→ Pci express 4.0 gen4

PCI Express 4.0 este deja o realitate în computerele noastre desktop datorită sosirii noii generații de AMD Ryzen Zen2 și a chipsetului AMD X570. Noul standard PCI-SIG este alături de noi încă din 2017, dar a fost în această primă jumătate a anului când a fost o opțiune pentru producători să înceapă să îi ofere utilizarea pe care o merită. În acest articol vom vedea tot ce trebuie să știm despre această nouă interfață de comunicare actualizată sau mai bine spus.

Indice de conținut

Evoluție și știri PCI Express

Cunoscut și sub denumirea de PCI Express sau pur și simplu PCI-e, este un autobuz de mare viteză care este folosit în toate echipamentele desktop și profesionale de calcul în prezent. Practic, toate componentele de înaltă performanță dintr-un computer trimit date de intrare și ieșire peste un astfel de autobuz.

Entitatea sub acest standard de comunicare este PCI-SIG și a deblocat această versiune 4.0 pentru prima dată în 2017, dar nu a ajuns la noi, ba chiar și pe desktop-urile noastre până în acest an 2019. Și motivul este foarte simplu, până acum, Foarte puține dispozitive au avut nevoie de o lățime de bandă mai mare decât ne oferă PCIe 3.0, dar odată cu sosirea noilor unități de stocare în stare solidă NVMe și o densitate mai mare a schimbului de date între CPU și Chipset, acest autobuz a intrat de la ambalat în industrie.

De când acest standard a fost implementat în 2003, am trecut printr-un număr de patru actualizări. În toate acestea, a existat o constantă și aceasta este de a dubla lățimea autobuzului în fiecare iterație. Durata fiecăreia dintre versiunile de pe piață este de aproximativ 4 ani, până la sosirea versiunii 3.0, care a fost menținută nu mai puțin de 7 ani până în 2017. PCI-SIG a deblocat deja chiar următoarea actualizare, PCIe 5.0 în același trimestru al anului 2019, dar pe desktopuri vom rămâne cu acest autobuz încă cel puțin încă trei ani, deoarece puține sunt dispozitivele care mai au nevoie de o astfel de lățime de bandă.

Lățimea benzii

PCI Express se bazează pe benzi sau benzi de date, asemănătoare cu ale unei autostrăzi, dar unde mașinile pot circula pe ambele direcții, deși în acest caz de electricitate. Concret, PCIe 4.0 este capabil să dubleze viteza de transfer a versiunii 3.0, ajungând astfel la nu mai puțin de 16 GT / s (Transfer Gigabits) pentru fiecare din aceste benzi în sus și în jos, datorită faptului că este bidirecțional. Dacă trecem această măsurare la valori cu care lucrăm zilnic, ne confruntăm cu o viteză de 1969.2 MB / s pentru fiecare bandă, comparativ cu 984.6 MB / s pentru magistrala PCIe 3.0.

Un alt aspect care îmbunătățește, de asemenea, latența în comunicații, având o lățime mai mare a magistralei și un receptor PHY care gestionează informația marjei electrice a fiecăreia dintre benzi, datorită controlerului PCIe corespunzător. În scopuri practice, se realizează o mai bună gestionare a saturației autobuzului și o latență redusă în comunicațiile I / O, îmbunătățind scalabilitatea în funcție de dispozitivele pe care le conectăm.

În ceea ce privește nevoia, PCI Express 4.0 nu este încă indispensabil astăzi, ci un mod de a vă pregăti pentru viitorul apropiat. Comunicările prin rețea la 10 Gbps sunt din ce în ce mai frecvente, mai ales acum odată cu sosirea 5G. Cererea ridicată pentru conectivitate USB 3.1 Gen2 și curând USB 3.2 cu 20 Gbps, împreună cu noile SSD-uri NVMe PCIe x4 care au găsit deja limita la 3, 94 GB / s, au fost una dintre cauzele principale ale implementării sale.

Să vedem în tabelul următor o comparație între diferitele versiuni de PCIe, ca viteză a acesteia, în funcție de configurația disponibilă:

V.	introducere	Transfer cu banda	Lățimea benzii
× 1	× 4	× 16
1.0	2003	2, 5 GT / s	250 MB / s (2 Gb / s)	1, 0 GB / s	4, 0 GB / s (32 Gb / s)
2.0	2007	5, 0 GT / s	500 MB / s (4 Gb / s)	2, 0 GB / s	8, 0 GB / s (64 Gb / s)
3.0	2010	8, 0 GT / s	984, 6 MB / s (7, 9 Gb / s)	3, 94 GB / s	15, 8 GB / s (126 Gb / s)
4	2017	16, 0 GT / s	1969 MB / s (15, 8 Gb / s)	7, 88 GB / s	31, 5 GB / s (252, 1 Gb / s)
5	2019	32, 0 GT / s	3938 MB / s (31, 6 Gb / s)	15, 75 GB / s	63, 0 GB / s (32 Gb / s)

Compatibilitate înapoi Avem nevoie de PCI Express 4.0?

În prezent, cea mai faimoasă aplicație despre care știm cu toții că folosește sloturile PCIe este prin placa grafică. În acest moment, știm cu toții că pentru o echipă de jocuri cu respectare de sine, avem nevoie de o placă grafică dedicată, care funcționează prin PCIe 3.0 x16, adică avem un autobuz de 126 Gbps pentru a transfera date. Dar de cât avem nevoie cu adevărat? Ei bine, într-un transfer pentru un joc cu rezoluție 4K la 144 Hz și 10-bit adâncime de culoare, ar fi nevoie de un autobuz de 35, 8 Gbps.

Aceasta înseamnă că avem o lățime a autobuzului de aproximativ 70% pentru transferul datelor de imagine. Să ne amintim că este vorba de date bidirecționale, așa că aici ia deja în considerare autobuzul în amonte și în aval. Deci, cu siguranță nu are sens în prezent să aveți PCie 4.0 pe o placă grafică, de exemplu. Dacă vorbim despre multi-GPU, bine, lățimea ar fi considerabil mai mult folosită datorită paralelismului, dar încă mai mult decât suficient.

Dar , de asemenea, putem spune că avem nevoie de acest lucru, iar acest lucru se datorează încorporării noilor SSD-uri NVMe. Până acum, toți au funcționat folosind PCI 3.0 x4, dar în acest aspect, producătorii au găsit curând limita, ajungând la rate de citire foarte apropiate de cele 3, 94 GB / s disponibile. Soluția nu este să introduceți mai multe benzi în slotul M.2, limitând pur și simplu capacitatea procesorului și a chipsetului, ci să o măriți de două ori lățimea de bandă, deoarece producători precum AORUS sau Corsair au deja propriul lor M.2 PCie 4.0 a mai mult de 4000 MB / s.

Ce se întâmplă cu utilizatorii care își mențin PCIe 3.0 și doresc să utilizeze un periferic 4.0? Ei bine, nu va avea nicio problemă în ceea ce privește conectivitatea, deoarece de la început, PCIe a oferit o compatibilitate înapoi cu standardele anterioare. De fapt 3.0, 4.0 și curând 5.0 vor continua să folosească codificarea 128b / 130b în transferurile lor. Singurul dezavantaj va fi că va limita viteza autobuzului.

PCI Express 4.0 pe SSD și pe cardul grafic

Ar trebui evidențiată cu siguranță munca excelentă care a fost făcută pe depozitare solidă. De când interfața M.2 a apărut funcționând pe benzile x4 și în cadrul protocolului NVMe, vitezele s-au înmulțit în câteva luni, ajungând să fie nevoie de peste 4000 MB / s pentru configurațiile sale de memorie bazate pe 3D NAND.

Producători precum AORUS sau Corsair și-au prezentat noile SSD-uri capabile să lucreze la viteze teoretice de 5000 MB / s în citire secvențială și 4400 MB / s în scris cu arhitectura NAND 3D TLC de la Toshiba. Aceste cifre sunt cu aproximativ 40% mai mari decât generația anterioară de SSD și sunt departe de a fi atins limita, deoarece, deși rămâne calea până la 7 , 88 GB / s disponibile pe doar 4 benzi.

Această modificare aduce câteva detalii de luat în considerare la instalarea acestor SSD-uri, de exemplu, necesitatea activării politicii de memorie cache pentru a realiza transferuri mai bune. Desigur, un alt detaliu ușor important este faptul că aveți o placă compatibilă PCIe și deocamdată doar AMD le va avea.

Vă recomandăm să verificați ambele opțiuni pentru a avea cele mai bune performanțe cu SSD

Celălalt dispozitiv pe care îl avem pe piață cu PCI Express 4.0 este noua placă grafică AMD Radeon RX 5700 și 5700 XT. În scopuri practice, nu este ceva important, deoarece am văzut clar că cu 3.0 suntem rămași, dar nu este greșit să implementăm noul standard și să conducem calea.

AMD Ryzen 3000 și AMD X570, primele compatibile cu PCI Express 4.0

Primul producător lansat pe piața desktop cu acest nou PCIe 4.0 a fost AMD, datorită noii sale generații de procesoare Ryzen. Unele procesoare cu litografie în 7 nm FinFET botezate ca Zen2 care oferă acum 16 benzi PCIe 4.0 în interfața sa de comunicare I / O pentru placă grafică și un total de 24 de benzi. Nu numai că sunt procesoare cu o îmbunătățire a performanței în ceea ce privește manipularea instrucțiunilor, dar sunt capabile să lucreze cu un volum de date mult mai mare.

De fapt, noile plăci de bază adaptate acestei noi generații folosesc un chipset AMD X570 care nu are mai puțin de 20 de benzi PCI Express 4.0. Într-un articol pe care l-am pregătit deja, vom vedea comparația dintre chipsetul X570 și X470 etc., iar unul dintre principalele este acesta. Configurația de bază constă din 8 benzi care vor fi obligatorii pentru PCIe 4.0, iar alte 8 benzi pot fi utilizate pentru alte dispozitive, cum ar fi SATA sau periferice, cum ar fi USB, de exemplu, producătorii având o anumită libertate de alocare. Restul de 4 benzi sunt la alegere liberă pentru producători, deși în principiu vor fi destinate unei configurații de 4x SATA 6 Gbps sau 2x PCIe 4.0 x2.

Datorită puterii acestor două elemente, magistrala de comunicare dintre CPU și Chipset constă din 4 benzi PCI Express 4.0. În ceea ce privește alocarea sloturilor, vedem și câteva funcții noi în comparație cu generația anterioară, deoarece chipsetul în sine a introdus câteva alte sloturi PCIe x1 și x16 (care funcționează la x4) 4.0 și chiar două sloturi M.2 x4 pentru aceste noi SSD-uri. O altă schimbare substanțială este suportul a până la 8 porturi USB 3.1 Gen2 de 10 Gbps, ceva care până acum nu era posibil.

În ceea ce privește alte echipamente hardware compatibile cu PCI Express 4.0, putem menționa procesorul IBM POWER9 sau Falcon Mesa FPGA cu procesorul de fabricație Intel de 10 nm, care este compatibil cu PCI Express 4.0 ca bloc IP încorporat prin EMIB. Noua generație de procesoare Intel este încă de ajuns și este clar că va implementa și PCI Express 4.0.

Diferență de performanță NVME PCI Express 3.0 față de PCI Express 4.0

Deși este ceva pe care îl putem căuta rapid prin recenziile noastre, vom compara citirea și scrierea secvențială a unui SSD PCI Express 3.0 cu o a patra generație cu PCI Express 4.0. Candidații perfecti sunt Corsair MP510 vs. MP600.

model	Citire secvențială (MB / s)	Scriere secvențială (MB / s)
Corsair MP510	3, 480MB / s	2, 700MB / s
Corsair MP600	4.950MB / s	4.250MB / s

Și aici testele noastre:

Concluzii și viitorul industriei

Dacă trebuie să fim clar, este deocamdată că PCI e 4.0 oferă avantajul său maxim în ceea ce privește dispozitivele de stocare și comunicarea internă între dispozitive, de exemplu CPU și Chipset. Hardware cum ar fi plăci grafice, sunt încă departe de a intra în probleme versiunea 3.0 și cu atât mai puțin acest 4.0, astfel încât pentru jucători, rezultatul va fi practic identic în ceea ce privește performanțele.

PCI-SIG și-a deblocat deja interfața PCIe 5.0 în acest an, dar este clar că nu vom vedea plăci de bază cu acest autobuz până cel puțin în 2022, pentru a încerca să extindem puțin durata standardului actual, pentru astăzi, acest 4.0 încă Nu are o gamă largă de aplicații de la fiecare la un utilizator obișnuit.

Vă lăsăm cu următoarele articole:

Dacă doriți să furnizați mai multe informații despre acest subiect sau aveți întrebări, vă invităm să ne scrieți în caseta de comentarii sau să o discutați în Forumul nostru hardware.