→ Pci express 4,0 gen4

PCI Express 4.0 on jo todellisuus pöytätietokoneissamme uuden sukupolven AMD Ryzen Zen2 ja AMD X570 -piirisarjan ansiosta. Uusi PCI-SIG -standardi on ollut kanssamme vuodesta 2017 lähtien, mutta valmistajat ovat voineet alkaa antaa sille ansaitsemansa käytön tämän vuoden ensimmäisellä puoliskolla. Tässä artikkelissa näemme kaiken, mitä meidän on tiedettävä tästä uudesta tai, sanottuna, päivitetystä viestintärajapinnasta.

Sisällysluettelo

PCI Expressin kehitys ja uutiset

Tunnetaan myös nimellä PCI Express tai yksinkertaisesti PCI-e. Se on nopea väylä, jota käytetään nykyään kaikissa pöytätietokoneissa ja ammattimaisissa tietokonelaitteissa. Lähes kaikki tietokoneen korkean suorituskyvyn komponentit lähettävät tulo- ja lähtödataa tällaisen väylän kautta.

Tämän viestintästandardin mukainen kokonaisuus on PCI-SIG ja avasi tämän version 4.0 ensimmäisen kerran vuonna 2017, mutta se ei ole saavuttanut meitä ja jopa työpöytämme tähän vuoteen 2019. Ja syy on hyvin yksinkertainen, tähän asti, Hyvin harvat laitteet ovat tarvitseneet suuremman kaistanleveyden kuin PCIe 3.0 antaa, mutta kun saapuvat uudet NVMe-puolitilamuistiyksiköt ja tiheämpi tiedonsiirtotiheys CPU: n ja piirisarjan välillä, tämä väylä on tullut pakattu teollisuuteen.

Tämän standardin käyttöönoton jälkeen vuonna 2003, olemme käyneet läpi neljä päivitystä. Kaikissa niissä on ollut vakio, toisin sanoen väylän leveys kaksinkertaistuu jokaisessa iteraatiossa. Kunkin markkinoilla olevan version voimassaoloaika on noin 4 vuotta version 3.0 saapumiseen asti, jota on ylläpidetty vähintään 7 vuotta vuoteen 2017 saakka. PCI-SIG on jo avannut seuraavankin päivityksen, PCIe 5.0: n samassa vuosineljänneksessä 2019, mutta pöytätietokoneilla pysymme tämän väylän kanssa vielä vähintään kolme vuotta, koska harvat ovat laitteita, jotka tarvitsevat edelleen tällaisen kaistanleveyden.

Kaistan leveys

PCI Express perustuu kaistoihin tai datakaistoihin, jotka muistuttavat moottoritien kaistaa, mutta joissa autot voivat liikkua molempiin suuntiin, vaikka tässä tapauksessa sähköä. Erityisesti PCIe 4.0 pystyy kaksinkertaistamaan version 3.0 siirtonopeuden, saavuttaen siten vähintään 16 GT / s (Transfer Gigabittiä) jokaiselle näistä ylös- ja alaspäin suuntaisista kaistoista johtuen siitä, että se on kaksisuuntainen. Jos siirrämme tämän mittauksen arvoihin, joiden kanssa työskentelemme päivittäin, kohtaamme nopeutta 1969, 2 MB / s jokaiselta kaistalta, verrattuna 984, 6 MB / s PCIe 3.0 -väylään.

Toinen näkökohta, joka myös paranee, on viestinnän viive, sillä sillä on suurempi väylänleveys ja PHY-vastaanotin, joka hallitsee kunkin kaistan sähkömarginaalin tietoja vastaavan PCIe-ohjaimen avulla. Käytännön tarkoituksissa saavutetaan parempi väylän kylläisyyden hallinta ja pienempi viive I / O-viestinnässä, mikä parantaa skaalautuvuutta liitettävien laitteiden mukaan.

Tarpeen mukaan PCI Express 4.0 ei ole vielä välttämätön tänään, mutta tapa valmistautua lähitulevaisuuteen. Verkkoliikenne nopeudella 10 Gbps on yleistymässä, etenkin kun 5G on saapunut. USB 3.1 Gen2 -yhteyksien ja pian 20 Gbps: n USB 3.2 3.2: n suuri kysyntä sekä uudet NVMe PCIe x4 SSD -levyt , joiden raja oli jo 3, 94 GB / s, ovat olleet yksi tärkeimmistä syistä sen toteutukseen.

Katsotaan seuraavassa taulukossa vertailu PCIe: n eri versioihin nopeutena käytettävissä olevista kokoonpanoista riippuen:

V.	esittely	Siirto kaistaa pitkin	Kaistan leveys
× 1	× 4	× 16
1, 0	2003	2, 5 GT / s	250 Mt / s (2 Gb / s)	1, 0 Gt / s	4, 0 Gt / s (32 Gb / s)
2.0	2007	5, 0 GT / s	500 Mt / s (4 Gb / s)	2, 0 Gt / s	8, 0 Gt / 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 Gt / s (126 Gb / s)
4.0	2017	16, 0 GT / s	1969 Mt / s (15, 8 Gb / s)	7, 88 GB / s	31, 5 Gt / s (252, 1 Gb / s)
5.0	2019	32, 0 GT / s	3938 Mt / s (31, 6 Gb / s)	15, 75 Gt / s	63, 0 Gt / s (32 Gb / s)

Tarvitsemmeko PCI Express 4.0 -sovellusta?

Tällä hetkellä tunnetuin sovellus, jonka me kaikki tiedämme käyttää PCIe-paikkoja, on näytönohjaimen kautta. Tähän mennessä me kaikki tiedämme, että itse kunnioittavaan pelitiimiin tarvitsemme erillisen näytönohjaimen, joka toimii PCIe 3.0 x16: n kautta, ts. Meillä on 126 Gbps -väylä tiedonsiirtoon. Mutta kuinka paljon me todella tarvitsemme? No, siirtäessäsi peliä 4K: n resoluutiolla 144 Hz: llä ja 10-bittisellä värisyvyydellä, tarvitsisimme noin 35, 8 Gbps -väylän.

Tämä tarkoittaa, että väylän leveys on noin 70% kuvadatan siirtämistä varten. Muistakaamme, että se on kaksisuuntaista dataa, joten tässä otetaan huomioon ylä- ja alavirran väylä jo. Joten tällä hetkellä ei ole mielestäni järkevää olla esimerkiksi PCie 4.0 -näyttö näytönohjaimella. Jos puhutaan useasta GPU: sta, leveyttä käytetään huomattavasti enemmän rinnakkaisuuden vuoksi, mutta silti enemmän kuin tarpeeksi.

Mutta voimme myös sanoa, että tarvitsemme sitä, ja tämä johtuu uusien NVMe SSD -levyjen sisällyttämisestä. Tähän asti he kaikki työskentelivät PCI 3.0 x4: llä, mutta tässä suhteessa valmistajat löysivät pian rajan ja saavuttivat lukunopeuden hyvin lähellä niitä käytettävissä olevia 3, 94 Gt / s. Ratkaisuna ei ole lisätä enemmän kaistoja M.2-paikkaan rajoittamalla vain prosessorin ja piirisarjan kapasiteettia, vaan lisätä se kaksinkertaiseen kaistanleveyteen, koska AORUSin tai Corsairin kaltaisilla valmistajilla on jo oma M.2 PCie 4.0 a yli 4000 Mt / s.

Joten mitä tapahtuu käyttäjille, jotka ylläpitävät PCIe 3.0: taan ja haluavat käyttää oheislaitetta 4.0? No, siinä ei ole mitään ongelmia yhteyksien suhteen, koska PCIe on alusta alkaen tarjonnut taaksepäin yhteensopivuutta aiempien standardien kanssa. Itse asiassa 3.0, 4.0 ja pian 5.0 jatkavat 128b / 130b-koodauksen käyttöä siirtoissaan. Ainoa haittapuoli on, että se rajoittaa väylän nopeutta.

PCI Express 4.0 SSD- ja näytönohjaimella

On ehdottomasti korostettava sitä erinomaista työtä, joka on tehty kiinteän varastoinnin alalla. Koska M.2-rajapinta näytti toimivan x4-kaistoilla ja NVMe-protokollan alla, nopeudet ovat moninkertaistuneet muutamassa kuukaudessa, ja niiden tarve vaatii yli 4000 Mt / s sen muistikokoonpanoihin, jotka perustuvat 3D NAND -sovellukseen.

Valmistajat, kuten AORUS tai Corsair, ovat julkistaneet uudet SSD-levynsä, jotka pystyvät toimimaan teoreettisella nopeudella 5000 MB / s peräkkäisellä lukemalla ja 4400 MB / s kirjallisesti Toshiban NAND 3D TLC -arkkitehtuurilla. Nämä luvut ovat noin 40% enemmän kuin aiemman SSD-sukupolven, ja eivät kaukana rajan saavuttamisesta, koska vaikka se on edelleen tie 7 , 88 Gt / s saatavana vain 4 kaistalla.

Tämä muutos tuo joitain yksityiskohtia, jotka on otettava huomioon näiden SSD-levyjen asentamisessa, esimerkiksi tarve aktivoida kirjoitusvälimuistikäytäntö parempien siirtojen aikaansaamiseksi. Tietenkin toinen hieman tärkeä yksityiskohta on PCIe-yhteensopivan kortin omaaminen, ja toistaiseksi vain AMD saa ne.

Suosittelemme tarkistamaan molemmat vaihtoehdot, jotta SSD: llä olisi paras suorituskyky

Toinen laite, joka markkinoillamme on PCI Express 4.0: n kanssa, on uusi AMD Radeon RX 5700 ja 5700 XT -näytönohjain. Käytännöllisissä tarkoituksissa se ei ole jotain tärkeää, koska olemme selvästi nähneet, että 3.0: lla meillä on jäljellä, mutta uuden standardin käyttöönotto ja tietä johtaminen ei ole väärin.

AMD Ryzen 3000 ja AMD X570, ensimmäiset yhteensopivat PCI Express 4.0: n kanssa

Ensimmäinen valmistaja, joka lanseerasi pöytätietokoneiden markkinoille tällä uudella PCIe 4.0: lla, on ollut AMD uuden sukupolven Ryzen-prosessoriensa ansiosta. Jotkut CPU: t, joiden litografia on 7 nm: n FinFET: ssä, kastettiin Zen2: ksi ja tarjoavat nyt 16 kaistaa PCIe 4.0: ta sen tiedonsiirtoliitännän I / O- grafiikkakortille ja yhteensä 24 kaistaa. He eivät ole vain prosessoreita, joilla on huomattava parannus käskyjen käsittelyssä, vaan ne kykenevät käsittelemään paljon suurempaa tietomäärää.

Itse asiassa tähän uuteen sukupolveen mukautetut uudet emolevyt käyttävät AMD X570 -piirisarjaa, jolla on vähintään 20 kaistaista PCI Express 4.0. Jo valmistelemassa artikkelissa näemme vertailun X570 vs. X470 piirisarjaan jne., Ja yksi tärkeimmistä on tämä. Peruskokoonpano koostuu kahdeksasta kaistasta, jotka ovat pakollisia PCIe 4.0: lle, ja toista 8 kaistaa voidaan käyttää muille laitteille, kuten SATA tai oheislaitteille, kuten USB, esimerkiksi valmistajien vapauden jakaessa. Jäljelle jäävät 4 kaistaa ovat valmistajien vapaata valintaa, vaikka periaatteessa ne on tarkoitettu 4x SATA 6 Gbps tai 2x PCIe 4.0 x2 kokoonpanoon.

Näiden kahden elementin tehon ansiosta CPU: n ja Chipsetin välinen tietoliikenneväylä koostuu 4 PCI Express 4.0 -kaistasta. Aikavälien kohdalla näemme myös melko vähän uusia ominaisuuksia verrattuna aikaisempaan sukupolveen, koska piirisarja itse on tuonut käyttöön muutamat muut PCIe x1 ja x16 -paikat (työskentelevät x4: ssä) 4.0 ja jopa kaksi M.2 x4 -paikkaa nämä uudet SSD-levyt. Toinen merkittävä muutos on jopa 8 USB 3.1 Gen2 10 Gbps -portin tuki, mikä ei toistaiseksi ollut mahdollista.

Mitä muihin PCI Express 4.0: n kanssa yhteensopiviin laitteisiin voidaan mainita IBM POWER9 -suoritin tai Falcon Mesa FPGA Intelin 10nm: n valmistusprosessorilla, joka on yhteensopiva PCI Express 4.0: n kanssa sisäänrakennettuna IP-lohkona kautta EMIB. Uuden sukupolven Intel-prosessoreita ei ole vielä tulossa, ja on selvää, että se ottaa käyttöön myös PCI Express 4.0: n.

NVME-suorituskykyero PCI Express 3.0 vs. PCI Express 4.0

Vaikka jotain jota voimme nopeasti etsiä arvosteluistamme, vertaamme PCI Express 3.0 SSD: n peräkkäistä lukemista ja kirjoittamista neljänteen sukupolveen PCI Express 4.0: n kanssa. Täydelliset ehdokkaat ovat Corsair MP510 vs. MP600.

malli	Sarjalukema (MB / s)	Sarjakuvaus (MB / s)
Corsair MP510	3 480 Mt / s	2700 Mt / s
Corsair MP600	4 950 Mt / s	4 250 MB / s

Ja tässä testimme:

Päätelmät ja toimialan tulevaisuus

Jos on jotain, josta meidän on oltava selvää, on se, että PCI e 4.0 tarjoaa parhaan mahdollisen edun tallennuslaitteiden ja laitteiden, esimerkiksi CPU: n ja piirisarjan, sisäisen viestinnän suhteen. Laitteistot, kuten näytönohjaimet, ovat edelleen kaukana vaikeuksissa olevasta versiosta 3.0 ja vielä vähemmän tästä 4.0, joten pelaajille tulos on käytännössä identtinen.

PCI-SIG on jo avannut PCIe 5.0 -käyttöliittymänsä tänä vuonna, mutta on selvää, että emme näe emolevyjä tällä väylällä ainakin vuoteen 2022 mennessä, jotta voimme pidentää nykyisen standardin käyttöikää vähän, tänä päivänä tämä 4.0 on edelleen Sillä ei ole laajaa sovellusvalikoimaa kultakin tavalliselle käyttäjälle.

Jätämme sinulle seuraavien artikkeleiden kanssa:

Jos haluat antaa lisätietoja tästä aiheesta tai sinulla on kysyttävää, pyydämme sinua kirjoittamaan meille kommenttiruutuun tai keskustelemaan siitä laitteistofoorumillamme.