テクノロジーライターのシドニー・バトラー氏は、CPUのPCIeレーン数を無視すると、高級PCの構築が著しく性能低下を招くと警告している。GPUやNVMe SSDなどは、主にプロセッサから供給される有限の並列データチャネル（PCIeレーン）を競合する。マザーボードは余分なスロットを提供するが、CPUのレーン数が不足している場合、性能に悪影響が出る。

PCIeレーンは世代ごとに速度が倍増しており、PCIe 5.0の1レーンはPCIe 4.0の2レーンに匹敵する。CPUが提供する総レーン数は、一般的なインテルやAMDのチップでは16〜28レーンであり、16レーンはGPUに、4レーンは主なNVMe SSDに割り当てられ、残りは二次的なストレージ、ネットワークカード、USBコントローラなどに分散される。

高負荷のユーザー環境では問題が生じる。M.2スロットをすべて埋めることで、GPUのレーン数が16xから8xに減少し、性能が低下する。ゲームでは軽い負荷では気づかないが、4Kレンダリングやレイトレースゲームなど、高負荷の作業では顕著に性能が落ちる。一部のマザーボードでは、M.2スロットが満タンになるとSATAポートが完全に無効になる場合もある。

マザーボードのチップセットは、通常、CPUと4レーン接続される補助的なスロットを提供する。4つのPCIe 5.0レーンは、8つのPCIe 4.0レーンまたは16つのPCIe 3.0レーンに相当する。しかし、複数の周辺機器をこのボトルネックを通すと、レイテンシーが増加し、データの流れが停滞する。

予算や一般的なCPUはこの制限を最も受けている。クリエイター向けやプロ向けの高級モデルは、はるかに多くのレーンを搭載している。インテルのXeon 6シリーズは、136レーンのPCIeを提供し、高速GPU、複数のSSD、拡張カードを同時に接続しても性能に支障が出ない。

現実的なテストでは、この制限がすぐに明らかになる。2台目のGPUやPCIeネットワークカードを追加すると、レーンの再配分が行われ、GPUの帯域幅が半分になる可能性がある。バトラー氏は、M.2スロットをすべて埋めることでSATA機能が完全に停止するケースも紹介している。

PC構築者は、設計時にレーン数をコア数よりも優先する必要がある。GPUが8xモードを許容するかを確認し、PCIe 4.0以上のカードであれば、帯域幅の低下が最小限に抑えられ、ストレージ用のレーンを確保できる。マザーボードのマニュアルにはスロットの共有図が記載されており、BIOSの設定でPCIeの分割機能を有効にし、16xスロットを4つのx4スロットに分割してSSDに割り当てることも可能。

緊急時にアダプタが役立つが、深刻なレーン不足の解決策はCPUの交換である。20年間PC技術者としての経験を持つバトラー氏は、購入前に仕様を確認することを強く推奨している。彼のインテル13900HXノートPCはレーン数の多さにより問題を回避しているが、デスクトップ愛好家には手を抜かないよう忠告している。

高級CPUが高価な理由の一つは、このようにして多様な周辺機器をフルスピードで扱えるからである。VR装置、3Dプリンタ、マルチGPUワークステーションを持つユーザーは、最も早く限界にぶち当たる。今やや高い金額をCPUに投資することで、将来的な高額な再構築を回避できる。