Auswahl des richtigen PC für Ihre PCI-Express-Hardware

​Die Auswahl eines PC erfordert heute mehr als nur die Entscheidung für die größte Festplatte und den schnellsten Prozessor. Zu den gängigen Kriterien, die Sie bei der Auswahl eines PC beachten sollten, gehören Prozessorgeschwindigkeit, verfügbarer RAM-Speicher, Festplattengröße und die Anzahl der für Peripheriegeräte vorhandenen Steckplätze. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die periphere Busarchitektur. Mit der Weiterentwicklung des PC kamen verschiedene Busarchitekturen wie PCI, AGP, PCI-X und ISA auf. Seit der Einführung von PCI Express kann die Auswahl des richtigen PC für Ihr PCI-Express-Gerät schnell zu einer kaum zu bewältigenden Aufgabe werden, da unterschiedliche Anschlussgrößen und Spezifikationen zur Verfügung stehen. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die Technologie hinter PCI Express und über die Überlegungen, die Sie beim Kauf eines PC mit PCI-Express-Peripheriearchitektur anstellen sollten.

​PCI Express ist eine Weiterentwicklung des beliebtesten Peripheriebusses für Computer überhaupt: PCI. Die PCI Special Interest Group (PCI-SIG), das Branchenkonsortium, dessen Auftrag die Entwicklung und Pflege der PCI-Spezifikation ist, hat PCI Express entwickelt, um die Bandbreitenanforderungen von Peripheriegeräten wie Gigabit Ethernet, modularen Speichergeräten und High-End-Grafikeinheiten zu erfüllen und gleichzeitig die vollständige Softwarekompatibilität mit bestehenden Betriebssystemen und PCI-basierten Anwendungen zu gewährleisten. PCI Express ist als Ersatz für den Port für beschleunigte Grafiken (Accelerated Graphics Port, AGP) vorgesehen, der seinerseits entwickelt wurde, um Einschränkungen der PCI-Bandbreite aufzuheben. PCI Express liefert eine 30-mal höhere Bandbreite als PCI und ermöglicht die Einbindung von Grafikmodulen über den Peripheriegerätebus. Außerdem erhöht PCI Express die Videobandbreite für die nächsten PC-Generationen.

​Tabelle 1 zeigt die skalierbare Bandbreite, die PCI Express je nach Lane-Breite im Vergleich zu PCI bereitstellt. So stellt z. B. ein x1-PCI-Express-Steckplatz (eine Lane) in jeder Richtung 250 MB/s bereit, während ein x16-Steckplatz (16 Lanes) eine Bandbreite von 4 GB/s unterstützt. Zu den Anwendungen, die von der höheren Bandbreite, den Skalierungsvorteilen der PC-Technologie und der Softwarekompatibilität von PCI Express profitieren, gehören u. a. Hochgeschwindigkeits-Datenerfassungssysteme, Bildverarbeitungssysteme, modulare Ethernet-Speichersysteme und digitale I/O-Systeme mit hoher Kanalanzahl.

​Im Januar 2007 gab PCI-SIG die Verfügbarkeit der Spezifikation PCI Express 2.0 bekannt. Sie verdoppelte die Bandbreite des Busstandards von 250 auf 500 MB/s und beinhaltete Verbesserungen am Punkt-zu-Punkt-Datenübertragungsprotokoll und seiner Softwarearchitektur. Dieser Standard befindet sich noch in der Entwicklung, wobei der 7.0-Standard im Jahr 2025 erwartet wird.

​Heutzutage werden die meisten PCs mit mindestens einem PCI-Express-Steckplatz ausgeliefert. Leider ist bei einigen PC-Anbietern nicht auf den ersten Blick ersichtlich, ob der Computer, den Sie in Betracht ziehen, PCI-Express-Steckplätze hat. In der Regel ist eine Liste der verfügbaren Erweiterungssteckplätze auf einer separaten Spezifikationsseite oder in einer technischen Übersicht zu finden, die jedoch nicht immer verlinkt ist. Oft sind PCs mit einer Kombination aus PCI- und PCI-Express-Erweiterungssteckplätzen ausgestattet.

​Die Verbindungsbreite von PCI-Express-Steckplätzen ist bei Desktops, Workstations und Servern unterschiedlich. Desktop-Systeme verfügen oft über einen x16-Steckplatz für Grafikkarten und einen x1-Steckplatz für PCI-Express-Peripheriegeräte. Workstation-Systeme verfügen dagegen über einen x16-Steckplatz für Grafikkarten und einen x4-Steckplatz für Higher-End-PCI-Express-Peripheriegeräte, während Serversysteme sowohl über einen x4- als auch über einen x8-Steckplatz für High-End-Peripheriegeräte verfügen, die auf dem Servermarkt verwendet werden. Der x16-Steckplatz für Grafikkarten ist in der Regel in Serversystemen nicht verfügbar, da High-End-Grafiken für Server nur eine untergeordnete Rolle spielen. Allerdings ist eine höhere Bandbreite für Peripheriegeräte wie zusätzliche Gigabit-Ethernet-Ports wichtig.

​Bei der Auswahl des richtigen PC für Ihre PCI-Express-Karte sollten Sie die folgenden fünf Faktoren beachten:

1. ​Empfohlen wird ein PCI-Express-Steckplatz, der der Größe Ihrer PCI-Express-Karte entspricht. Wenn Sie eine x4-PCI-Express-Karte haben, dann sollten Sie einen Computer mit einem x4-Steckplatz kaufen.

1. ​Wenn Sie eine PCI-Express-Karte normaler Größe haben, dann überprüfen Sie die Spezifikationen für Low-Profile-PCI-Express-Systeme, um sicherzustellen, dass Ihre PCI-Express-Karte passt. Weitere Informationen finden Sie unter Was ist eine Low-Profile-PCI-Karte?

1. ​Im Allgemeinen sollten Sie den x16-PCI-Express-Steckplatz nur für Grafikkarten verwenden. In vielen Fällen sind diese Steckplätze für die Verwendung mit Grafikkarten konzipiert. 

1. ​Eine begrenzte Anzahl von PCs verfügt über einen x8-PCI-Express-Anschluss, der nur vier Lanes umfasst. Wenn Sie einen dieser PCs kaufen, dann sollten Sie eine x4- oder x1-PCI-Express-Karte verwenden.

1. ​Die Steckplätze von PCI-Express-2.0-Motherboards sind mit PCI Express 1.x abwärtskompatibel. PCI-Express-2.0-Karten sind außerdem mit PCI-Express-1.1-Motherboards kompatibel und arbeiten dabei mit der gesamten verfügbaren Bandbreite von PCI Express 1.1.

​Up-Plugging und Down-Plugging

​Wie bereits erwähnt, kann eine x4-PCI-Express-Karte in einen x8-Steckplatz eingesteckt werden. Diese Konfiguration wird als Up-Plugging bezeichnet. Das Gegenteil – das Einstecken einer x8-PCI-Express-Karte in einen x4-Steckplatz – wird als Down-Plugging bezeichnet und wird physisch nicht unterstützt. Tabelle 3 zeigt die verschiedenen Karte-Anschluss-Konfigurationen, die bei PCI Express möglich sind. 

​In allen Fällen ist ein Up-Plugging physisch möglich; die PCI-Express-Spezifikation fordert jedoch, dass Steckplätze dabei eine Verbindungsbreite von x1 aufweisen. Obwohl es für Motherboard-Hersteller möglich ist, das Up-Plugging ohne Bandbreitenverlust zu integrieren, ist dies nicht vorgeschrieben. Wenn Sie z. B. eine x4-PCI-Express-Karte in einen x8-PCI-Express-Steckplatz stecken, dann arbeitet Ihre Karte möglicherweise mit einer x1-Bandbreite, obwohl sie mit einer x4-Bandbreite arbeiten könnte. Dieses Verhalten hängt vom Hersteller des Motherboards ab. Wenn Sie ein Up-Plugging planen, dann wenden Sie sich an den Motherboard-Anbieter, um zu erfahren, wie dessen Hardware das Up-Plugging handhabt. Die Größe des PCI-Express-Anschlusses verhindert das Down-Plugging physisch. Eine x8-PCI-Express-Karte ist für einen x4-Anschluss zu groß. (Hinweis: Die Spezifikation CompactPCI Express unterstützt das Down-Plugging.)

^{* Up-Plugging}

^{Tabelle 3. Steckplatz-Karte-Kompatibilität (Up-Plugging und Down-Plugging).}

​PCs mit PCI Express bieten eine höhere Bandbreite und einen skalierbaren Peripheriebus. Diese skalierbare Architektur hat bei der Auswahl eines PC neue Konfigurationsmöglichkeiten eröffnet. Obwohl spätere Spezifikationen von PCI Express abwärtskompatibel sind, sollten Sie vor dem Kauf eines PC die Anschlussgröße sowie die Kompatibilität Ihrer PCI-Express-Hardware mit dem PC überprüfen.