Verbindungsgeschwindigkeiten von USB, PCIe und AGP

Die Leistung von Computer-Hardware-Standards wird oft mit theoretischen Maximalwerten beworben, die unter idealen Laborbedingungen gemessen werden (in der Praxis können die Übertragungsraten durch Gerätecontroller, Temperatur oder andere Engpässe begrenzt sein). Diese Werte spiegeln nicht unbedingt die Geschwindigkeiten im realen Einsatz wider, eignen sich aber hervorragend zu Vergleichszwecken, da sie die Unterschiede zwischen den technologischen Generationen deutlich aufzeigen.

In den folgenden Tabellen stelle ich den theoretischen Maximalwert für jeden Standard bereit, gerundet für eine bessere Lesbarkeit und Vergleichbarkeit, und immer in Byte angegeben (genauer gesagt in MB/s). Ich habe hier über Computer-Datenübertragungs- und Speicherstandards, Maßeinheiten, Geschwindigkeiten und deren theoretische Grundlagen geschrieben.

USB – Gerätesteckstandard

USB (Universal Serial Bus) ist ein weit verbreiteter Verbindungsstandard zum Anschließen von Computerperipheriegeräten und -geräten. Zu seinen Hauptmerkmalen gehören:

• Plug-and-Play-Betrieb – Geräte werden automatisch erkannt
• Stromversorgung über den Anschluss
• Gleichzeitiger Anschluss mehrerer Geräte über einen Hub

Zu den häufigsten Anwendungen gehören der Anschluss von Tastaturen, Mäusen, USB-Sticks, externen Festplatten, Druckern und Mobiltelefonen. Im Laufe der Jahre sind mehrere USB-Versionen und Anschlusstypen (Typ-A, Typ-B, Typ-C) entstanden, die neben einer kontinuierlich steigenden Geschwindigkeit und Funktionalität auch Abwärtskompatibilität bieten.

PCIe – Computer-Erweiterungsbus-Standard

PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) ist ein serieller Hochgeschwindigkeits-Computer-Erweiterungsbus-Standard für die Kommunikation zwischen dem Motherboard und verschiedenen Hardwarekomponenten (Grafikkarten, SSDs, Netzwerkkarten). Der Name deutet auf seine Entwicklung aus dem älteren PCI-Standard hin. PCI kommunizierte mit Geschwindigkeiten von 133 MB/s oder 266 MB/s, und obwohl es sich um eine ältere Technologie handelt, ist dieser Steckplatztyp immer noch auf einigen Motherboards zu finden, insbesondere auf älteren oder speziellen.

Die Anzahl der PCIe-Lanes wird durch eine „x“-Notation (z. B. x16) angegeben. Dies entspricht auch einer unterschiedlichen physischen Anzahl von Pins; je höher die Lane-Anzahl, desto mehr Stecker-Pins werden verwendet. Moderne Grafikkarten verwenden typischerweise 16 Lanes, was beispielsweise bedeutet, dass eine PCIe 4.0-Grafikkarte eine theoretische maximale Bandbreite von 32.000 MB/s (oder 32 GB/s) hat.

Hinweis: Ab PCIe 3.0 ist die tatsächliche Datenrate in MB/s oder GB/s aufgrund des Encoding-Overheads (128b/130b) etwas geringer als die einfache Division von Gbit/s durch 8. Die obige Tabelle spiegelt diese genaueren Werte wider.

AGP – Hochgeschwindigkeits-Videoanschluss

AGP (Accelerated Graphics Port) wurde 1996 speziell von Intel für den Anschluss von Grafikkarten entwickelt. Der Accelerated Graphics Port (AGP) ist ein Punkt-zu-Punkt-Kanal, der entwickelt wurde, um Grafikkarten mit dem Motherboard eines Computers zu verbinden. Ziel war es, die Grafikanzeigegeschwindigkeit im Vergleich zum älteren PCI-Bus zu erhöhen und gleichzeitig Systemressourcen effizienter zu nutzen. Das Hauptziel von AGP war es, 3D-Bilder viel flüssiger darzustellen, als dies auf zeitgenössischen PCs möglich war. Obwohl AGP zu seiner Zeit revolutionär war, wurde es für moderne Grafikkarten längst von PCIe abgelöst.