→ Pci express 4.0 gen4

PCI Express 4.0 er allerede en realitet i vores stationære computere takket være ankomsten af ​​den nye generation af AMD Ryzen Zen2 og AMD X570- chipset. Den nye PCI-SIG-standard har været med os siden 2017, men det har været i dette første halvår, hvor det har været en mulighed for producenterne at begynde at give den den brug, den fortjener. I denne artikel ser vi alt, hvad vi har brug for at vide om denne nye, eller bedre sagt, opdaterede kommunikationsgrænseflade.

Indholdsindeks

PCI Express-udvikling og nyheder

Også kendt som PCI Express eller simpelthen PCI-e, det er en højhastighedsbus, der bruges i alt desktop og professionelt computereudstyr i dag. Næsten alle højtydende komponenter i en computer sender input- og outputdata via en sådan bus.

Enheden under denne kommunikationsstandard er PCI-SIG og låst denne version 4.0 op for første gang i 2017, men den har ikke nået os, og endda vores desktops indtil i år 2019. Og grunden er meget enkel indtil nu, Meget få enheder har brug for en højere båndbredde end PCIe 3.0 giver os, men med ankomsten af ​​de nye NVMe solid state-lagringsenheder og en højere tæthed af dataudveksling mellem CPU og Chipset er denne bus gået ind fra pakket i branchen.

Siden denne standard blev implementeret i 2003, har vi gennemgået i alt fire opdateringer. Der har været en konstant i dem alle, og det er at fordoble busbredden i hver iteration. Varigheden af ​​hver af versionerne på markedet er cirka 4 år, indtil ankomsten af ​​version 3.0, som er vedligeholdt i ikke mindre end 7 år indtil 2017. PCI-SIG har allerede låst op til og med den næste opdatering, PCIe 5.0 i dette samme kvartal af 2019, men på desktops vil vi forblive med denne bus i mindst tre år mere, da få er de enheder, der stadig har brug for sådan båndbredde.

Båndbredde

PCI Express er baseret på baner eller datafelter, der ligner en motorvejs bane, men hvor biler kan cirkulere i begge retninger, skønt i dette tilfælde af elektricitet. Specifikt er PCIe 4.0 i stand til at fordoble overførselshastigheden i version 3.0 og dermed nå ikke mindre end 16 GT / s (Transfer Gigabits) for hver af disse op- og nedadgående baner på grund af det faktum, at det er tovejs. Hvis vi overfører denne måling til de værdier, som vi arbejder dagligt, står vi over for en hastighed på 1969, 2 MB / s for hver bane sammenlignet med 984, 6 MB / s for PCIe 3.0-bussen.

Et andet aspekt, der også forbedrer, er latensen i kommunikation, da den har en større busbredde og en PHY-modtager, der administrerer informationen om den elektriske margin på hver af banerne takket være den tilsvarende PCIe-controller. Til praktiske formål opnås bedre styring af busmætning og reduceret latenstid i I / O-kommunikation, hvilket forbedrer skalerbarheden afhængigt af hvilke enheder vi forbinder.

For så vidt angår behov er PCI Express 4.0 endnu ikke uundværlig i dag, men en måde at forberede sig på den nærmeste fremtid. Netværkskommunikation ved 10 Gbps bliver hyppigere, især nu med ankomsten af ​​5G. Den store efterspørgsel efter USB 3.1 Gen2- forbindelse og snart USB 3.2 med 20 Gbps sammen med de nye NVMe PCIe x4 SSD'er, der allerede fandt grænsen på 3, 94 GB / s, har været en af ​​hovedårsagerne til dens implementering.

Lad os se i den følgende tabel en sammenligning mellem de forskellige versioner af PCIe som dens hastighed afhængigt af den tilgængelige konfiguration:

V.	introduktion	Overførsel med bane	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)

Bagudkompatibilitet Har vi brug for PCI Express 4.0?

I øjeblikket er det mest berømte program, som vi alle ved om at bruge PCIe-slots, gennem grafikkortet. På nuværende tidspunkt ved vi alle, at for et selvrespektivt spilhold har vi brug for et dedikeret grafikkort, der fungerer gennem PCIe 3.0 x16, det vil sige, vi har en 126 Gbps-bus til overførsel af data. Men hvor meget har vi virkelig brug for? Nå, i en overførsel til et spil i 4K-opløsning ved 144 Hz og 10-bit farvedybde, ville vi have brug for en 35, 8 Gbps-bus.

Det betyder, at vi har en busbredde på cirka 70% til overførsel af billeddata. Lad os huske, at det er tovejsoplysninger, så her kommer overvejelserne af opstrøms- og nedstrømsbussen allerede ind. Så det giver bestemt ikke mening i øjeblikket at have PCie 4.0 på et grafikkort, for eksempel. Hvis vi taler om multi-GPU, ja, ville bredden blive betydeligt mere brugt på grund af parallelismen, men stadig mere end nok.

Men vi kan også sige, at vi har brug for det, og dette skyldes indarbejdelsen af ​​de nye NVMe SSD'er. Indtil nu arbejdede de alle ved hjælp af PCI 3.0 x4, men i dette aspekt fandt producenterne snart grænsen og nåede læsehastighederne meget tæt på de 3, 94 GB / s, der var tilgængelige. Løsningen er ikke at introducere flere baner i M.2-slotten ved blot at begrænse kapaciteten på CPU og chipset, men at øge det til dobbelt båndbredde, da producenter som AORUS eller Corsair allerede har deres egen M.2 PCie 4.0 mere end 4000 MB / s.

Så hvad sker der med brugere, der vedligeholder deres PCIe 3.0 og ønsker at bruge en perifer 4.0? Nå, det har ikke noget problem med hensyn til forbindelse, da PCIe fra starten har tilbudt bagudkompatibilitet med tidligere standarder. Faktisk fortsætter 3.0, 4.0 og snart 5.0 med at bruge 128b / 130b-kodning i deres overførsler. Den eneste ulempe er, at det begrænser busens hastighed.

PCI Express 4.0 på SSD og grafikkort

Det fremragende arbejde, der er udført på solid opbevaring, bør bestemt fremhæves. Da M.2-grænsefladen syntes at virke på x4-baner og under NVMe-protokollen, har hastighederne multipliceret i løbet af måneder og kommer til at have brug for mere end 4000 MB / s til dens hukommelseskonfigurationer baseret på 3D NAND.

Producenter som AORUS eller Corsair har afsløret deres nye SSD'er, der er i stand til at arbejde med teoretiske hastigheder på 5000 MB / s i sekventiel læsning og 4400 MB / s skriftligt med Toshibas NAND 3D TLC-arkitektur. Disse tal er cirka 40% mere end den forrige generation af SSD og langt fra at have nået grænsen, da selv om det stadig er vejen til 7 , findes 88 GB / s på kun 4 baner.

Denne ændring bringer nogle detaljer til at overveje, når du installerer disse SSD'er, for eksempel behovet for at aktivere skrivecache-politikken for at opnå bedre overførsler. Selvfølgelig er en anden lidt vigtig detalje at have et PCIe-kompatibelt kort, og foreløbig er det kun AMD, der har dem.

Vi anbefaler, at du kontrollerer begge indstillinger for at få den bedste ydelse med SSD

Den anden enhed, vi har på markedet med PCI Express 4.0, er de nye AMD Radeon RX 5700 og 5700 XT- grafikkort. Af praktiske formål er det ikke noget vigtigt, da vi tydeligt har set, at vi med 3.0 er tilbage, men det er ikke forkert at implementere den nye standard og gå foran.

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

Den første producent, der lancerede på desktopmarkedet med denne nye PCIe 4.0, har været AMD takket være sin nye generation af Ryzen-processorer. Nogle CPU'er med litografi i 7 nm FinFET døbt som Zen2, der nu tilbyder 16 baner PCIe 4.0 i sin kommunikationsgrænseflade I / O til grafikkort, og i alt 24 baner. Ikke kun er de processorer med en stor ydelsesforbedring i håndteringen af ​​instruktioner, men de er i stand til at arbejde med en meget større datamængde.

Faktisk bruger de nye bundkort, der er tilpasset denne nye generation, et AMD X570-chipset, der har ikke mindre end 20 baner PCI Express 4.0. I en artikel, som vi allerede har forberedt, vil vi se sammenligningen mellem X570 vs X470-chipset osv., Og en af ​​de vigtigste er dette. Den grundlæggende konfiguration består af 8 baner, der vil være obligatoriske for PCIe 4.0, og yderligere 8 baner kan bruges til andre enheder såsom SATA eller perifere enheder som f.eks. USB, hvor producenter har en vis tildelingsfrihed. De resterende 4 baner er frit valg for producenterne, selvom de i princippet er beregnet til en konfiguration af 4x SATA 6 Gbps eller 2x PCIe 4.0 x2.

Takket være kraften i disse to elementer består kommunikationsbussen mellem CPU og Chipset af 4 PCI Express 4.0-baner. Hvad angår allokering af slot, ser vi også en hel del nye funktioner sammenlignet med den foregående generation, da chipsetet selv har introduceret et par andre PCIe x1 og x16 slots (fungerer ved x4) 4.0 og endda to M.2 x4 slots til disse nye SSD'er. En anden væsentlig ændring er understøttelse af op til 8 USB 3.1 Gen2 10 Gbps-porte, noget som hidtil ikke var muligt.

Som for anden hardware, der er kompatibel med PCI Express 4.0, kan vi nævne IBM POWER9-processor eller Falcon Mesa FPGA med Intels 10nm-produktionsprocessor, som er kompatibel med PCI Express 4.0 som en indbygget IP-blok gennem EMIB. Den nye generation af Intel-processorer er endnu ikke kommet, og det er klart, at den også implementerer PCI Express 4.0.

NVME ydelsesforskel PCI Express 3.0 vs PCI Express 4.0

Selvom det er noget, vi hurtigt kan søge gennem vores anmeldelser, vil vi sammenligne den sekventielle læsning og skrivning af en PCI Express 3.0 SSD med en fjerde generation med PCI Express 4.0. De perfekte kandidater er Corsair MP510 vs. MP600.

model	Sekventiel læsning (MB / s)	Sekventiel skrivning (MB / s)
Corsair MP510	3.480 MB / s	2.700 MB / s
Corsair MP600	4.950 MB / s	4.250 MB / s

Og her vores test:

Konklusioner og industriens fremtid

Hvis der er noget, vi skal være klar over, er det, at PCI e 4.0 for nuværende tilbyder sin maksimale fordel med hensyn til lagringsenheder og intern kommunikation mellem enheder, for eksempel CPU og Chipset. Hardware såsom grafikkort er stadig langt fra at komme i trængsel version 3.0 og meget mindre denne 4.0, så for spillere vil resultatet være praktisk talt identisk i ydelsen.

PCI-SIG har allerede låst sin PCIe 5.0-grænseflade op i år, men det er tydeligt, at vi ikke vil se bundkort med denne bus før mindst 2022 for at forsøge at forlænge levetiden på den nuværende standard lidt, for i dag er denne 4.0 stadig Det har ikke en lang række applikationer fra hver til den almindelige bruger.

Vi efterlader dig følgende artikler:

Hvis du vil give mere information om dette emne eller har spørgsmål, inviterer vi dig til at skrive til os i kommentarfeltet eller diskutere det i vores hardwareforum.