AMD și-a asigurat onoarea de a fi prima companie care a adus PCIe Gen 4 pe computerele desktop cu lansarea chipset-ului X570 în iunie 2019 la Computex. PCIe 4.0 promite să aducă o mulțime de îmbunătățiri interfeței PCI Express, deoarece este cea mai mare schimbare la standardul PCIe din 2010. În momentul scrierii, PCIe Gen 4 nu este încă pe scară largă, dar începe să primească adoptarea pe scară largă, nu numai de la producătorii de procesoare și plăci de bază precum AMD, dar și de la producătorii de plăci grafice precum Nvidia și propria divizie Radeon a AMD. Dar chiar aveți nevoie de PCIe Gen 4? Și dacă da, cum îl obțineți? Înainte de a răspunde la aceste întrebări, totuși, trebuie să înțelegem ce este de fapt PCIe 4.0.
Plăcile X570 precum linia ASUS ROG X570 acceptă PCIe Gen 4 - Imagine: ASUS
Ce este PCIe 4.0?
PCIe 4.0 este cea mai recentă evoluție a unei interfețe de comunicații de mare viteză implementată pe scară largă cunoscută sub numele de PCI sau Peripheral Component Interconnect Express. Pur și simplu, PCIe 4.0 este următoarea iterație a interfeței PCIe, care este utilizată pentru a conecta carduri suplimentare cum ar fi plăcile grafice și unitățile M.2 la placa de bază. Actuala generație PCIe, PCIe 3.0, este un standard în computerele desktop încă din 2010, iar PCIe 4.0 oferă acum o actualizare. Comparativ cu vechiul dar încă destul de rapid PCIe 3.0, noul PCIe 4.0 oferă în esență dublul randamentului total. Asta înseamnă că PCIe 4.0 oferă lățimea de bandă dublă ca PCIe 3.0, ajungând la 64 GB / s față de un mic 32 GB / s de PCIe 3.0 pe o legătură x16. Următoarea diagramă de la PCI-SIG, corpul care gestionează standardul PCI, prezintă diferența de lățime de bandă între diferitele generații PCIe.
Îmbunătățirile lățimii de bandă generaționale PCIe - Imagine: PCI-SIG
Cu toate acestea, cele două standarde sunt încă foarte similare din punct de vedere structural. Diferența cheie constă doar în ratele de transfer și, în unele cazuri, în materialul utilizat pentru a realiza transmiterea cu succes a semnalului la o rată mai mare. Acolo unde PCIe 3.0 a funcționat la 8 GT / s (rata de biți 0s și 1s), noul PCIe 4.0 a funcționat la 16 GT / s pe bandă. Aceasta dublează lățimea de bandă totală de la 32 GB / s din standardul PCIe 3.0 la 64 GB / s din PCIe 4.0. Cu toate acestea, în afară de avantajul lățimii de bandă, este foarte puțin diferit între cele două generații care dețin o semnificație pentru utilizatorul final. PCIe 4.0 are o fiabilitate și o integritate mai bune a semnalului pentru o performanță îmbunătățită.
Ce mai e nou?
Ei bine, am discutat deja că principalul lucru care diferențiază PCIe 4.0 de PCIe 3.0 este creșterea majoră a lățimii de bandă. În cazul în care PCIe 3.0 avea o lățime de bandă maximă de 32 GB / s, PCIe 4.0 o dublează pe cea de 64 GB / s. Ceea ce este interesant este însă modul în care PCIe 4.0 reușește să dubleze lățimea de bandă. Tehnica de codificare trebuie înțeleasă pentru a determina cantitatea reală de date care poate fi transferată.
PCIe Gen 3.0 și PCIe Gen 4.0 utilizează o tehnică de codificare 128b / 130b în timp ce generațiile mai vechi, cum ar fi PCIe 2.0, foloseau o tehnică de codificare 8b / 10b. Această tehnică de codificare transformă datele de 128 de biți într-o linie de cod de 130 de biți. Acest lucru asigură alinierea transmisiei de date și permite, de asemenea, recuperarea rezonabilă a ceasului. Recuperarea ceasului este procesul de extragere a informațiilor de sincronizare dintr-un flux de date. Toate acestea înseamnă că lățimea de bandă teoretică maximă în Gbps a fiecărui PCIe Gen 4.0 arată astfel:
16GT / s x (128b / 130b) = 15,754Gbps
Codificarea ne permite să calculăm cheltuielile generale necesare pentru transmiterea fluxurilor de date PCIe și aceasta se găsește prin următoarea formulă:
([130b-128b] / 130b) x 100 = 1,54%
Dublarea lățimii de bandă este posibilă prin intermediul noilor controlere PCIe, precum cel de pe chipset-urile AMD X570 și B550. Materialele dielectrice cu pierderi reduse sunt, de asemenea, utilizate în procesul care permite semnalelor de viteză mai mare să se propage în continuare prin PCB-uri.
Îmbunătățiri generaționale în standardele PCIe - Imagine: PCI-SIG
PCIe 4.0 pentru jocuri
Dar ce înseamnă tot acest calcul și lățimea de bandă teoretică dublă pentru jucători? Ne putem aștepta ca performanța GPU-urilor să se dubleze datorită creșterii lățimii de bandă? Ei bine, probabil că ați fi ghicit până acum că pur și simplu acest lucru nu este posibil. Da, PCIe 4.0 a îmbunătățit mult lățimea de bandă a conectivității GPU-ului la placa de bază, dar acest lucru nu se traduce prin performanțe reale în jocuri. GPU-urile PCIe 4.0 există acum, atât cu seria AMD RX 5000, cât și cu seria 6000, precum și seria de plăci grafice Nvidia RTX 3000 care acceptă PCIe Gen 4. Cu toate acestea, chiar dacă asociați aceste plăci grafice noi strălucitoare PCIe Gen 4 cu un PCIe Placa de bază Gen 4 precum X570 și un procesor PCIe Gen 4 precum seria Ryzen 5000 bazată pe Zen 3 de la AMD, totuși nu veți vedea o performanță semnificativă.
Seria Nvidia GeForce RTX 3000 acceptă PCIe Gen 4
Dar de ce este asta? Ei bine, principalul motiv pentru care lățimea de bandă suplimentară nu ajută la îmbunătățirea performanței este că nici lățimea de bandă PCIe Gen 3.0 nu este utilizată pe deplin de plăcile grafice în zilele noastre. PCIe Gen 3.0 oferă încă multă lățime de bandă și chiar și cele mai high-end plăci grafice nici măcar nu au ajuns să o sature. De fapt, multe dintre cardurile de ultimă generație, cum ar fi Nvidia GeForce RTX 3080, pot rula aproape de performanțele lor complete chiar și cu un link PCIe 3.0 x8 sau un link PCIe 2.0 x16. Prin urmare, adăugarea mai multor lățimi de bandă la o conexiune care nu este deja saturată nu va ajuta.
Dacă totuși încercăm să privim în viitor, putem vedea că lățimea de bandă suplimentară a PCIe 4.0 este un avantaj cândva în viitor. Dimensiunea activelor jocurilor video și complexitatea grafică continuă să crească de la o zi la alta, astfel încât s-ar putea să vedem în cele din urmă un avantaj pentru viteza suplimentară a legăturii PCIe dacă interfața PCIe 3.0 pur și simplu nu poate ține pasul. Mai ales în cazul aplicațiilor cu intensitate mare de încărcare, cum ar fi Învățarea automată continuă să necesite seturi de date din ce în ce mai mari, PCIe 4.0 poate juca în continuare un rol important în a permite mașinilor din viitor să nu fie împiedicate de lipsa lățimii de bandă a legăturilor PCIe.
PCIe 4.0 pentru stocare
Acum ajungem la principalul motiv pentru care PCIe 4.0 este de fapt un upgrade atractiv. PCIe 4.0 permite opțiuni de stocare mult mai rapide. Există unități PCIe Gen 4 care zdrobesc absolut chiar și cele mai rapide unități NVMe PCIe Gen 3 din punct de vedere al numerelor brute și pur și simplu pun unitățile SATA în rușine. Cu PCIe Gen 4, vedem în cele din urmă unități care traversează numărul de 5 GB / s în termeni de citiri secvențiale, în timp ce unitățile PCIe Gen 3 NVMe tind să depășească în jur de 3,5 GB / s. O unitate deosebit de rapidă, Gigabyte Aorus M.2 PCIe 4.0 are o citire enormă de 5 GB / s și scrieri de 4,3 GB / s, ceea ce reprezintă o performanță secvențială cu aproximativ 35-40% mai mare decât chiar și cel mai rapid SSD M.2 PCIe Gen 3. Acest lucru se datorează faptului că, spre deosebire de plăcile grafice, SSD-urile de pe această platformă pot profita de fapt de lățimea de bandă suplimentară.
Viteza SSD-urilor PCIe Gen 4 - Imagine: HotHardware
Situația devine și mai extremă dacă adăugați RAID în mix. Așa cum am explicat în articolul nostru despre nivelurile RAID , RAID 0 dublează efectiv viteza celor două unități introduse în RAID, punând în pericol redundanța unităților. Gigabyte a folosit un card suplimentar PCIe 4.0 care conține patru SSD-uri PCIe M.2 de 2 TB în RAID 0 și a lovit 15.4 GB / s citiri și 15.5 GB / s. Acesta este un nivel de performanță fără precedent care, deși este foarte scump, a fost posibil exclusiv prin îmbunătățirea lățimii de bandă a PCIe Gen 4.
AIC pe care l-a folosit Gigabyte pentru a împinge numerele de lățime de bandă nebunești - Imagine: PCWorld
Cum se obține PCIe 4.0?
În timp ce PCIe 4.0 pare puternic impresionant atunci când se aud numere precum 15 GBps, există într-adevăr un anumit set de cerințe care trebuie îndeplinite pentru ca PCIe 4.0 să funcționeze. În esență, există 3 lucruri care trebuie satisfăcute pentru a obține PCIe Gen 4.
- O placă de bază compatibilă PCIe Gen 4
- Un procesor compatibil PCIe Gen 4
- Un GPU / SSD compatibil PCIe Gen 4
Dacă vorbim despre plăcile de bază, există două chipset-uri de la AMD care acceptă în prezent PCIe Gen 4 în momentul scrierii. Chipset-ul X570 și chipsetul B550 sunt singurele două chipset-uri din echipa Red care permit compatibilitatea PCIe Gen 4 și chiar și între aceste două, doar chipsetul X570 permite compatibilitatea completă a caracteristicilor PCIe Gen 4. Vechile B450, X470, B350, X370, A320, precum și chipset-urile A520 nu acceptă PCIe Gen 4 și nu o vor face niciodată, deoarece generațiile PCIe nu sunt compatibile cu versiunile anterioare. Mai mult, platforma TRX40 Threadripper și platforma server AMD EPYC Rome acceptă, de asemenea, PCIe Gen 4.
Pe partea Intel, platforma Z490 acceptă PCIe Gen 4, deși în prezent nu există procesoare Intel în momentul scrierii care să susțină caracteristica. Acest lucru se așteaptă în curând să se schimbe, deoarece se confirmă că Intel’s 11aProcesoarele desktop Gen Rocket Lake nu vor funcționa numai cu plăcile Z490, ci va suporta, de asemenea, PCIe Gen 4 deci este un lucru pozitiv de la Team Blue. Seria B de nivel mediu și plăcile bugetare din seria H nu acceptă PCIe Gen 4.
Se confirmă că procesoarele Intel Rocket Lake de a 11-a generație au suport PCIe Gen 4 - Imagine: Intel
În ceea ce privește CPU-urile, atât seria AMD Ryzen 3000, cât și noua serie AMD Ryzen 5000 acceptă oficial PCIe Gen 4. Intel încă nu a primit niciun suport pentru PCIe Gen 4 pe procesoarele sale desktop de la momentul scrierii, dar viitorul Rocket Lake 11aSe confirmă că procesoarele Gen sunt compatibile cu această caracteristică.
În cele din urmă, produsele pe care le veți pune de fapt în sloturile PCIe. În ceea ce privește GPU-urile, seria Nvidia RTX 3000, seria AMD RX 5000 și seria de plăci grafice AMD RX 6000 acceptă oficial această caracteristică. Pentru SSD-uri, avem o varietate de SSD-uri PCIe Gen 4 pentru a alege de la mulți producători diferiți. Unele dintre ele sunt Corsair Force MP600, Sabrent Rocket 4.0, Samsung 980 Pro, Seagate FireCuda și SSD Gigabyte Aorus PCIe 4.0.
Corsair MP600 este una dintre cele mai rapide unități PCIe Gen 4 - Imagine: Corsair
Compromisuri
La fel ca în cazul oricărui alt upgrade, există câteva compromisuri care merg împreună cu avantajele. Nu există o mulțime de dezavantaje la actualizarea PCIe 4.0, dar există câteva ciudățenii aici și acolo de care trebuie să fii conștient.
În primul rând, PCIe Gen 4 rulează la cald. Nu numai că unitățile reale sunt fierbinți, dar și chipset-ul de pe placa de bază este destul de fierbinte datorită implementării PCIe Gen 4. Pentru unități, acest lucru înseamnă că aproape toate unitățile pe care le-am văzut până acum au inclus un radiator pentru radiator. Radiatorul asigură răcirea pasivă a cipurilor de memorie și menține blițul NAND la o temperatură optimă. Pentru chipset, producătorii plăcilor de bază au considerat că este mai bine să includă răcirea activă, astfel încât aproape toate plăcile X570 au un ventilator inclus care se rotește și asigură răcirea activă peste chipset sub sarcină. Plăcile B550 au scăpat de ventilator în favoarea răcirii pasive.
SSD-ul Gigabyte Aorus PCIe Gen 4 are un radiator pentru radiator - Imagine: Gigabyte
În afară de componentele care rulează la cald, există și un compromis care este asociat cu prețul plăcilor de bază care conțin implementarea PCIe 4.0. Nu este o surpriză faptul că plăcile X570, B550 și Z490 sunt mai scumpe decât opțiunile din seria B și din seria H din ambele linii. Acest lucru face ca actualizarea la PCIe 4.0 să fie un pic complicată, deoarece cumpărătorul trebuie acum să cântărească avantajele PCIe 4.0 în raport cu costul suplimentar pentru a lua o decizie de cumpărare.
Ar trebui să faceți upgrade?
Deci, există un motiv pentru care să ieșiți să cumpărați o placă de bază de ultimă generație, un procesor mai nou și un SSD scump pentru a vă bucura de PCIe 4.0? Ei bine, probabil că nu. Principalul avantaj al PCIe 4.0 se află în prezent în departamentul de stocare. Cu excepția cazului în care construiți o mașină nouă de la zero, nu pare să existe suficiente stimulente în PCIe 4.0 pentru a garanta o actualizare de pe plăcile B450 sau X470 sau chiar mai vechi CPU Ryzen sau Intel la altele mai noi, dacă menținem performanța la o parte. După cum am scăpat mai devreme, PCIe 4.0 nu are niciun efect asupra performanțelor de joc ale sistemului, astfel încât actualizarea plăcii grafice nu include problema suportului PCIe 4.0 de acum.
Cu excepția cazului în care stocarea este de cea mai mare importanță pentru dvs. și unitățile NVMe Gen 3 nu o mai taie, PCIe 4.0 nu pare să merite actualizarea de pe plăcile de bază mai vechi. Unitățile PCIe Gen 4 oferă avantaje semnificative utilizatorilor care lucrează cu fișiere mari într-o rețea sau profesioniștilor care au nevoie de viteze mai mari pentru aplicații profesionale și editare video etc. Cu toate acestea, dacă construiți un sistem nou, alegerea implicită ar trebui să fie plăcile de bază și CPU-urile PCIe pentru a vă asigura că sistemul nu va reține nicio actualizare viitoare dacă aveți chef să vă lăsați într-o unitate de Gen 4 rapidă pe linie. Prin urmare, nu există o mulțime de stimulente pentru a face upgrade de la o placă de bază mai veche, dar pentru noii constructori, recomandarea noastră implicită ar fi să mergeți cu plăcile de bază care acceptă caracteristica PCIe Gen 4.
