PCIe 3.0 против PCIe 4.0 против PCIe 5.0: в чем разница?

Иногда трудно поверить, как быстро развиваются технологии. Кажется, 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 vs. 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.

Связанный: Лучшие бюджетные материнские платы PCIe 4.0

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, наверное, уже догадались, Консорциум PCI-SIG быстро движется), получит помощь с точки зрения увеличения пропускной способности и целостности сигнала с помощью PAM-4 сигнализация. 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 для минимизации потерь 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. На стороне хранения Накопители NVMe с PCIe 5.0 скорость будет молниеносной. Например, Samsung 980 Pro, который часто считается золотым уровнем дисков PCIe 4.0, может достигать скорости последовательного чтения до 6900 мегабайт в секунду. Диск со скоростью PCIe 5.0 потенциально может достичь вдвое большей скорости. Высокоскоростное хранилище сейчас важнее, чем когда-либо, с такими вещами, как Microsoft DirectStorage обещает значительно улучшить наш игровой опыт. 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, а Jiangsu Huacun представила первый контроллер PCIe 5.0 в ноябре 2019 года. Тем не менее, мы еще не видим его в каких-либо готовых продуктах. Последние процессоры от Intel и AMD, Rocket Lake и Zen 3 соответственно, в настоящее время имеют только PCIe 4.0. совместимы, как и большинство периферийных устройств PCI Express, представленных в настоящее время на рынке, будь то видеокарта или NVMe SSD.

Связанный: PCIe vs. Твердотельные накопители SATA: какой диск лучше?

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. Ольховое озеро также запуск с новой розеткой, Поддержка оперативной памяти DDR5 и новые наборы микросхем материнских плат. Что касается AMD, в то время как новые процессоры скоро будут выпущены с новым сокетом AM5, они не будут сразу же поставляться с поддержкой 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 в четыре раза большей по сравнению с PCIe 3.0, это скачок поколений, который повлияет на то, как мы используем наши ПК, и обеспечит невероятные скорости SSD и сети, а также сделает то, что было невозможно до реальность.

Что такое PCIe 4.0 и нужно ли его обновлять?

PCIe 4.0 ускорит аппаратное обеспечение вашего ПК, но, вероятно, он еще не поддерживается. Стоит ли обновлять свое оборудование до PCIe 4.0?

Читать далее

Об авторе