PCIe nedir?

Peripheral Component Interconnect Express(PCIe), günümüz bilgisayarlarında bileşenler ve çevre birimleri için standartlaştırılmış bir bağlantıdır. SSD'ler, grafik kartları ve ek kartlar gibi bileşenlerin herhangi bir modern anakarta takılmasını ve özel arayüzler veya standart olmayan protokoller gerektirmeden düzgün bir şekilde çalışmasını sağlar.

PCI Express, eski PC'lerde anakartlarda bulunan ayrı arabirimlerin (AGP ve PCI) yerini almak üzere bileşenler ve çevre birimleri için bir endüstri standardı ara bağlantı olarak tasarlanmıştır. O zamanlar grafik kartları için AGP, ses kartları, ağ kartları, RAID denetleyicileri vb. için PCI bağlantı noktaları kullanılıyordu. PCI Express, 2003 yılında piyasaya sürüldüğünde tüm bu arabirimlerin yerini aldı ve bant genişliği ve performans açısından gelecekteki gelişmelere olanak tanıyacak şekilde bol miktarda boş alan bırakılarak tasarlandı, bu nedenle çok uzun bir ömre sahip olması bekleniyor. Bugün bile hala rakiplerinin önündedir, ancak bu konuya biraz sonra daha ayrıntılı olarak değineceğiz.

PCI Express, cihazlar arasında noktadan noktaya seri bir arabirimdir. PCIe cihazı ile CPU ve yonga seti, bağlantının her iki ucuna yerleştirilmiş fiziksel "kanallar" üzerinden iletişim kurar. PCIe kanalları, her kanalda iki çift bakır kablo kullanarak verileri her iki yönde aynı anda gönderir. Bu tasarımın dahice yanı, daha fazla kanal ekleyerek (veya kullanarak) bant genişliğini nispeten kolay bir şekilde artırabilmesidir. Ayrıca geriye dönük uyumludur, bu nedenle PCIe 3.0 cihazı PCIe 4.0 sisteminde sorunsuz çalışır ve çok esnek bir tasarıma sahip benzersiz bir arabirimdir.

PCI Express teknolojisi şu anda AMD ve Intel'in CPU'larında ve CPU yonga setlerinde bulunan bir özelliktir, bu nedenle teknik özellikler sayfasına baktığınızda, her iki teknoloji için PCI Express desteğinin "PCIe şerit sayısı" olarak listelendiğini göreceksiniz. Kullanılabilir şerit sayısı CPU ve CPU yonga setine göre değişir; amiral gemisi ürünler daha fazla şerit sunarken, ana akım ürünler daha az şerit sunar.

CPU ve yonga seti için PCIe şeritleri olduğunu, ancak bu şeritlerin tümü nihai olarak CPU'ya bağlansa da eşit olmadığını unutmayın. Yonga setinden gelen kanallar, bir DMI bağlantısı (Direct Media Interface) aracılığıyla CPU'ya bağlanmalıdır, CPU'ya doğrudan bağlanan kanallar ise bu ara bağlantıyı atlar. Bu, GPU'nuzu ve en azından birincil SSD'nizi bu ara bağlantıyı kullanmayan yuvalara yerleştirmeye dikkat etmeniz gerektiği anlamına gelir.

Tüm PCIe aygıtları, küçük bir "x" ve kaç tane şerit kullandığını gösteren bir sayı ile ifade edilen belirli sayıda şerit kullanır. Örneğin, RTX 5090 gibi modern bir GPU, PCIe 5.0 x16 cihazdır, yani PCI Express standardının 5. sürümünü (PCIe 5.0 veya Gen 5) kullanır ve veri iletimi için şu anda izin verilen en fazla sayı olan 16 şeridi kullanır. Ayrıca 8 şerit (x8), 4 şerit (x4), iki şerit (x2) ve 1 şerit (x1) kullanan aygıtlar da vardır.

Elbette, daha fazla şerit kullanmanın bir bedeli vardır; örneğin, ek ısı üretimi ve güç gereksinimleri gibi. Bilgisayar dünyasında bedava öğle yemeği yoktur, ancak veri iletimi için farklı sayıda şerit kullanma olanağı, donanım üreticilerine ürünlerini tasarlarken seçenekler sunar.

Bu, tersi yönde de işe yarayabilir; performansın çok fazla etkilenmeyeceği veya performansın düşürülmesinin kabul edilebilir bir ödün olduğu varsayıldığında, bir cihaz güç tasarrufu yapmak ve daha az ısı üretmek için x16'dan x8'e geçebilir.

PCI Express, piyasaya sürüldüğü günden bu yana her yeni nesilde arayüzün sağladığı bant genişliğini iki katına çıkarmayı başardı, ki bu gerçekten şaşırtıcı bir başarı. Bant genişliğinin iki katına çıkması öngörülebilir gelecekte de devam edecek ve tüm PC kullanıcıları, mevcut GPU'ların dört katı bant genişliğine sahip PCIe 7.0 GPU'ları hayal ederken sabırsızlanacak. Ancak GPU'ların bu kadar bant genişliğini gerçekten kullanıp kullanamayacağı ise ayrı bir konu.

Yukarıda belirttiğimiz gibi, PCI-SIG'de PCI Express arabirimini geliştiren ekip, PCIe Express'in her yeni sürümünde bant genişliğini iki katına çıkarmayı başardı. Bu eğilimin gelecekte de devam etmesi bekleniyor. İşte şimdiye kadar kaydedilen ilerlemeler:

Yukarıdaki grafikte dikkat çeken bir nokta, günümüzde her PCIe neslinin uzun ömürlü olduğunu görebilmemizdir. PCIe 5.0'ın 2019 yılında piyasaya sürüldüğü belirtiliyor, ancak 2025 yılında hala tamamen hakim değil, çünkü çoğu cihaz hala PCIe 3.0 ve 4.0 kullanıyor. Aslında, Nvidia'nın yeni RTX 50 serisi PCIe 5.0 GPU'lardır, ancak bu, şirket için bir ilk, çünkü 2022'den önceki Ada Lovelace 40 serisi kartları PCIe 4.0 idi. AMD'nin önceki nesil 7000 serisi GPU'ları da PCIe 4.0 idi, ancak her iki şirketin en yeni GPU'ları nihayet PCIe 5.0'dır.

Aynı zamanda, grafikte PCIe 6.0'ın 2021'de duyurulduğu belirtiliyor, ancak bunun piyasaya sürülmesi yıllar alacak ve yaygınlaşması da ondan sonra yıllar alacak, yani 2030 civarı olabilir. Bu durumda PCIe 7.0 2035 civarında ortaya çıkacak, yani bu standartların ömrü çok uzun ve piyasada ihtiyaç duyulmadan çok önce tanıtılıyor.

2025 yılında PCIe Express cihazı, CPU'nun altındaki anakart yuvalarına takılan her türlü cihazdır; yani GPU'lar ve PCIe yuvalarına takılan tüm ek kartlar. Bunlar arasında USB genişletme kartları, ağ kartları, RAID denetleyicileri, ses kartları vb. yer alır. Not: M.2 SSD'ler de PCI Express aygıtlarıdır ve günümüz anakartlarında genişletme yuvalarından farklı, ancak ana sisteme veri aktarımı için CPU ve yonga setine bağlanmaları açısından aynı amaca hizmet eden kendilerine ait özel yuvalara sahiptir.

PCI Express'in her yinelemede bant genişliğini iki katına çıkarması, performansın da iki katına çıktığı anlamına gelmez. Bu fenomenin iyi bir örneği, mevcut M.2 SSD'lerdir. PCIe 4.0 SSD'ler yıllardır piyasada ve çok yaygındır ve bant genişliği ~7 GB/s'ye kadar çıkar. Öte yandan, PCIe 5.0 sürücüler daha yenidir ve ~12-14 GB/s'ye kadar bant genişliği sunar, bu da kolay bir yükseltme gibi görünebilir, ancak gerçek dünyada bu iki sürücü ailesi arasındaki gerçek performans farkı, uygulamaya bağlı olarak çok büyük veya çok küçük olabilir.

Sürücüyü büyük dosyaları tekrar tekrar okumak ve yazmak için kullanıyorsanız, bu makalemizde de belirttiğimiz gibi, bu büyük bir yükseltme olabilir. Ancak, SSD'yi öncelikle oyun oynamak için kullanıyorsanız, oyun yükleme sürelerindeki fark muhtemelen çok az olacaktır.

PCIe 5.0 SSD'lerin şu anda karşı karşıya olduğu diğer bir sorun ise PCIe 4.0 sürücülerden daha pahalı olmaları ve PCIe 5.0 SSD M.2 bağlantı noktalarına sahip anakartların yaygın olmamasıdır, ancak bu durum önümüzdeki 5 yıl içinde değişecektir.

Bu yazı 2025 yılının ortalarında yazıldığı için, hepimiz PCIe 5.0'ın yeni standart haline gelmesini bekliyoruz, ancak bu birkaç yıl sürebilir. AMD ve Intel'in en yeni CPU yonga setleri PCIe 5.0'ı destekliyor ve AMD ve Nvidia'nın GPU'ları da PCIe 5.0'dır, bu nedenle şu anda tüm yeni donanımların en yeni arabirimi desteklemesi ve PCIe 5.0'ın yeni standart haline gelmesi bekleniyor. Bu cihazlar tek seçenek olduğunda, daha fazla kişi PCIe 4.0'dan PCIe 5.0'a yükseltecektir. Örneğin, 2027 yılında yeni bir M.2 SSD satın almak isterseniz, muhtemelen bir PCIe 5.0 cihaz satın almanız gerekecektir. Bu, piyasanın DDR5'e geçmesi nedeniyle bugünlerde DDR4 bellek satın almanın zor olmasıyla benzer bir durumdur.

Bu nedenle, birkaç yıl içinde PCIe 6.0 cihazların piyasaya çıkmaya başlayacağını görebiliriz, ancak tahminimiz yeni donanımların 2028 yılına kadar piyasaya çıkmayacağı yönündedir. PCIe 5.0'ın piyasada yer edinmesinin ne kadar uzun sürdüğü göz önüne alındığında (6 yıldan fazla), bu cihazlar on yılın sonuna kadar moda olmayabilir.

Ne olursa olsun, PCI-SIG de PCIe 7.0 standardı üzerinde yoğun bir şekilde çalışıyor. Yukarıda da belirttiğimiz gibi, bu kuruluş her zaman pazarın bir adım önünde olan, ileriye dönük bir organizasyon. Bu da PC endüstrisi için harika bir haber.