→ Pci express 4.0 gen4

PCI Express 4.0 er allerede en realitet i våre stasjonære datamaskiner takket være ankomsten av den nye generasjonen AMD Ryzen Zen2 og AMD X570- brikkesettet. Den nye PCI-SIG-standarden har vært med oss ​​siden 2017, men det har vært i dette første halvåret når det har vært et alternativ for produsenter å begynne å gi den bruken den fortjener. I denne artikkelen vil vi se alt vi trenger å vite om dette nye, eller bedre sagt, oppdaterte kommunikasjonsgrensesnittet.

Innholdsindeks

PCI Express evolusjon og nyheter

Også kjent som PCI Express eller ganske enkelt PCI-e, det er en høyhastighetsbuss som brukes i alt stasjonært og profesjonelt datautstyr i dag. Praktisk talt alle høyytelseskomponenter i en datamaskin sender inn- og utdata over en slik buss.

Enheten under denne kommunikasjonsstandarden er PCI-SIG og låst opp denne versjonen 4.0 for første gang i 2017, men den har ikke nådd oss, og til og med stasjonære PC-er før i år 2019. Og grunnen er veldig enkel, til nå, Svært få enheter har trengt en høyere båndbredde enn PCIe 3.0 gir oss, men med ankomsten av de nye NVMe solid state lagringsenhetene, og en høyere tetthet av datautveksling mellom CPU og Chipset, har denne bussen gått inn fra pakket i bransjen.

Siden denne standarden ble implementert i 2003, har vi gjennomgått totalt fire oppdateringer. Det har vært en konstant i dem alle, og det er å doble bussbredden i hver iterasjon. Varigheten av hver av versjonene på markedet er omtrent 4 år, frem til ankomsten av versjon 3.0, som har blitt opprettholdt i ikke mindre enn 7 år frem til 2017. PCI-SIG har allerede låst opp selv den neste oppdateringen, PCIe 5.0 i samme kvartal av 2019, men på stasjonære maskiner vil vi forbli med denne bussen i minst tre år til, siden få er enhetene som fortsatt trenger slik båndbredde.

Båndbredde

PCI Express er basert på baner eller datafelter som ligner på motorveien, men der biler kan sirkulere i begge retninger, selv om det i dette tilfellet er strøm. Spesielt er PCIe 4.0 i stand til å doble overføringshastigheten til versjon 3.0, og dermed nå ikke mindre enn 16 GT / s (Transfer Gigabits) for hver av disse opp- og nedfeltene, på grunn av det faktum at det er toveis. Hvis vi overfører denne målingen til verdier som vi jobber daglig, står vi overfor en hastighet på 1969, 2 MB / s for hver bane, sammenlignet med 984, 6 MB / s for PCIe 3.0-bussen.

Et annet aspekt som også forbedrer, er forsinkelsen i kommunikasjonen ved å ha en større bussbredde og en PHY-mottaker som administrerer informasjonen om den elektriske marginen til hver av banene takket være den tilsvarende PCIe-kontrolleren. For praktiske formål oppnås bedre bussmetningstyring og redusert latenstid i I / O-kommunikasjon, noe som forbedrer skalerbarheten avhengig av hvilke enheter vi kobler til.

Når det gjelder behov, er PCI Express 4.0 ennå ikke uunnværlig i dag, men en måte å forberede seg på i nær fremtid. Nettverkskommunikasjon på 10 Gbps blir hyppigere, spesielt nå med ankomsten av 5G. Den store etterspørselen etter USB 3.1 Gen2- tilkobling og snart USB 3.2 med 20 Gbps, sammen med de nye NVMe PCIe x4 SSD-ene som allerede fant grensen på 3, 94 GB / s, har vært en av hovedårsakene til implementeringen.

La oss se i tabellen nedenfor en sammenligning mellom de forskjellige versjonene av PCIe, som hastigheten avhengig av den tilgjengelige konfigurasjonen:

V.	introduksjon	Transfer med kjørefelt	Båndbredde
× 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)
4.0	2017	16, 0 GT / s	1969 MB / s (15, 8 Gb / s)	7, 88 GB / s	31, 5 GB / s (252, 1 Gb / s)
5.0	2019	32, 0 GT / s	3938 MB / s (31, 6 Gb / s)	15, 75 GB / s	63, 0 GB / s (32 Gb / s)

Bakoverkompatibilitet Trenger vi PCI Express 4.0?

For øyeblikket er det mest kjente programmet som vi alle vet å bruke PCIe-sporene, gjennom grafikkortet. På dette tidspunktet vet vi alle at for et selvrespekt spillteam trenger vi et dedikert grafikkort, som fungerer gjennom PCIe 3.0 x16, det vil si at vi har en 126 Gbps-buss for å overføre data. Men hvor mye trenger vi egentlig? Vel, i en overføring for et spill i 4K-oppløsning på 144 Hz og 10-biters fargedybde, trenger vi omtrent en 35, 8 Gbps-buss.

Dette betyr at vi har en bussbredde på omtrent 70% for overføring av bildedata. La oss huske at det er toveisdata, så her kommer allerede hensynet til oppstrøms og nedstrømsbuss inn. Så det er definitivt ikke fornuftig for øyeblikket å ha PCie 4.0 på et grafikkort. Hvis vi snakker om multi GPU, vel, ville bredden blitt betydelig mer brukt på grunn av parallelliteten, men likevel mer enn nok.

Men vi kan også si at vi trenger det, og dette skyldes innbyggingen av de nye NVMe SSD-ene. Inntil nå jobbet de alle med PCI 3.0 x4, men i dette aspektet fant produsentene snart grensen og nådde lesehastigheter veldig nær de 3, 94 GB / s som var tilgjengelige. Løsningen er ikke å introdusere flere baner i M.2-sporet ved å bare begrense kapasiteten til CPU og brikkesett, men å øke den til dobbelt båndbredde, da produsenter som AORUS eller Corsair allerede har sin egen M.2 PCie 4.0 a mer enn 4000 MB / s.

Så hva skjer med brukere som vedlikeholder PCIe 3.0 og vil bruke en perifer 4.0? Vel, det vil ikke ha noen problemer med tanke på tilkobling, siden PCIe fra begynnelsen har tilbudt bakoverkompatibilitet med tidligere standarder. Faktisk fortsetter 3.0, 4.0 og snart 5.0 å bruke 128b / 130b-koding i overføringene. Den eneste ulempen vil være at det vil begrense hastigheten på bussen.

PCI Express 4.0 på SSD og grafikkort

Det utmerkede arbeidet som er gjort med solid lagring, bør absolutt fremheves. Siden M.2-grensesnittet så ut som fungerer på x4-baner og under NVMe-protokoll, har hastighetene blitt multiplisert i løpet av måneder, og kommer til å trenge mer enn 4000 MB / s for minnekonfigurasjonene basert på 3D NAND.

Produsenter som AORUS eller Corsair har avduket sine nye SSD-er som kan arbeide i teoretiske hastigheter på 5000 MB / s i sekvensiell lesing og 4400 MB / s skriftlig med Toshibas NAND 3D TLC-arkitektur. Disse tallene er omtrent 40% mer enn forrige generasjon SSD, og langt fra å ha nådd grensen, selv om det fortsatt er veien til 7 , 88 GB / s tilgjengelig på bare 4 baner.

Denne endringen gir noen detaljer du må vurdere når du installerer disse SSD-ene, for eksempel behovet for å aktivere skrivebufferpolitikken for å oppnå bedre overføringer. Selvfølgelig er en annen litt viktig detalj å ha et PCIe-kompatibelt brett, og foreløpig er det bare AMD som har dem.

Vi anbefaler å sjekke begge alternativene for å ha den beste ytelsen med SSD

Det andre enheten vi har på markedet med PCI Express 4.0, er de nye AMD Radeon RX 5700 og 5700 XT grafikkort. For praktiske formål er det ikke noe viktig, siden vi tydelig har sett at vi med 3.0 er til overs, men det er ikke galt å implementere den nye standarden og gå foran.

AMD Ryzen 3000 og AMD X570, den første kompatible med PCI Express 4.0

Den første produsenten som lanserte i skrivebordsmarkedet med denne nye PCIe 4.0 har vært AMD, takket være sin nye generasjon Ryzen-prosessorer. Noen prosessorer med litografi i 7 nm FinFET døpt som Zen2 som nå tilbyr 16 baner PCIe 4.0 i sitt kommunikasjonsgrensesnitt I / O for grafikkort, og totalt 24 baner. Ikke bare er de prosessorer med en stor ytelsesforbedring i håndteringen av instruksjoner, men de er i stand til å jobbe med et mye større datamengde.

Faktisk bruker de nye hovedkortene som er tilpasset denne nye generasjonen et AMD X570-brikkesett som har ikke mindre enn 20 baner PCI Express 4.0. I en artikkel som vi allerede har utarbeidet, vil vi se sammenligningen mellom X570 vs X470 brikkesett, etc., og en av de viktigste er dette. Den grunnleggende konfigurasjonen består av 8 baner som vil være obligatoriske for PCIe 4.0, og ytterligere 8 baner kan brukes til andre enheter som SATA eller eksterne enheter som USB, for eksempel, med produsenter som har en viss tildelingsfrihet. De resterende 4 banene er fritt valg for produsenter, selv om de i prinsippet er ment for en konfigurasjon av 4x SATA 6 Gbps eller 2x PCIe 4.0 x2.

Takket være kraften i disse to elementene, består kommunikasjonsbussen mellom CPU og Chipset av 4 PCI Express 4.0-baner. Når det gjelder tildeling av spor, ser vi også ganske mange nye funksjoner sammenlignet med forrige generasjon, siden brikkesettet i seg selv har introdusert noen få andre PCIe x1 og x16 spor (fungerer på x4) 4.0 og til og med to M.2 x4 spor for disse nye SSD-ene. En annen betydelig endring er støtten til opptil 8 USB 3.1 Gen2 10 Gbps porter, noe som til nå ikke var mulig.

Som for annen maskinvare kompatibel med PCI Express 4.0, kan vi nevne IBM POWER9-prosessoren eller Falcon Mesa FPGA med Intels 10nm-produksjonsprosessor, som er kompatibel med PCI Express 4.0 som en innebygd IP-blokk gjennom EMIB. Den nye generasjonen Intel-prosessorer er ennå ikke kommet, og det er tydelig at den også vil implementere PCI Express 4.0.

NVME ytelsesforskjell PCI Express 3.0 vs PCI Express 4.0

Selv om det er noe vi raskt kan søke gjennom vurderingene våre, skal vi sammenligne sekvensiell lesing og skriving av en PCI Express 3.0 SSD mot en fjerde generasjon med PCI Express 4.0. De perfekte kandidatene er Corsair MP510 vs. MP600.

modell	Sekvensiell lesing (MB / s)	Sekvensiell skriving (MB / s)
Corsair MP510	3.480 MB / s	2700 MB / s
Corsair MP600	4.950 MB / s	4.250 MB / s

Og her testene våre:

Konklusjoner og fremtid for næringen

Hvis det er noe vi må være tydelige på, er det at PCI e 4.0 foreløpig tilbyr sin maksimale fordel når det gjelder lagringsenheter og intern kommunikasjon mellom enheter, for eksempel CPU og Chipset. Maskinvare som grafikkort er fremdeles langt fra å komme i trøbbel versjon 3.0 og mye mindre denne 4.0, så for spillere vil resultatet være praktisk talt identisk i ytelse.

PCI-SIG har allerede låst opp PCIe 5.0-grensesnittet i år, men det er tydelig at vi ikke vil se hovedkort med denne bussen før minst 2022, for å prøve å forlenge levetiden til den nåværende standarden litt, for i dag er denne 4.0 fortsatt Den har ikke et bredt spekter av applikasjoner fra hver til den vanlige brukeren.

Vi etterlater deg følgende artikler:

Hvis du vil gi mer informasjon om dette emnet eller har spørsmål, inviterer vi deg til å skrive til oss i kommentarfeltet eller diskutere det i vårt maskinvareforum.