PCIe 3.0 против PCIe 4.0 против PCIe 5.0: в чем разница?
Иногда трудно поверить, как быстро развиваются технологии. Похоже, вчера AMD представила нам свою серию процессоров Ryzen 3000, которые поставлялись с PCI Express 4.0 в качестве одной из основных функций. Intel только догнала свои процессоры Rocket Lake, выпущенные в 2021 году. Тем не менее, похоже, что отрасль снова готова двигаться вперед. По слухам, процессоры Intel 12-го поколения от Alder Lake будут поставляться с новой версией спецификации PCI Express 5.0.
Возможно, вы только что приобрели новый пылающий ПК с поддержкой PCIe 4.0. Таким образом, возникает вопрос: чем отличается PCIe 5.0 от существующих версий? И я должен заботиться?
PCIe 5.0 против PCIe 4.0: удвоение пропускной способности
По большей части, самым большим улучшением между разными поколениями PCI Express всегда является увеличение пропускной способности почти в два раза.
Скорость передачи первой версии стандарта, PCIe 1.0, составляла около 250 МБ / с по одной полосе (x1) и обеспечивала 2,5 ГТ / с (гигатрансферы). С появлением PCIe 2.0 он был удвоен до 500 МБ / с и 5 ГТ / с соответственно.
С PCIe 4.0 он увеличился до 1,97 ГБ / с и 16 ГБ / с, что вдвое больше, чем у PCIe 3.0 с 985 МБ / с и 8 ГБ / с. Я уверен, что вы уже поняли – каждое новое поколение удваивает пропускную способность своего предшественника или приближается к ее удвоению.
PCIe 5.0 не исключение.
PCIe 5.0 является прямым преемником стандарта PCIe 4.0. И снова пропускная способность и скорость передачи гигабайт удвоены по сравнению с предыдущим поколением, что позволяет передавать данные со значительно большей скоростью. 32 гигатрансфера в секунду, или 32 ГТ / с, и скорость передачи 3,94 ГБ / с – все это на столе. PCIe 4.0 уже был безумно быстрым: вам просто нужно взглянуть на твердотельный накопитель NVMe с поддержкой PCIe 4.0 и какие скорости чтения / записи он может достичь. PCIe 5.0 будет вдвое быстрее на том же количестве линий.
Конечно, об увеличении скорости вдвое легче сказать, чем сделать. Хотя физическое соединение останется прежним, а PCIe 5.0 останется полностью обратно совместимым с предыдущими поколениями PCI Express, его требования изменятся в соответствии с более высокой скоростью. Например, материнские платы, поддерживающие PCIe 5, должны будут расширить внутренние возможности для обработки потерь сигнала и шума. Это связано с тем, что при более быстром движении может возникнуть больше проблем с целостностью сигнала (SI), и это необходимо учитывать, чтобы как можно больше избегать ошибок.
Следующая версия PCI Express, PCIe 6.0, которая уже находится в разработке (как вы, вероятно, уже догадались, консорциум PCI-SIG быстро развивается), будет способствовать увеличению пропускной способности и целостности сигнала за счет использования сигнализации PAM-4. . Однако для PCIe 5.0 потребуется использовать более традиционные методы, чтобы освободить место для этих более высоких скоростей: более качественные дорожки на материнской плате и более толстые печатные платы с большим количеством слоев, чтобы минимизировать потери сигнала и сопротивление.
Почему я должен беспокоиться о PCI Express 5.0?
Такие вещи, как наши видеокарты, на самом деле не нуждаются в непомерно высокой пропускной способности, которую обеспечивает PCIe 5.0, по крайней мере, прямо сейчас. В конце концов, даже самой большой и самой мощной из текущей линейки NVIDIA, RTX 3090, не удается полностью заполнить соединение PCIe 4.0 x16. Однако существует множество вариантов использования, в которых PCIe 5.0 может пригодиться, как для потребительских, так и для более профессиональных случаев. Устройства, которым может быть выгодна большая пропускная способность, смогут использовать ее должным образом, в то время как другие, которым действительно не нужна большая скорость, могут вместо этого работать более эффективно, используя меньшее количество полос.
С точки зрения потребителя, основным преимуществом PCIe 5.0 является высокоскоростное хранилище. Что касается хранилища, диски NVMe со скоростью PCIe 5.0 будут молниеносными. Например, Samsung 980 Pro , который часто считается золотым уровнем накопителей PCIe 4.0, может достигать скорости последовательного чтения до 6900 мегабайт в секунду. Накопитель со скоростью PCIe 5.0 потенциально может достичь вдвое большей скорости. Высокоскоростное хранилище сейчас важнее, чем когда-либо, и такие вещи, как Microsoft DirectStorage, обещают значительно улучшить наши игровые возможности. Итак, хотя PCIe 5.0 сейчас не является абсолютно необходимым, вполне вероятно, что он пригодится в будущем.
PCIe 5.0 также станет очень важным для центров обработки данных, поскольку для связи необходимы быстрое хранилище и высокоскоростная сеть. Некоторые серверные сетевые интерфейсы ожидают перехода от сетей 100 GbE к 400 GbE в недалеком будущем, и PCIe 5.0 сделает это возможным. Пропускная способность канала PCIe 5.0 x16 в полнодуплексном режиме составляет 128 ГБ / с. Для полнодуплексного канала 400 GbE требуется пропускная способность 800 Гбит / с. В байтах это соответствует совокупной пропускной способности 100 ГБ / с, которую может обрабатывать соединение PCIe 5.0 x16.
Когда выйдет PCIe 5.0?
Стандарт уже выпущен. Окончательная спецификация PCI Express 5.0 была выпущена 29 мая 2019 года, в то время как Jiangsu Huacun представила первый контроллер PCIe 5.0 в ноябре 2019 года. Тем не менее, мы пока не видим его ни в каких окончательных продуктах. Последние процессоры от Intel и AMD, Rocket Lake и Zen 3 соответственно, в настоящее время совместимы только с PCIe 4.0, как и большинство периферийных устройств PCI Express, представленных в настоящее время на рынке, будь то видеокарта или твердотельный накопитель NVMe.
Однако они скоро появятся. Мы ожидаем, что процессоры Intel 12-го поколения под кодовым названием Alder Lake обеспечат поддержку PCIe 5.0 для настольных компьютеров, и они должны быть выпущены на рынок к началу 2022 года. Alder Lake также будет выпущен с новым сокетом , поддержкой оперативной памяти DDR5 и новым материнские платы чипсеты. Что касается AMD, в то время как новые процессоры скоро будут выпущены с новым сокетом AM5, ожидается, что они сразу же не будут иметь поддержку PCIe 5.0. Вместо этого может пройти пара поколений, прежде чем AMD начнет действовать.
Молниеносно быстрое хранилище, сеть и графика
PCI Express 5.0 станет одной из самых горячих новинок компьютерной экосистемы. Благодаря удвоенной скорости передачи данных и пропускной способности по сравнению с PCIe 4.0 и четырехкратной скорости передачи данных по сравнению с PCIe 3.0, это скачок поколений, который повлияет на то, как мы используем наши ПК, и обеспечит умопомрачительные скорости SSD и сети, а также сделает то, что было невозможно. перед реальностью.