2026-07-28 32 GB/s. Das ist die maximale bidirektionale Bandbreite eines PCIe-Gen3-x4-Steckplatzes, der gängigsten Steckplatzgröße für nachrüstbare Netzwerkkarten. Eine einzelne 100-GbE-Netzwerkkarte kann 12,5 GB/s in eine Richtung übertragen. Rechnet man das einmal nach, dauert es 2,5 Sekunden, um eine Gen3-x4-Leitung bei Leitungsgeschwindigkeit zu füllen. Wechselt man nun zu einem Gen4-x16-Steckplatz mit 64 GB/s pro Richtung, ändert sich das Bild komplett. Der Steckplatz, in den man die Netzwerkkarte einsteckt, ist genauso wichtig wie die Netzwerkkarte selbst.
Bevor Sie Netzwerkkarten miteinander vergleichen, benötigen Sie die reinen Zahlen zu den PCIe-Lanes. Hier sehen Sie, was die einzelnen PCIe-Generationen in Kombination mit den jeweiligen Steckplätzen in einer Richtung tatsächlich leisten. Zum Verständnis PCIe-Lanes und ihre Bandbreite ist entscheidend, um den richtigen Slot für Ihre Netzwerkkarte zu finden:
| PCIe-Generation | Geschwindigkeit pro Lane | x4 gesamt | x8 gesamt | x16 gesamt | |----------|---------------|----------|----------|-----------| | Gen3 | 985 MB/s | 3,94 GB/s | 7,88 GB/s | 15,76 GB/s | | Gen4 | 1,97 GB/s | 7,88 GB/s | 15,75 GB/s | 31,51 GB/s | | Gen5 | 3,94 GB/s | 15,75 GB/s | 31,50 GB/s | 63,01 GB/s |
Dies sind theoretische Höchstwerte. Der tatsächliche Durchsatz liegt aufgrund des Codierungs-Overheads und der Protokoll-Header um 3 bis 5 Prozent niedriger. PCIe Gen3 verwendet die 128b/130b-Codierung, sodass allein durch die Codierung etwa 1,5 Prozent verloren gehen. Gen4 und Gen5 verwenden dasselbe Kodierungsschema, sodass der Overhead-Anteil über alle Generationen hinweg konstant bleibt (PCI-SIG, PCIe-Basisspezifikation Rev. 5.0).
Das Wichtigste auf einen Blick: Ein Gen3-x4-Steckplatz bietet Ihnen über seine PCIe-Lanes eine nutzbare Bandbreite von etwa 3,8 GB/s. Ein Gen4-x8-Steckplatz bietet Ihnen über acht PCIe-Lanes etwa 15 GB/s. Ein Gen5-x16-Steckplatz bietet Ihnen über alle sechzehn PCIe-Lanes hinweg etwa 60 GB/s. Die Unterschiede zwischen diesen Stufen sind nicht schrittweise. Es handelt sich um sprunghafte Sprünge, die darüber entscheiden, ob Ihre Netzwerkkarte mit voller Geschwindigkeit läuft oder an ihre Grenzen stößt.
Hier trifft die Theorie auf die Praxis. Eine Netzwerkkarte benötigt einen PCIe-Steckplatz, der in jeder Richtung mindestens die gleiche Bandbreite wie die Portgeschwindigkeit bereitstellt. Vollduplex-Datenverkehr bedeutet, dass eine 25-GbE-Netzwerkkarte gleichzeitig in jeder Richtung 25 Gbit/s (etwa 3,1 GB/s) benötigt.
| NIC-Geschwindigkeit | Vollduplex-Bandbreite | Minimaler Steckplatz (Gen3) | Minimaler Steckplatz (Gen4) | Passgenauigkeit | |-----------|----------------------|---------------------|---------------------|-----------------| | 10GbE | 2,5 GB/s (pro Richtung) | x4 (3,94 GB/s) | x4 (7,88 GB/s) | x4 Gen3 | | 25 GbE | 6,25 GB/s (pro Richtung) | x8 (7,88 GB/s) | x4 (7,88 GB/s) | x8 Gen3 | | 100GbE | 12,5 GB/s (pro Richtung) | x16 (15,76 GB/s) | x8 (15,75 GB/s) | x8 Gen4 oder x16 Gen3 | | 200 GbE | 25 GB/s (pro Richtung) | Nicht möglich | x16 (31,51 GB/s) | x16 Gen4 | | 400 GbE | 50 GB/s (pro Richtung) | Nicht möglich | Nicht möglich | x16 Gen5 |
Die unangenehme Wahrheit: Die meisten Server-Mainboards verfügen über einen x16-Steckplatz und vielleicht ein oder zwei x8-Steckplätze, während die übrigen Steckplätze als x4 oder sogar x1 verdrahtet sind. Wenn Sie eine 100-GbE-Karte mit zwei Anschlüssen einbauen, NIC Wenn Sie die Karte in einen Gen3-x8-Steckplatz einstecken, lassen Sie 30 bis 40 Prozent der Bandbreite Ihrer PCIe-Lanes ungenutzt. Die NIC kann physisch hineinpassen. Die elektrischen Leitungen sind vorhanden. Der Steckplatz ist jedoch nur für die Hälfte der Datenpfade verkabelt, die die Karte erwartet.
Ein PCIe-x4-Steckplatz ist keine Sackgasse. Für 10-GbE-Netzwerke bietet er mehr als genug Spielraum. Der LRES1016PF-SFP+, das auf dem Intel 82599-Controller basiert, ist eine 10G-SFP+-Netzwerkkarte mit einem Port, die für x4-Steckplätze ausgelegt ist. Sie liefert die volle 10-GbE-Leitungsrate über eine Gen3-x4-Verbindung und verfügt dabei noch über Reservekapazität. In einem Server mit begrenzter Anzahl an Steckplätzen mit hoher Lane-Anzahl ist es technisch sinnvoll, x8- und x16-Steckplätze für Karten zu reservieren, die diese tatsächlich benötigen, während 10-GbE-Management- oder Out-of-Band-Datenverkehr über x4-Steckplätze geleitet wird.
Der x4-Steckplatz ist auch für 10-GbE-Kupferkabel geeignet. Der LREC9811BT nutzt den Intel X550-Controller, um über eine PCIe-x4-Schnittstelle 10GBASE-T über Standard-Cat6a-Kabel bereitzustellen. In Umgebungen, in denen Glasfaser nicht praktikabel ist, hält dies die Kosten pro Steckplatz niedrig und bietet gleichzeitig volle 10G-Leistung.
Die Regel ist einfach: Wenn die Geschwindigkeit Ihrer Netzwerkkarte problemlos in die Bandbreite eines x4-PCIe-Steckplatzes passt und dabei mindestens 20 Prozent Spielraum verbleibt, ist x4 die richtige Wahl. 10GbE mit 1,25 GB/s pro Richtung in einem 3,94 GB/s Gen3-x4-Steckplatz nutzt nur 32 Prozent der verfügbaren PCIe-Lane-Bandbreite. Das ist ausreichend.
Die 25-GbE-Generation fällt genau in den x8-Bereich. Eine 25-GbE-Netzwerkkarte mit zwei Anschlüssen wie die LRES1027PF-4SFP28 (Intel E810, 4x SFP28) benötigt einen PCIe-Steckplatz vom Typ x8 Gen3 oder x4 Gen4, um an allen vier Ports mit voller Leitungsrate zu arbeiten. In einem Gen3-x8-Steckplatz erreicht es 7,88 GB/s pro Richtung. Vier 25-GbE-Ports im Vollduplex-Betrieb benötigen eine bidirektionale Gesamtbandbreite von 12,5 GB/s, was ein Gen3-x8-Steckplatz mit 7,88 GB/s pro Richtung (15,76 GB/s bidirektional) bewältigt. Die Rechnung geht auf.
Der x8-Steckplatz ist zudem der Ort, an dem 100-GbE-Karten mit einem Port auch auf älteren Serverplattformen einsetzbar werden. Der LRES1019PF-QSFP28 verwendet den Intel E810-Controller mit einem einzelnen QSFP28-Port für 100-GbE-Konnektivität. In einem Gen4-x8-Steckplatz erreicht er 15,75 GB/s pro Richtung, was für die volle 100-GbE-Leitungsrate ausreicht. In einem Gen3-x8-Steckplatz erreicht er 7,88 GB/s pro Richtung, was den Durchsatz auf etwa 63 Gbit/s pro Richtung begrenzt. Für viele Workloads, insbesondere in Kombination mit Jumbo-Frame MTU zur Reduzierung des Paket-Overheads – das ist akzeptabel.
Bei 100-GbE-Dual-Port- oder 200-GbE-Single-Port-Anschlüssen ist x16 nicht optional. Die LRES1014PF-2QSFP28 verfügt über zwei 100-GbE-QSFP28-Ports auf einem Intel E810-Controller. Beide Ports erfordern bei voller Leitungsrate 25 GB/s in beide Richtungen. Ein Gen3-x16-Steckplatz bietet 15,76 GB/s pro Richtung (31,52 GB/s bidirektional) über alle sechzehn PCIe-Lanes. Ein Gen4-x16-Steckplatz bietet bei gleicher Anzahl an PCIe-Lanes 31,51 GB/s pro Richtung. Für 100-GbE mit zwei Ports und Leistungsreserve ist Gen4 x16 das Ziel.
Bei 200-GbE- und 400-GbE-Adaptern ist PCIe Gen5 x16 die einzige Option, mit der Engpässe vermieden werden können. Der LRES1260PF-QSFP112, der auf dem Broadcom BCM57608-Controller basiert, liefert 400 GbE über einen QSFP112-Anschluss. Bei 50 GB/s pro Richtung benötigt er jede Lane eines Gen5 x16-Steckplatzes, um mit voller Geschwindigkeit zu arbeiten. Steckt man ihn in einen Gen4-x16-Steckplatz, liegt die Obergrenze bei 31,51 GB/s pro Richtung, wodurch etwa 37 Prozent der Kapazität der Netzwerkkarte ungenutzt bleiben.
Hier kommt der Punkt, der die meisten Leute überrascht. Ein physischer x16-Steckplatz auf Ihrem Motherboard ist elektrisch nicht immer als x16 verdrahtet. Bei vielen Server-Motherboards ist der zweite Steckplatz mit x16-Länge als x8 oder sogar x4 verdrahtet und teilt sich die Lanes mit anderen Steckplätzen oder M.2-Anschlüssen. Eine Netzwerkkarte, die physisch in den Steckplatz passt, passt sich an die tatsächliche Anzahl der elektrischen Lanes an.
Bevor Sie eine Netzwerkkarte kaufen, sollten Sie drei Dinge prüfen:
1. Die Tabelle mit den Steckplatzspezifikationen aus dem Handbuch zum Motherboard. Achten Sie auf die Anzahl der elektrischen Lanes und nicht nur auf die physische Größe des Steckers. Ein Steckplatz mit der Bezeichnung „x16 (x4-Modus)“ bietet Ihnen vier Lanes, nicht sechzehn.
2. Regeln für das Fahren auf mehreren Fahrspuren. Bei vielen Mainboards werden die Leitungen zwischen PCIe-Steckplätzen und NVMe-M.2-Steckplätzen gemeinsam genutzt. Durch den Einbau eines M.2-Laufwerks kann sich die Bandbreite Ihres x16-Steckplatzes auf x8 verringern. Im Handbuch des Mainboards sind diese Konfigurationen zur gemeinsamen Nutzung in einer Tabelle aufgeführt, die meist im Abschnitt „Technische Daten“ versteckt ist.
3. CPU-Lane-Kapazität. Die CPU stellt eine feste Anzahl von PCIe-Lanes bereit. Bei Intel Xeon Scalable (Sapphire Rapids) stehen 80 PCIe-Gen5-Lanes von der CPU zur Verfügung. Bei AMD EPYC (Genoa) sind es 128 PCIe-Gen5-Lanes. Wenn Sie mehrere Netzwerkkarten, GPUs oder NVMe-Laufwerke mit hoher Lane-Anzahl einsetzen, können Sie die PCIe-Lane-Kapazität der CPU ausschöpfen, noch bevor Ihnen die physischen Steckplätze ausgehen.
Für die meisten Serverbereitstellungen im Jahr 2026 sieht die praktische Empfehlung je nach Workload wie folgt aus:
Das Muster ist immer dasselbe: Passen Sie die Bandbreite der PCIe-Lanes an die Geschwindigkeit der Netzwerkkarte an und planen Sie dabei mindestens 15 bis 20 Prozent Spielraum für den Protokoll-Overhead ein. Bei einer geringeren Bandbreite zahlen Sie für Netzwerkbandbreite, die Sie gar nicht nutzen können.
Physikalisch gesehen nein. Eine x8-Karte passt nicht in einen x4-Steckplatz, es sei denn, der Steckplatz ist offen (einige Server-Mainboards verfügen über offene x4-Steckplätze, die x8-Karten aufnehmen). Elektrisch gesehen wird die Karte, selbst wenn sie passt, auf x4-Geschwindigkeiten herunterverhandelt, was zu einem Engpass bei der Netzwerkkarte führen kann. Überprüfen Sie vor einem solchen Versuch stets die Steckplatzkompatibilität im Handbuch des Mainboards.
Beides ist wichtig, aber auf unterschiedliche Weise. PCIe-Kanal Die Generation bestimmt die maximale Bandbreite. Die Generation bestimmt die Geschwindigkeit pro Lane. Ein Gen4-x4-Steckplatz (7,88 GB/s) entspricht in der Rohbandbreite einem Gen3-x8-Steckplatz (7,88 GB/s). Wenn Ihr Mainboard Gen4 unterstützt, können Sie mit weniger PCIe-Lanes denselben Durchsatz erzielen. Für Netzwerkkarten bedeutet dies, dass ein Gen4-x4-Steckplatz eine 25-GbE-Karte vollständig unterstützen kann, für die auf einem Gen3-Mainboard ein x8-Steckplatz erforderlich wäre.
Führen Sie unter Linux den Befehl `lspci -vvv -s` aus.
Ja. PCIe ist auf physikalischer und Protokollebene vollständig abwärts- und aufwärtskompatibel. Eine Gen5-Netzwerkkarte in einem Gen4-Steckplatz passt sich an Gen4-Geschwindigkeiten und die verfügbare Lane-Bandbreite des Gen4-Steckplatzes an. Der Geschwindigkeitsvorteil von Gen5 pro Lane geht zwar verloren, aber die Karte funktioniert einwandfrei. Das Gleiche gilt auch umgekehrt: Eine Gen4-Netzwerkkarte in einem Gen5-Steckplatz läuft mit Gen4-Geschwindigkeiten.
