→ Pci express 4.0 gen4

PCI Express 4.0 već je stvarnost u našim stolnim računalima zahvaljujući dolasku nove generacije AMD Ryzen Zen2 i AMD X570 čipseta. Novi PCI-SIG standard kod nas je od 2017. godine, ali to je bilo u ovoj prvoj polovici godine, kada je proizvođačima bila mogućnost da mu daju ono što zaslužuje. U ovom ćemo članku vidjeti sve što trebamo znati o ovom novom, ili bolje rečeno, ažuriranom komunikacijskom sučelju.

Sadržaj indeks

Evolucija i vijesti PCI Express-a

Poznat i kao PCI Express ili jednostavno PCI-e, to je brzi magistral koji se danas koristi u svim računalnim i profesionalnim računalnim uređajima. Gotovo sve komponente visoke performanse u računalu šalju ulazne i izlazne podatke preko takve magistrale.

Subjekt pod ovim komunikacijskim standardom je PCI-SIG i prvi put je otključao ovu verziju 4.0 u 2017. godini, ali nas nije stigao, pa čak ni naša radna površina sve do 2019. godine. A razlog je vrlo jednostavan, do sada, Vrlo je malo uređaja kojima je potrebna veća propusnost nego što nam daje PCIe 3.0, ali s dolaskom novih NVMe jedinica SSD-a i veće gustoće razmjene podataka između CPU-a i Chipseta ovaj autobus je ušao iz zapakirano u industriji.

Otkako je uveden ovaj standard 2003. godine, prošli smo kroz ukupno četiri ažuriranja. U njima je postojala konstanta, a to je da udvostruči širinu sabirnice u svakoj iteraciji. Trajanje svake od verzija na tržištu iznosi oko 4 godine, do dolaska verzije 3.0, koja se do 2017. održavala najmanje 7 godina. PCI-SIG je već otključao čak i sljedeće ažuriranje, PCIe 5.0 u istom kvartalu 2019. godine, ali na radnim površinama ostat ćemo s ovom sabirnicom još najmanje tri godine, jer je malo uređaja koji još trebaju takvu propusnost.

Širina trake

PCI Express zasnovan je na trakama ili podatkovnim trakama, nalik traci autoceste, ali tamo gdje automobili mogu kružiti u oba smjera, iako je u ovom slučaju struja. Naime, PCIe 4.0 može udvostručiti brzinu prijenosa verzije 3.0, dostižući na taj način manje od 16 GT / s (Transfer Gigabits) za svaku od ovih linija prema gore i dolje zbog činjenice da je dvosmjerna. Ako prenesemo ovo mjerenje na vrijednosti s kojima radimo svakodnevno, suočavamo se sa brzinom od 1969, 2 MB / s za svaki trak, u odnosu na 984, 6 MB / s za PCIe 3.0 sabirnicu.

Drugi aspekt koji se također poboljšava je kašnjenje u komunikaciji s većom širinom sabirnice i PHY prijemnikom koji upravlja informacijama o električnoj margini svake trake zahvaljujući odgovarajućem PCIe kontroleru. U praktične svrhe postiže se bolje upravljanje zasićenošću sabirnice i smanjena kašnjenja u I / O komunikaciji, poboljšavajući skalabilnost ovisno o tome koje uređaje povezujemo.

Što se tiče potreba, PCI Express 4.0 danas još nije neophodan, ali način da se pripreme za blisku budućnost. Mrežna komunikacija pri 10 Gbps postaje sve učestalija, posebno sada s dolaskom 5G. Velika potražnja za USB 3.1 Gen2 povezivanjem i uskoro USB 3.2 sa 20 Gbps, zajedno s novim NVMe PCIe x4 SSD-ovima koji su već utvrdili granicu od 3, 94 GB / s, bio je jedan od glavnih uzroka njegove implementacije.

Pogledajmo u sljedećoj tablici usporedbu između različitih verzija PCIe-a, kao njegove brzine, ovisno o dostupnoj konfiguraciji:

V.	uvod	Transfer trakom	Širina trake
× 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)

Kompatibilnost s unatrag Trebamo li PCI Express 4.0?

Trenutno najpoznatija aplikacija za koju svi znamo da koriste PCIe utore je putem grafičke kartice. U ovom trenutku svi znamo da je za samopoštovanje igračkog tima potrebna posvećena grafička kartica koja djeluje putem PCIe 3.0 x16, odnosno imamo 126 Gbps bus za prijenos podataka. Ali koliko nam zapravo treba? Pa, za prijenos u igri u 4K rezoluciji pri 144 Hz i 10-bitnoj dubini boja, trebat će nam približno 35, 8 Gbps bus.

To znači da imamo širinu sabirnice od oko 70% za prijenos slikovnih podataka. Sjetimo se da su to dvosmjerni podaci, pa ovdje već ulazi razmatranje uzlazne i nizvodne magistrale. Tako da, na primjer, trenutno nema smisla imati PCie 4.0 na grafičkoj kartici. Ako govorimo o multi GPU-u, dobro, širina bi se zbog paralelizma znatno više koristila, ali ipak više nego dovoljna.

Ali isto tako možemo reći da nam to i treba, a to je zbog ugradnje novih NVMe SSD-a. Do sada su svi radili pomoću PCI 3.0 x4, ali u tom su aspektu proizvođači ubrzo pronašli ograničenje, dostigavši ​​brzine čitanja vrlo blizu onih 3, 94 GB / s koje su bile dostupne. Rješenje nije uvesti više traka u utor M.2 jednostavnim ograničavanjem kapaciteta CPU-a i čipseta, već povećati ih na dvostruko širinu pojasa, jer proizvođači poput AORUS ili Corsair već imaju vlastiti M.2 PCie 4.0 a više od 4000 MB / s.

Pa, što se događa s korisnicima koji održavaju svoj PCIe 3.0 i žele koristiti periferni 4.0? Pa, to neće imati problema s obzirom na povezanost, jer je PCIe od početka ponudio unazad kompatibilnost s prethodnim standardima. Zapravo 3.0, 4.0 i uskoro 5.0 i dalje će koristiti 128b / 130b kodiranje u svojim prijenosima. Jedini nedostatak bit će to što će ograničiti brzinu autobusa.

PCI Express 4.0 na SSD i grafičkoj kartici

Izvrsno djelo koje je učinjeno na čvrstom skladištu svakako treba istaknuti. Otkad se pojavilo da je M.2 sučelje radilo na x4 trakama i prema NVMe protokolu, brzine su se umnožile u nekoliko mjeseci, pa će za konfiguracije memorije na temelju 3D NAND trebati više od 4000 MB / s.

Proizvođači poput AORUS ili Corsair predstavili su svoje nove SSD diskove koji mogu raditi s teoretskim brzinama od 5000 MB / s uzastopnim očitavanjem i 4400 MB / s u pisanom obliku s Toshibinom NAND 3D TLC arhitekturom. Te su brojke otprilike 40% više u odnosu na prethodnu generaciju SSD-a i daleko od toga da su dostigle granicu, jer, premda ostaje put do 7 , 88 GB / s dostupno je u samo 4 trake.

Ova promjena donosi neke pojedinosti koje treba uzeti u obzir pri instaliranju ovih SSD-ova, na primjer potrebu aktiviranja politike predmemoriranja zapisa kako bi se postigli bolji prijenosi. Naravno, još jedan malo važan detalj je imati PCIe kompatibilnu ploču, a za sada će ih imati samo AMD.

Preporučujemo provjeru obje mogućnosti za najbolje performanse sa SSD-om

Drugi uređaj koji na tržištu imamo sa PCI Express 4.0 su nove grafičke kartice AMD Radeon RX 5700 i 5700 XT. U praktične svrhe nije nešto važno, jer smo jasno vidjeli da nam je s 3.0 kraj, ali nije pogrešno implementirati novi standard i voditi se putem.

AMD Ryzen 3000 i AMD X570, prvi kompatibilni s PCI Express 4.0

Prvi proizvođač koji je na ovo tržište ušao s računalom PCIe 4.0, bio je AMD, zahvaljujući svojoj novoj generaciji procesora Ryzen. Neki CPU-ovi s litografijom na 7 nm FinFET-u kršteni su Zen2 koji sada nude 16 traka PCIe 4.0 u svom komunikacijskom sučelju I / O za grafičku karticu i ukupno 24 trake. Ne samo da su procesori s velikim poboljšanjem performansi u rukovanju s uputama, već su sposobni raditi i sa znatno većom količinom podataka.

U stvari, nove matične ploče prilagođene ovoj novoj generaciji koriste AMD X570 čipset koji ima manje od 20 traka PCI Express 4.0. U članku koji smo već pripremili vidjet ćemo usporedbu između čipseta X570 i X470 itd., A jedan od glavnih je ovaj. Osnovna konfiguracija sastoji se od 8 traka koje će biti obavezne za PCIe 4.0, a još 8 traka može se koristiti za druge uređaje poput SATA ili perifernih uređaja kao što je USB, na primjer, s tim da proizvođači imaju određenu slobodu dodjele. Preostale 4 trake slobodne su za proizvođače, iako će u načelu biti namijenjene konfiguraciji 4x SATA 6 Gbps ili 2x PCIe 4.0 x2.

Zahvaljujući snazi ​​ova dva elementa, komunikacijski vod između CPU-a i Chipseta sastoji se od 4 PCI Express 4.0 trake. Što se tiče raspodjele slotova, također vidimo dosta novih značajki u odnosu na prethodnu generaciju, budući da je sam čipset predstavio nekoliko drugih PCIe x1 i x16 slotova (koji rade na x4) 4.0, pa čak i dva M.2 x4 utora za ti novi SSD-ovi. Još jedna bitna promjena je podrška do 8 USB 3.1 Gen2 10 Gbps portova, nešto što do sada nije bilo moguće.

Što se tiče drugog hardvera kompatibilnog s PCI Express 4.0, možemo spomenuti IBM POWER9 procesor ili Falcon Mesa FPGA s Intelovim 10nm proizvodnim procesorom, koji je kompatibilan s PCI Express 4.0 kao ugrađeni IP blok kroz EMIB. Nova generacija Intelovih procesora tek dolazi, a jasno je da će ona implementirati i PCI Express 4.0.

Razlika u performansama NVME-a PCI Express 3.0 vs PCI Express 4.0

Iako je to nešto što brzo možemo pretraživati ​​kroz svoje kritike, usporedit ćemo uzastopno čitanje i pisanje PCI Express 3.0 SSD- a s četvrtom generacijom s PCI Express 4.0. Savršeni kandidati su Corsair MP510 vs. MP600.

model	Sekvencijalno čitanje (MB / s)	Sekvencijalno pisanje (MB / s)
Corsair MP510	3.480MB / s	2, 700MB / s
Corsair MP600	4.950MB / s	4.250MB / s

A evo i naših testova:

Zaključci i budućnost industrije

Ako postoji nešto o čemu moramo biti jasni, to je da PCI e 4.0 za sada nudi maksimalnu prednost u odnosu na uređaje za pohranu i unutarnju komunikaciju između uređaja, na primjer, CPU-a i čipseta. Hardver poput grafičkih kartica još uvijek je daleko od problema s inačicom 3.0, a puno manje od ove verzije 4.0, tako da će za igrače rezultat biti praktično identičan u performansama.

PCI-SIG je već otključao svoje PCIe 5.0 sučelje ove godine, ali jasno je da matične ploče s ovim magistralom nećemo vidjeti barem do 2022. godine, kako bismo pokušali malo produljiti život trenutnog standarda, za danas ovaj 4.0 još uvijek Nema širok raspon aplikacija od svakog do običnog korisnika.

Ostavljamo vam sljedeće članke:

Ako želite dati više informacija o ovoj temi ili imate bilo kakva pitanja, pozivamo vas da nam pišete u okviru za komentare ili o njima raspravljate na našem Hardverskom forumu.