือเมนบอร์ดและการ์ดขยายหรืออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล เช่น SSD หรือฮาร์ดไดรฟ์ การเชื่อมต่อนี้ใช้สัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลเพื่อส่งข้อมูลผ่านสายทองแดงคู่แยกกัน ทำให้มีความเร็วสูงสุด 16 GT/s
เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพสูงสุดและความเข้ากันได้ของอุปกรณ์หลากหลายประเภท มาตรฐาน PCIe จึงใช้ขนาดเลนที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้สองชิ้นหรือมากกว่าพร้อมกัน ขึ้นอยู่กับความต้องการด้านความเร็ว ยกตัวอย่างเช่น เลนขนาดใหญ่ เช่น x16 มักใช้กับการ์ดจอที่ต้องการแบนด์วิดท์สูงสำหรับเนื้อหาความละเอียดสูง ในขณะที่เลนขนาดเล็ก เช่น x1 จะถูกสงวนไว้สำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงความเร็วต่ำ เช่น พอร์ต USB หรือพอร์ต SATA
PCIe เป็นส่วนประกอบสำคัญของระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ และใช้ในแอปพลิเคชันหลากหลาย เช่น การเชื่อมต่ออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล การ์ดแสดงผล และอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ PCIe ช่วยให้ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลเร็วกว่าอินเทอร์เฟซการเชื่อมต่อแบบเก่า เช่น USB หรือ SATA จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานประมวลผลประสิทธิภาพสูงที่ต้องการแบนด์วิดท์สูง
นอกจากนี้ PCIe ยังมอบรูปแบบการสื่อสารระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ช่วยลดอาการหน่วงหรือสะดุดระหว่างการเล่นเกมที่เข้มข้น นอกจากนี้ยังช่วยให้คุณเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงหลายชิ้นได้พร้อมกันโดยมีความหน่วงต่ำ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่ทำงานหลายอย่างพร้อมกัน
PCIe ยังเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม เนื่องจากใช้พลังงานต่ำ จึงประหยัดพลังงานได้มากกว่าขั้วต่อและสายเคเบิลประเภทอื่นๆ ช่วยลดต้นทุน ขณะเดียวกันก็ให้ประสิทธิภาพสูงสุดที่จำเป็นสำหรับเวิร์กโหลดที่มีความต้องการสูง เช่น การเรียนรู้ของเครื่อง
สล็อต PCIe เป็นตัวเชื่อมต่อชนิดหนึ่งที่พบได้ทั่วไปในเมนบอร์ดรุ่นใหม่ สามารถใช้เพื่อเพิ่มความสามารถให้กับระบบที่มีข้อจำกัดด้านพื้นที่หรือกำลังไฟ
การใช้งานทั่วไปของสล็อต PCIe ได้แก่ การเพิ่มความเร็วในการจัดเก็บข้อมูลผ่าน NVMe SSD การอัปเกรดการ์ดแสดงผลที่มีอยู่เพื่อประสิทธิภาพการเล่นเกมที่ดีขึ้น การเชื่อมต่อจอแสดงผลหลายจอด้วยการ์ดเฉพาะ และการขยายตัวเลือกเครือข่ายด้วยสวิตช์ PCIe Ethernet สล็อต PCIe ยังสามารถรองรับพอร์ต USB เพิ่มเติมและให้คุณเพิ่มการเชื่อมต่อ Thunderbolt 3 ซึ่งทั้งสองสิ่งนี้กำลังมีความสำคัญเพิ่มมากขึ้นสำหรับผู้ใช้ตามบ้านและธุรกิจ
การใช้งานยอดนิยมอื่นๆ ได้แก่ การเชื่อมต่ออินเทอร์เฟซเสียงเพื่อให้คุณสามารถบันทึกเสียงด้วยอุปกรณ์เสียงคุณภาพสูงขึ้น รวมถึงการติดตั้งการ์ดเฉพาะทาง เช่น ตัวควบคุม RAID หรือตัวเร่งความเร็ว GPU สำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น การเรียนรู้เชิงลึกและการฝึกอบรม AI ไม่ว่าคุณกำลังมองหาการเพิ่มประสิทธิภาพ หรือเพียงแค่ต้องการพอร์ตและตัวเชื่อมต่อเพิ่มเติม PCIe ก็เป็นโซลูชันอเนกประสงค์ที่จะช่วยยกระดับระบบของคุณให้เหนือชั้นอย่างที่คุณกำลังมองหา!
แม้ว่าทั้งสองโปรโตคอลมักจะใช้สำหรับงานประมวลผลประเภทเดียวกัน แต่ PCI และ PCIe (หรือ Peripheral Component Interconnect Express) ใช้งานร่วมกันไม่ได้ เนื่องจากโปรโตคอลทั้งสองใช้อินเทอร์เฟซที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง มีการกำหนดค่าพินที่แตกต่างกัน และมีความเร็วและคุณสมบัติบัสที่แตกต่างกัน ดังนั้นฮาร์ดแวร์ที่พัฒนาขึ้นสำหรับโปรโตคอลหนึ่งจึงทำงานไม่ถูกต้องบนอีกโปรโตคอลหนึ่ง
ตัวอย่างเช่น การ์ด PCIe เช่น การ์ดกราฟิกและการ์ดเสียงได้รับการออกแบบให้มีช่องสัญญาณความเร็วสูงจำนวนหนึ่งที่อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อสามารถใช้งานได้ อุปกรณ์ที่ใช้ PCI มักไม่สามารถเข้าถึงช่องสัญญาณเหล่านี้ได้เนื่องจากความไม่เข้ากันระหว่างสถาปัตยกรรมที่เกี่ยวข้อง เช่นเดียวกัน PCIe 3.0 และ 4.0 ไม่มีความเข้ากันได้ย้อนหลัง ซึ่งจำกัดความเร็วในการทำงานของส่วนประกอบรุ่นเก่าหากผู้ใช้ตัดสินใจอัปเกรดระบบเดิม
แม้จะมีข้อจำกัดนี้ แต่ผู้ใช้ยังคงสามารถใช้งานอุปกรณ์ PCI และ PCIe ในระบบคอมพิวเตอร์เดียวกันได้ โดยต้องให้การ์ดแต่ละประเภทมีช่องของตัวเองและทำเครื่องหมายขั้วต่ออย่างชัดเจนเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนข้ามหรือความเสียหายโดยไม่ได้ตั้งใจกับส่วนประกอบใดๆ ที่เกี่ยวข้อง
PCIe 3.0 และ 4.0 มีความเข้ากันได้ซึ่งกันและกัน ช่วยให้ผู้ใช้สามารถใช้ประโยชน์จากความเร็วที่สูงขึ้นที่การ์ด PCIe 4.0 รุ่นล่าสุดนำเสนอเมื่อใช้งานในแท่นขุดที่ใช้สล็อต PCIe 3.0
อย่างไรก็ตาม มีข้อควรระวังสำคัญประการหนึ่ง คือ อุปกรณ์ PCIe 4.0 จะทำงานที่ความเร็วสูงสุด 8 กิกะบิตต่อวินาที (GT/s) เมื่อใช้งานในสล็อต PCIe 3.0 ซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์ PCIe 4.0 รุ่น 4.0 ที่มีความเร็วสูงสุด 16 GT/s นอกจากนี้ คุณสมบัติบางอย่างที่มีอยู่ใน PCIExpress 4.0 ยังไม่รองรับในเวอร์ชันเก่า ดังนั้นความเข้ากันได้ข้ามรุ่นจึงยังไม่สมบูรณ์แบบ 100% ในทุกกรณี ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งานฮาร์ดแวร์ของคุณเป็นหลัก
ประโยชน์หลักของความเข้ากันได้ข้ามรุ่นคือคุณไม่จำเป็นต้องกังวลเรื่องการซื้อฮาร์ดแวร์ใหม่หากคุณต้องการอัพเกรดการตั้งค่าที่มีอยู่ของคุณ - เพียงแค่เปลี่ยนส่วนประกอบเพียงไม่กี่ชิ้นก็เพียงพอที่จะเห็นการปรับปรุงโดยไม่ต้องยกเครื่องระบบทั้งหมดของคุณหรือลงทุนซื้อชิ้นส่วนใหม่ทั้งหมดที่อาจไม่เข้ากันได้กับสิ่งที่คุณมีอยู่แล้วเนื่องจากมาตรฐานอินเทอร์เฟซที่แตกต่างกัน ฯลฯ
PCIe SSD (หรือที่รู้จักกันในชื่อโซลิดสเตตไดรฟ์) มักถูกมองว่าเป็นการลงทุนที่คุ้มค่าหากคุณกำลังมองหาพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่เร็วกว่าฮาร์ดไดรฟ์แบบเดิม เนื่องจาก SSD เหล่านี้ไม่เพียงแต่มีความเร็วในการอ่านและเขียนที่สูงกว่าเท่านั้น แต่ยังมีขนาดเล็กลงและใช้พลังงานน้อยลง จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับแล็ปท็อปสำหรับเล่นเกมหรือระบบอื่นๆ ที่ต้องการการเข้าถึงข้อมูลอย่างรวดเร็ว
เมื่อเทียบกับไดรฟ์ SATA แล้ว PCIe SSD สามารถให้แบนด์วิดท์ได้มากกว่าถึง 4 เท่า และใช้เวลาในการโหลดสั้นกว่าอย่างมากเมื่อจัดการไฟล์มีเดียหรือเกมขนาดใหญ่ นอกจากนี้ ประสิทธิภาพที่เหนือกว่ายังเหมาะสำหรับงานระดับไฮเอนด์ เช่น การตัดต่อวิดีโอหรือการเรนเดอร์ 3 มิติ ซึ่งความเร็วและความน่าเชื่อถือเป็นสิ่งสำคัญ
อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพที่เหนือกว่านี้มาพร้อมกับราคาที่ต้องจ่าย – SSD PCIe มักจะมีราคาแพงกว่า SSD SATA เนื่องจากมีความจุที่มากกว่าและเทคโนโลยีที่ล้ำหน้ากว่า หากคุณมีงบประมาณจำกัด คุณอาจต้องการเลือก HDD ที่ราคาถูกกว่า
PCIe 4.0 โดยทั่วไปสามารถทำงานในสล็อต PCIe 3.0 ได้ แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพต่ำกว่าเวอร์ชันก่อนหน้า ซึ่งหมายความว่าแทนที่จะใช้ประโยชน์จากความเร็วและแบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้นของ PCIe 4.0 อุปกรณ์ของคุณจะทำงานได้เพียงความเร็วสูงสุดของ PCIe 3.0 เท่านั้น
ข่าวดีก็คือ ส่วนประกอบ PCIe 4.0 ทั้งหมดสามารถใช้งานร่วมกับสล็อต PCIe 3.0 ได้ ซึ่งรวมถึงเมนบอร์ด การ์ดจอ SSD และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ใช้อินเทอร์เฟซนี้ อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคืออุปกรณ์บางอย่างอาจจำเป็นต้องอัปเดตเฟิร์มแวร์เพื่อให้ใช้งานฟีเจอร์ต่างๆ ได้อย่างเต็มที่เมื่อเสียบเข้ากับสล็อต PCIe 3.0 ดังนั้นโปรดตรวจสอบเอกสารประกอบของอุปกรณ์ก่อนเสียบเข้ากับสล็อตรุ่นเก่า
ควรสังเกตว่าแม้ความเข้ากันได้แบบย้อนหลังจะช่วยให้แน่ใจว่าส่วนประกอบใหม่สามารถทำงานกับระบบเก่าได้โดยไม่มีปัญหาใดๆ แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าคุณจะเห็นประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างมากหากคุณอัปเกรดเป็นอินเทอร์เฟซใหม่กว่า เช่น PCIe 4.0 บนระบบที่มีอยู่ของคุณ - ตามที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ส่วนประกอบเหล่านี้จะยังคงทำงานด้วยความเร็วสูงสุดที่รองรับโดยเมนบอร์ดของคุณหรือข้อมูลจำเพาะปัจจุบันของอุปกรณ์ของคุณ
PCIe 3.0 สามารถใช้งานได้ในสล็อต PCIe 2.0 แต่จะไม่สามารถใช้ประโยชน์จากแบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้นได้อย่างเต็มที่ กล่าวอีกนัยหนึ่ง แม้ว่าอุปกรณ์ของคุณอาจยังคงทำงานกับอินเทอร์เฟซนี้ได้ แต่ประสิทธิภาพการทำงานจะด้อยกว่าเมนบอร์ดหรืออุปกรณ์ที่รองรับ PCIe 3.0
อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบหลายอย่างที่ออกแบบมาสำหรับ PCIe 3.0 ยังคงสามารถใช้งานร่วมกับ PCIe 2.0 ได้ และจะทำงานได้ดีในสล็อตรุ่นเก่าเหล่านี้โดยไม่มีปัญหาใดๆ ซึ่งรวมถึงเมนบอร์ด การ์ดจอ SSD และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ใช้อินเทอร์เฟซนี้ อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์บางอย่างอาจจำเป็นต้องอัปเดตเฟิร์มแวร์เพื่อใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติต่างๆ อย่างเต็มที่เมื่อเสียบเข้ากับสล็อต PCIe 2.0 ดังนั้นโปรดตรวจสอบเอกสารประกอบของอุปกรณ์ก่อนเสียบเข้ากับสล็อตรุ่นเก่า
เมื่อใช้การ์ดหรือส่วนประกอบที่ออกแบบมาสำหรับ PCIe 3.0 ในสล็อต PCIe 2.0 โปรดทราบว่าความเร็วสูงสุดและแบนด์วิดท์ของระบบของคุณจะอยู่ระหว่างสองมาตรฐานนี้ ซึ่งหมายความว่าแม้ว่าคุณจะได้รับคุณสมบัติทั้งหมดของฮาร์ดแวร์ใหม่กว่า เช่น การรองรับ NVMe SSD หรือตัวเลือกพอร์ตที่ปรับปรุงแล้วบนไดรฟ์ USB และอุปกรณ์ต่อพ่วงที่คล้ายกัน แต่คุณสมบัติเหล่านี้จะไม่สามารถบรรลุศักยภาพอย่างเต็มที่ได้จนกว่าจะเชื่อมต่อกับเมนบอร์ดหรืออุปกรณ์ที่เหมาะสมซึ่งสามารถให้ประสิทธิภาพในระดับที่เหมาะสมได้
PCIe 5.0 คืออินเทอร์เฟซ Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) รุ่นล่าสุด ใช้สำหรับเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ ภายในคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ PCIe 5.0 เปิดตัวครั้งแรกในปี 2019 พร้อมโปรเซสเซอร์ Intel Comet Lake H-Series ที่รองรับ PCIe 5.0
เมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า PCIe 5.0 มอบความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่เร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัดถึง 64 GT/s (การถ่ายโอนข้อมูลแบบกิกะบิตต่อวินาที) ช่วยให้ถ่ายโอนข้อมูลระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ได้เร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเฉพาะในแอปพลิเคชันที่ต้องการความเร็วสูง เช่น การเล่นเกมหรือการสตรีมวิดีโอ
PCIe 5.0 ยังมอบความน่าเชื่อถือที่ได้รับการปรับปรุงเมื่อใช้หลายเลน ลดความหน่วงหรือการกระตุกในงานที่ต้องใช้ความเข้มข้นสูง เช่น การเรียนรู้ของเครื่องหรือการประมวลผลอนุมาน AI เมื่อเปรียบเทียบกับอินเทอร์เฟซรุ่นก่อนหน้า
เมื่อพูดถึงสล็อต PCIe ที่เร็วที่สุดนั้น ขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์เฉพาะในเครื่องของคุณ อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว สล็อต PCIe 3.0 มักจะเป็นตัวเลือกที่เร็วที่สุดและเชื่อถือได้มากที่สุดสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เช่น การ์ดจอหรือไดรฟ์จัดเก็บข้อมูล เนื่องจากสามารถส่งมอบความเร็วสูงสุดถึง 8 GT/s (กิกะบิตต่อวินาที)
เมนบอร์ดรุ่นใหม่บางรุ่นก็มีสล็อต PCIe 4.0 ให้เลือกใช้งานเช่นกัน ซึ่งให้ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่เร็วขึ้นถึง 16 GT/s อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบหลายอย่างยังไม่รองรับมาตรฐานนี้ และอาจจำเป็นต้องใช้สล็อต PCIe 3.0 ที่รองรับเวอร์ชันก่อนหน้า
สำหรับผู้ใช้ที่ต้องการความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุด ขณะนี้มี PCIe 5.0 ซึ่งให้ความเร็วสูงสุด 64 GT/s แต่จำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์เฉพาะทางเพื่อใช้ประโยชน์จากความเร็วเหล่านี้ ซึ่งทำให้ PCIe 5.0 มีประโยชน์หลักสำหรับการใช้งานระดับมืออาชีพ เช่น การเรียนรู้ของเครื่อง หรือการประมวลผลอนุมาน AI ด้วยประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการใช้งานเลนที่ดีขึ้น ทำให้เหมาะที่สุดสำหรับเวิร์กโหลดระดับไฮเอนด์ที่ต้องการเวลาตอบสนองที่รวดเร็วและการถ่ายโอนข้อมูลขนาดใหญ่ โดยไม่กระทบต่อความน่าเชื่อถือหรือความเสถียร
ความแตกต่างหลักระหว่าง Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) และ Peripheral Component Interconnect (PCI) คือ PCIe เร็วกว่า PCI มาก เนื่องจาก PCIe มีแบนด์วิดท์มากกว่า ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่เร็วกว่า และประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับ PCI
PCIe ให้ความเร็วที่เร็วขึ้น สูงสุด 8 GT/s (กิกะบิตต่อวินาที) ในเวอร์ชัน 3.0 ขณะที่ PCI ถูกจำกัดความเร็วไว้ที่ประมาณ 133 MB/s หรือต่ำกว่า เช่นเดียวกัน สล็อต PCIe 4.0 ให้ความเร็วสูงสุด 16 GT/s ขณะอ่าน/เขียนพร้อมกันหลายรายการ ซึ่งเป็นสิ่งที่ PCI เวอร์ชันก่อนหน้าหรือแม้แต่อินเทอร์เฟซ AGP รุ่นหลังๆ ไม่สามารถทำได้
ข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งของ PCIe เมื่อเทียบกับ PCI คือความสามารถในการรองรับคุณสมบัติขั้นสูง เช่น การกำหนดค่าแบบหลายเลนและการเปลี่ยนแบบ Hot Swap ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ฮาร์ดแวร์ PCI ส่วนใหญ่ไม่มี ซึ่งทำให้ PCIe เป็นมาตรฐานที่มีความยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เช่น การ์ดจอหรือไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลเข้ากับคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการเวลาตอบสนองที่รวดเร็วและการถ่ายโอนข้อมูลขนาดใหญ่ โดยไม่กระทบต่อความน่าเชื่อถือหรือความเสถียร