Bussysteme: Unterschied zwischen den Versionen
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Externe Bussysteme einfach erklärt: PCIe, USB, SATA, Thunderbolt und wie Daten zwischen Komponenten und Geräten effizient übertragen werden. | |||
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== Bussysteme == | == Bussysteme == | ||
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! Geschwindigkeit | ! Geschwindigkeit | ||
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| '''PCI Express (PCIe)''' | | '''[[PCIe|PCI Express (PCIe)]]''' | ||
| Hochgeschwindigkeitsverbindung für interne Komponenten | | Hochgeschwindigkeitsverbindung für interne Komponenten | ||
| Grafikkarten, NVMe-SSDs, Netzwerkkarten | | Grafikkarten, NVMe-SSDs, Netzwerkkarten | ||
| PCIe 4.0 x16: bis 32 GB/s pro Richtung | | PCIe 4.0 x16: bis 32 GB/s pro Richtung | ||
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| '''PCI''' | | '''[[PCI]]''' | ||
| älterer paralleler Erweiterungsbus | | älterer paralleler Erweiterungsbus | ||
| Soundkarten, Netzwerkkarten (früher) | | Soundkarten, Netzwerkkarten (früher) | ||
| bis ca. 133 MB/s (32-bit, 33 MHz) | | bis ca. 133 MB/s (32-bit, 33 MHz) | ||
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| '''M.2 / NVMe''' | | '''[[M.2]] / [[NVMe]]''' | ||
| moderner Speicherbus über PCIe-Lanes | | moderner Speicherbus über PCIe-Lanes | ||
| NVMe-SSDs | | NVMe-SSDs | ||
| PCIe 4.0 x4: bis 7.000 MB/s (≈ 7 GB/s) | | PCIe 4.0 x4: bis 7.000 MB/s (≈ 7 GB/s) | ||
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| '''SATA''' | | '''[[SATA]]''' | ||
| Anbindung von Massenspeichern | | Anbindung von Massenspeichern | ||
| HDDs, SATA-SSDs, optische Laufwerke | | HDDs, SATA-SSDs, optische Laufwerke | ||
| SATA III: bis 600 MB/s | | SATA III: bis 600 MB/s | ||
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| '''USB''' | | '''[[USB]]''' | ||
| Universelle externe Schnittstelle | | Universelle externe Schnittstelle | ||
| Tastatur, Maus, Kamera, USB-Sticks | | [[Tastatur]], [[Maus]], Kamera, USB-Sticks | ||
| USB 3.2: bis 20 Gbit/s | | USB 3.2: bis 20 Gbit/s | ||
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=== PCI Express (PCIe) === | === [[PCIe|PCI Express (PCIe)]] === | ||
'''PCIe''' ist das wichtigste und schnellste Bussystem moderner PCs. | '''[[PCIe]]''' ist das wichtigste und schnellste Bussystem moderner PCs. | ||
* serielles Punkt-zu-Punkt-Protokoll | * serielles Punkt-zu-Punkt-Protokoll | ||
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[[Grafikkarte|Grafikkarten]] nutzen '''PCIe x16''', NVMe-SSDs meist '''PCIe x4'''. | [[Grafikkarte|Grafikkarten]] nutzen '''PCIe x16''', NVMe-SSDs meist '''PCIe x4'''. | ||
=== PCI | === [[PCI|Peripheral Component Interconnect(PCI)]] === | ||
'''PCI''' ist der Vorgänger von PCIe und war bis ca. 2005 der Standard-Erweiterungsbus. | '''[[PCI]]''' ist der Vorgänger von [[PCIe]] und war bis ca. 2005 der Standard-Erweiterungsbus. [[PCI]] existiert nur noch in '''Legacy-Systemen''' oder Spezialhardware. | ||
* paralleles Bussystem (alle Karten teilen sich den Bus) | * paralleles Bussystem (alle Karten teilen sich den Bus) | ||
* 32-bit oder 64-bit | * 32-bit oder 64-bit | ||
* typische Taktfrequenz: 33 MHz | * typische Taktfrequenz: 33 MHz | ||
* maximale Übertragungsrate: ca. 133 MB/s | * maximale Übertragungsrate: ca. 133 MB/s | ||
=== | === [[SATA]] === | ||
* universeller Bus für [[HDD]]s und [[SATA]]-[[SSD]]s | |||
* universeller Bus für | |||
* Hot-Plug-fähig | * Hot-Plug-fähig | ||
* viel langsamer als PCIe/NVMe | * viel langsamer als [[PCIe]]/[[NVMe]] | ||
=== USB (Universal Serial Bus) === | === [[USB|USB (Universal Serial Bus)]] === | ||
* verbindet externe Geräte | * verbindet externe Geräte | ||
* unterstützt Daten + Strom | * unterstützt Daten + Strom | ||
* Versionen: | * Versionen: USB 2.0: 480 Mbit/s, USB 3.0–3.2: bis 20 Gbit/s, USB4 / Thunderbolt: bis 40 Gbit/s | ||
* Anschlüsse: USB-A, USB-C | |||
Anschlüsse: USB-A, USB-C | |||
=== M.2 / NVMe === | === [[M.2]] / [[NVMe]] === | ||
* M.2 = Bauform | * [[M.2]] = Bauform | ||
* NVMe = Protokoll über PCIe-Lanes | * [[NVMe]] = Protokoll über PCIe-Lanes | ||
* extrem schnell (PCIe 4.0 NVMe: bis 7.000 MB/s) | * extrem schnell (PCIe 4.0 NVMe: bis 7.000 MB/s) | ||
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* '''SMBus''' – Sensoren, Lüfter | * '''SMBus''' – Sensoren, Lüfter | ||
* '''I²C''' – Steuerbefehle | * '''I²C''' – Steuerbefehle | ||
* '''SPI''' – BIOS/UEFI | * '''SPI''' – [[BIOS]]/[[UEFI]] | ||
* '''QPI / Infinity Fabric''' – interne CPU- und | * '''QPI / Infinity Fabric''' – interne [[CPU]]- und [[Chipsatz]]kommunikation | ||
=== Gründe für verschiedene Bussysteme === | === Gründe für verschiedene Bussysteme === | ||
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| Grafik, SSDs, Beschleunigerkarten | | Grafik, SSDs, Beschleunigerkarten | ||
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| USB 3.x, SATA | | [[USB]] 3.x, [[SATA]] | ||
| Peripherie, Massenspeicher | | Peripherie, [[Massenspeicher]] | ||
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PCIe ist der moderne Hochleistungsbus, während PCI ein älteres Legacy-System ist. | [[PCIe]] ist der moderne Hochleistungsbus, während [[PCI]] ein älteres Legacy-System ist. | ||
SATA und USB decken Speicher und Peripherie ab, langsame Steuerbusse verbinden Sensoren und Hilfsfunktionen. | [[SATA]] und [[USB]] decken Speicher und Peripherie ab, langsame Steuerbusse verbinden Sensoren und Hilfsfunktionen. | ||
Aktuelle Version vom 1. Dezember 2025, 11:44 Uhr
Bussysteme
Bussysteme verbinden die Komponenten eines Computers und ermöglichen den Datenaustausch zwischen CPU, Arbeitsspeicher, Grafikkarte, Festplatten und Peripheriegeräten. Sie unterscheiden sich in Geschwindigkeit, Aufbau und Einsatzzweck.
Vergleich: Wichtige Bussysteme im PC
| Bussystem | Aufgabe | Beispiele für Geräte | Geschwindigkeit |
|---|---|---|---|
| PCI Express (PCIe) | Hochgeschwindigkeitsverbindung für interne Komponenten | Grafikkarten, NVMe-SSDs, Netzwerkkarten | PCIe 4.0 x16: bis 32 GB/s pro Richtung |
| PCI | älterer paralleler Erweiterungsbus | Soundkarten, Netzwerkkarten (früher) | bis ca. 133 MB/s (32-bit, 33 MHz) |
| M.2 / NVMe | moderner Speicherbus über PCIe-Lanes | NVMe-SSDs | PCIe 4.0 x4: bis 7.000 MB/s (≈ 7 GB/s) |
| SATA | Anbindung von Massenspeichern | HDDs, SATA-SSDs, optische Laufwerke | SATA III: bis 600 MB/s |
| USB | Universelle externe Schnittstelle | Tastatur, Maus, Kamera, USB-Sticks | USB 3.2: bis 20 Gbit/s |
| I²C / SMBus | langsame Steuer-/Sensorverbindungen | Temperaturfühler, Lüftersteuerung | wenige Mbit/s |
PCI Express (PCIe)
PCIe ist das wichtigste und schnellste Bussystem moderner PCs.
- serielles Punkt-zu-Punkt-Protokoll
- hohe Bandbreite
- Lanes: x1, x4, x8, x16
- Generationen: PCIe 3.0, 4.0, 5.0, 6.0
Beispiel: Grafikkarten nutzen PCIe x16, NVMe-SSDs meist PCIe x4.
Peripheral Component Interconnect(PCI)
PCI ist der Vorgänger von PCIe und war bis ca. 2005 der Standard-Erweiterungsbus. PCI existiert nur noch in Legacy-Systemen oder Spezialhardware.
- paralleles Bussystem (alle Karten teilen sich den Bus)
- 32-bit oder 64-bit
- typische Taktfrequenz: 33 MHz
- maximale Übertragungsrate: ca. 133 MB/s
SATA
USB (Universal Serial Bus)
- verbindet externe Geräte
- unterstützt Daten + Strom
- Versionen: USB 2.0: 480 Mbit/s, USB 3.0–3.2: bis 20 Gbit/s, USB4 / Thunderbolt: bis 40 Gbit/s
- Anschlüsse: USB-A, USB-C
M.2 / NVMe
Interne Management-Busse
- SMBus – Sensoren, Lüfter
- I²C – Steuerbefehle
- SPI – BIOS/UEFI
- QPI / Infinity Fabric – interne CPU- und Chipsatzkommunikation
Gründe für verschiedene Bussysteme
Nicht jeder Bus muss schnell sein. Daher existieren verschiedene Geschwindigkeitsklassen:
| Geschwindigkeit | Beispiele | Einsatz |
|---|---|---|
| sehr hoch | PCIe, NVMe | Grafik, SSDs, Beschleunigerkarten |
| mittel | USB 3.x, SATA | Peripherie, Massenspeicher |
| niedrig | I²C, SMBus | Sensoren, Steuerlogik |
Kurz gesagt: PCIe ist der moderne Hochleistungsbus, während PCI ein älteres Legacy-System ist. SATA und USB decken Speicher und Peripherie ab, langsame Steuerbusse verbinden Sensoren und Hilfsfunktionen.
