PCIe 3.0 vs PCIe 4.0 vs PCIe 5.0: Jaka jest różnica?

Czasami trudno uwierzyć, jak szybko rozwija się technologia. Wygląda na to, że wczoraj AMD przedstawiło nam swoją serię procesorów Ryzen 3000, która została wyposażona w PCI Express 4.0 jako jedną z głównych funkcji. Intel dogonił dopiero swoje procesory Rocket Lake, wprowadzone na rynek w 2021 roku. Wydaje się jednak, że branża jest ponownie gotowa do dalszego rozwoju. Podobno procesory Intel 12. generacji Alder Lake będą dostarczane z PCI Express 5.0, nową wersją specyfikacji.

Być może właśnie dostałeś nowy, płonący komputer z obsługą PCIe 4.0. Powstaje więc pytanie: jakie są różnice między PCIe 5.0 a dotychczasowymi wersjami? A czy powinno mnie to obchodzić?

PCIe 5.0 w porównaniu z PCIe 4.0: podwójna przepustowość

W większości przypadków największą poprawą między różnymi generacjami PCI Express jest zawsze prawie dwukrotny wzrost przepustowości.

Szybkość transferu pierwszej wersji standardu, PCIe 1.0, wynosiła około 250 MB/s na jednej linii (x1) i była zdolna do 2,5 GT/s (gigatransfery). Wraz z pojawieniem się PCIe 2.0 został on podwojony do odpowiednio 500 MB/s i 5 GT/s.

Wraz z PCIe 4.0 wzrosło do 1,97 GB/s i 16 GT/s, podwajając się w porównaniu z 985 MB/s i 8 GT/s w PCIe 3.0. Jestem pewien, że masz już wiertło — każda nowa generacja podwaja przepustowość swojego poprzednika lub zbliża się do jej podwojenia.

PCIe 5.0 nie jest wyjątkiem.

PCIe 5.0 to bezpośredni następca standardu PCIe 4.0. Po raz kolejny przepustowość i szybkość gigatransferu podwajają się w porównaniu z poprzednią generacją, umożliwiając przesyłanie danych ze znacznie większą szybkością. 32 gigatransfery na sekundę lub 32 GT/s i szybkość transferu 3,94 GB/s są na stole. PCIe 4.0 był już szalenie szybki: wystarczy spojrzeć na dysk SSD NVMe z obsługą PCIe 4.0 i rodzaje prędkości odczytu/zapisu, które może osiągnąć. PCIe 5.0 będzie dwukrotnie szybszy na tej samej liczbie linii.

Związane z: Najlepsze ekonomiczne płyty główne PCIe 4.0

Oczywiście łatwiej powiedzieć niż zrobić podwojenie prędkości. Chociaż fizyczne połączenie pozostanie takie samo, a PCIe 5.0 pozostanie w pełni wstecznie kompatybilne z poprzednimi generacjami PCI Express, jego wymagania ulegną zmianie, aby uwzględnić wyższą prędkość. Na przykład płyty główne obsługujące PCIe 5 będą musiały dodać pod maską większe możliwości obsługi utraty sygnału i szumów. Dzieje się tak, ponieważ szybsze działanie może napotkać więcej problemów z integralnością sygnału (SI), a to należy uwzględnić, aby w jak największym stopniu ograniczyć błędy.

Kolejna wersja PCI Express, PCIe 6.0, która jest już w fazie rozwoju (jak się zapewne domyślasz, Konsorcjum PCI-SIG działa szybko), otrzyma pomoc w zakresie zwiększenia przepustowości i integralności sygnału za pomocą PAM-4 sygnalizacja. Jednak PCIe 5.0 będzie musiało użyć bardziej konwencjonalnych metod, aby zrobić miejsce dla tych wyższych prędkości: lepszej jakości ścieżki na płycie głównej i grubsze płytki PCB z większą liczbą warstw, aby zminimalizować utratę sygnału i impedancja.

Dlaczego powinienem dbać o PCI Express 5.0?

Rzeczy takie jak nasze karty graficzne tak naprawdę nie potrzebują nieprzyzwoitej przepustowości zapewnianej przez PCIe 5.0, przynajmniej nie teraz. W końcu nawet największy i najpotężniejszy z obecnej linii NVIDIA, RTX 3090, nie jest w stanie w pełni nasycić połączenia PCIe 4.0 x16. Istnieje jednak wiele przypadków użycia, w których PCIe 5.0 może się przydać, zarówno w przypadku zastosowań konsumenckich, jak i bardziej profesjonalnych. Urządzenia, które mogą skorzystać na większej przepustowości, będą mogły z niej właściwie korzystać, podczas gdy inne, które tak naprawdę nie potrzebują większej prędkości, mogą zamiast tego pracować wydajniej, korzystając z mniejszej liczby pasów.

Po stronie konsumenta główną zaletą PCIe 5.0 jest szybka pamięć masowa. Po stronie przechowywania Dyski NVMe z szybkościami PCIe 5.0 będzie niesamowicie szybki. Na przykład, Samsung 980 Pro, często uważany za złotą warstwę dysków PCIe 4.0, może osiągać sekwencyjne prędkości odczytu do 6900 megabajtów na sekundę. Dysk z szybkością PCIe 5.0 może potencjalnie osiągnąć dwa razy więcej. Szybka pamięć masowa jest ważniejsza niż kiedykolwiek, m.in DirectStorage firmy Microsoft obiecuje znacznie poprawić nasze wrażenia z gier. Tak więc, chociaż PCIe 5.0 nie jest teraz absolutnie niezbędne, prawdopodobnie przyda się w przyszłości.

PCIe 5.0 stanie się również bardzo ważne w centrach danych, ponieważ szybka pamięć masowa i szybka sieć są niezbędne do komunikacji. Niektóre interfejsy sieciowe serwerów rozważają przejście z sieci 100 GbE na 400 GbE w niedalekiej przyszłości, a PCIe 5.0 sprawi, że będzie to możliwe. Przepustowość łącza PCIe 5.0 x16 w trybie pełnego dupleksu wynosi 128 GB/s. Łącze 400 GbE w trybie pełnego dupleksu wymaga przepustowości 800 Gb/s. W bajtach przekłada się to na 100 GB/s łącznej przepustowości, którą może obsłużyć połączenie PCIe 5.0 x16.

Kiedy nadejdzie PCIe 5.0?

Standard został już wydany. Ostateczna specyfikacja PCI Express 5.0 została opublikowana 29 maja 2019 r., a Jiangsu Huacun zaprezentował pierwszy kontroler PCIe 5.0 w listopadzie 2019 r. Jednak do tej pory nie widzimy tego w żadnych sfinalizowanych produktach. Najnowsze procesory odpowiednio Intel i AMD, Rocket Lake i Zen 3 są obecnie tylko PCIe 4.0 kompatybilny, podobnie jak większość urządzeń peryferyjnych PCI Express dostępnych obecnie na rynku, niezależnie od tego, czy jest to karta graficzna, czy NVMe SSD.

Związane z: PCIe a Dyski SSD SATA: który dysk jest najlepszy?

Jednak wkrótce nadejdą. Spodziewamy się, że procesory 12. generacji Intela, o nazwie kodowej Alder Lake, wprowadzą obsługę PCIe 5.0 w komputerach stacjonarnych, a te powinny zostać wprowadzone na rynek do początku 2022 roku. Jezioro Olchowe również będzie uruchom z nowym gniazdem, obsługa pamięci RAM DDR5 i nowe chipsety płyty głównej. Jeśli chodzi o AMD, podczas gdy nowe procesory wkrótce pojawią się z nowym gniazdem AM5, nie oczekuje się, że będą one dostarczane z obsługą PCIe 5.0 zaraz po wyjęciu z bramy. Zamiast tego może minąć kilka pokoleń, zanim AMD zacznie działać.

Błyskawicznie szybka pamięć masowa, sieć i grafika

PCI Express 5.0 będzie jedną z najgorętszych nowości w ekosystemie komputerowym. Dzięki podwojonej szybkości transferu i przepustowości w porównaniu z PCIe 4.0 i czterokrotnie większej szybkości transferu niż PCIe 3.0, jest to skok generacyjny, który wpłynie na to, jak korzystamy z naszych komputerów i pozwoli na niesamowitą prędkość SSD i sieci oraz sprawi, że rzeczy, które nie były możliwe przed rzeczywistość.

Co to jest PCIe 4.0 i czy należy uaktualnić?

PCIe 4.0 sprawi, że Twój sprzęt PC będzie szybszy, ale prawdopodobnie nie jest jeszcze obsługiwany. Czy powinieneś uaktualnić swój sprzęt do PCIe 4.0?

Czytaj dalej

O autorze