→ Pci express 4.0 gen4

Το PCI Express 4.0 είναι ήδη πραγματικότητα στους επιτραπέζιους υπολογιστές μας χάρη στην άφιξη της νέας γενιάς του AMD Ryzen Zen2 και του chipset AMD X570. Το νέο πρότυπο PCI-SIG βρίσκεται μαζί μας από το 2017, αλλά αυτό το πρώτο εξάμηνο του έτους ήταν μια επιλογή για τους κατασκευαστές να αρχίσουν να τους δίνουν τη χρήση που αξίζει. Σε αυτό το άρθρο θα δούμε όλα όσα πρέπει να ξέρουμε για αυτή τη νέα, ή καλύτερα αναφερμένη, ενημερωμένη διεπαφή επικοινωνίας.

Ευρετήριο περιεχομένων

Εξέλιξη PCI Express και ειδήσεις

Επίσης γνωστό ως PCI Express ή απλά PCI-e, είναι ένα λεωφορείο υψηλής ταχύτητας που χρησιμοποιείται σε όλο τον επιτραπέζιο και επαγγελματικό υπολογιστικό εξοπλισμό σήμερα. Σχεδόν όλα τα στοιχεία υψηλής απόδοσης σε έναν υπολογιστή αποστέλλουν δεδομένα εισόδου και εξόδου μέσω ενός τέτοιου διαύλου.

Η οντότητα βάσει αυτού του προτύπου επικοινωνίας είναι PCI-SIG και ξεκλειδώνει αυτή την έκδοση 4.0 για πρώτη φορά το 2017, αλλά δεν μας έχει φτάσει ούτε και στους επιτραπέζιους υπολογιστές μέχρι το έτος 2019. Και ο λόγος είναι πολύ απλός , Πολύ λίγες συσκευές χρειάστηκαν μεγαλύτερο εύρος ζώνης από ό, τι μας προσφέρει η PCIe 3.0, αλλά με την άφιξη των νέων μονάδων αποθήκευσης στερεάς κατάστασης NVMe και με μεγαλύτερη πυκνότητα ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ CPU και Chipset, αυτός ο δίαυλος εισήλθε από συσκευασμένα στον κλάδο.

Δεδομένου ότι το πρότυπο αυτό εφαρμόστηκε το 2003, έχουμε περάσει από τέσσερις ενημερώσεις. Έχει υπάρξει μια σταθερά σε όλα αυτά, και αυτό είναι να διπλασιάσει το πλάτος του διαύλου σε κάθε επανάληψη. Η διάρκεια κάθε εκδοχής στην αγορά είναι περίπου 4 χρόνια, μέχρι την άφιξη της έκδοσης 3.0, η οποία διατηρήθηκε για τουλάχιστον 7 χρόνια μέχρι το 2017. Η PCI-SIG έχει ήδη ξεκλειδώσει ακόμη και την επόμενη ενημερωμένη έκδοση, το PCIe 5.0 σε αυτό το ίδιο τρίμηνο του 2019, αλλά σε επιτραπέζιους υπολογιστές θα παραμείνουμε με αυτό το λεωφορείο για τουλάχιστον άλλα τρία χρόνια, αφού λίγες είναι οι συσκευές που εξακολουθούν να χρειάζονται τέτοιο εύρος ζώνης.

Εύρος ζώνης

Η PCI Express βασίζεται σε λωρίδες ή λωρίδες δεδομένων, που μοιάζουν με τη λωρίδα μιας εθνικής οδού, αλλά όπου τα αυτοκίνητα μπορούν να κυκλοφορούν και στις δύο κατευθύνσεις, αν και στην περίπτωση αυτή ηλεκτρικής ενέργειας. Συγκεκριμένα, η PCIe 4.0 είναι ικανή να διπλασιάσει την ταχύτητα μεταφοράς της έκδοσης 3.0, φθάνοντας έτσι όχι λιγότερα από 16 GT / s (Gigabits μεταφοράς) για κάθε μία από αυτές τις διαδρομές προς τα πάνω και προς τα κάτω, λόγω του ότι είναι αμφίδρομη. Εάν περάσουμε αυτή τη μέτρηση στις τιμές με τις οποίες εργαζόμαστε καθημερινά, αντιμετωπίζουμε ταχύτητα 1969, 2 MB / s για κάθε λωρίδα, σε σύγκριση με 984, 6 MB / s για το δίαυλο PCIe 3.0.

Μια άλλη πτυχή που βελτιώνει επίσης είναι η καθυστέρηση στις επικοινωνίες με ένα μεγαλύτερο πλάτος διαύλου και έναν δέκτη PHY που διαχειρίζεται τις πληροφορίες για το ηλεκτρικό περιθώριο κάθε λωρίδας χάρη στον αντίστοιχο ελεγκτή PCIe. Για πρακτικούς σκοπούς, επιτυγχάνεται καλύτερη διαχείριση κορεσμού διαύλου και μειωμένη καθυστέρηση στις επικοινωνίες I / O, βελτιώνοντας τη δυνατότητα κλιμάκωσης ανάλογα με τις συσκευές που συνδέουμε.

Όσον αφορά τις ανάγκες, το PCI Express 4.0 δεν είναι ακόμη απαραίτητο σήμερα, αλλά ένας τρόπος προετοιμασίας για το εγγύς μέλλον. Οι επικοινωνίες δικτύου στα 10 Gbps γίνονται όλο και πιο συχνές, ειδικά τώρα με την άφιξη του 5G. Η υψηλή ζήτηση για συνδεσιμότητα USB 3.1 Gen2 και σύντομα USB 3.2 με 20 Gbps, μαζί με τα νέα SSD NVMe PCIe x4 που βρήκαν ήδη το όριο στα 3, 94 GB / s, αποτέλεσε μια από τις κύριες αιτίες της εφαρμογής του.

Ας δούμε στον ακόλουθο πίνακα μια σύγκριση μεταξύ των διαφορετικών εκδόσεων της PCIe, καθώς η ταχύτητά της εξαρτάται από τη διαθέσιμη διαμόρφωση:

V.	Εισαγωγή	Μεταφορά με λωρίδα	Εύρος ζώνης
× 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)

Συμβατότητα προς τα πίσω Χρειαζόμαστε PCI Express 4.0;

Επί του παρόντος, η πιο γνωστή εφαρμογή που όλοι γνωρίζουμε για να χρησιμοποιήσουμε τις υποδοχές PCIe είναι μέσω της κάρτας γραφικών. Σε αυτό το σημείο γνωρίζουμε όλοι ότι για μια αυτοσεβαστική ομάδα τυχερών παιχνιδιών χρειαζόμαστε μια ειδική κάρτα γραφικών, η οποία λειτουργεί μέσω PCIe 3.0 x16, δηλαδή έχουμε ένα δίαυλο 126 Gbps για τη μεταφορά δεδομένων. Αλλά πόσο πραγματικά χρειαζόμαστε; Λοιπόν, σε μια μεταφορά για ένα παιχνίδι με ανάλυση 4Κ στα 144 Hz και βάθος χρώματος 10 bit, θα χρειαζόταν περίπου 35, 8 Gbps bus.

Αυτό σημαίνει ότι έχουμε ένα πλάτος διαύλου περίπου 70% για τη μεταφορά δεδομένων εικόνας. Ας θυμηθούμε ότι είναι δεδομένα διπλής κατεύθυνσης, οπότε εδώ εισέρχεται ήδη η εξέταση των λεωφορείων ανάντη και κατάντη. Έτσι, σίγουρα δεν έχει νόημα να διαθέτετε PCie 4.0 σε κάρτα γραφικών, για παράδειγμα. Αν μιλάμε για πολλαπλές GPU, καλά, το πλάτος θα ήταν πολύ πιο χρησιμοποιημένο λόγω του παραλληλισμού, αλλά ακόμα περισσότερο από αρκετό.

Αλλά μπορούμε επίσης να πούμε ότι το χρειαζόμαστε, και αυτό οφείλεται στην ενσωμάτωση των νέων NVMe SSDs. Μέχρι τώρα, όλοι εργάστηκαν με τη χρήση του PCI 3.0 x4, αλλά από την άποψη αυτή, οι κατασκευαστές σύντομα βρίσκουν το όριο, φθάνοντας τα ποσοστά ανάγνωσης πολύ κοντά σε εκείνα τα 3, 94 GB / s που ήταν διαθέσιμα. Η λύση δεν είναι να εισαχθούν περισσότερες λωρίδες στην υποδοχή M.2 απλά περιορίζοντας την χωρητικότητα της CPU και του chipset, αλλά να την αυξήσετε στο διπλάσιο του εύρους ζώνης, καθώς οι κατασκευαστές όπως το AORUS ή το Corsair έχουν ήδη το δικό τους M.2 PCie 4.0 a περισσότερα από 4000 MB / s.

Τι συμβαίνει λοιπόν με τους χρήστες που διατηρούν το PCIe 3.0 και θέλουν να χρησιμοποιήσουν ένα περιφερειακό 4.0; Λοιπόν, δεν θα έχει κανένα πρόβλημα όσον αφορά τη συνδεσιμότητα, δεδομένου ότι από την αρχή, η PCIe έχει προσφέρει συμβατότητα με τα προηγούμενα πρότυπα. Στην πραγματικότητα 3.0, 4.0 και σύντομα 5.0 θα συνεχίσουν να χρησιμοποιούν 128b / 130b κωδικοποίηση στις μεταφορές τους. Το μόνο μειονέκτημα είναι ότι θα περιορίσει την ταχύτητα του λεωφορείου.

PCI Express 4.0 για SSD και κάρτα γραφικών

Η εξαιρετική δουλειά που έχει γίνει σε στερεά αποθήκευση θα πρέπει ασφαλώς να τονιστεί. Δεδομένου ότι η διεπαφή M.2 εμφανίστηκε να λειτουργεί σε x4 λωρίδες και κάτω από το πρωτόκολλο NVMe, οι ταχύτητες έχουν πολλαπλασιαστεί σε λίγους μήνες, έρχονται να χρειαστούν περισσότερα από 4000 MB / s για τις διαμορφώσεις μνήμης που βασίζονται σε 3D NAND.

Κατασκευαστές όπως η AORUS ή η Corsair έχουν αποκαλύψει τα νέα SSD που μπορούν να λειτουργούν με θεωρητικές ταχύτητες 5000 MB / s σε διαδοχική ανάγνωση και 4400 MB / s γραπτώς με την αρχιτεκτονική NAND 3D TLC της Toshiba. Οι αριθμοί αυτοί είναι περίπου 40% περισσότεροι από την προηγούμενη γενιά SSD και πολύ μακριά από το όριο, αφού αν και παραμένει ο δρόμος σε 7 , 88 GB / s διατίθεται μόνο σε 4 λωρίδες.

Αυτή η αλλαγή φέρνει μερικές λεπτομέρειες που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την εγκατάσταση αυτών των SSD, για παράδειγμα την ανάγκη ενεργοποίησης της πολιτικής προσωρινής αποθήκευσης εγγραφών για την επίτευξη καλύτερων μεταφορών. Φυσικά, μια άλλη ελαφρώς σημαντική λεπτομέρεια έχει μια PCIe συμβατή πλακέτα, και τώρα μόνο η AMD θα τα έχει.

Συνιστούμε να ελέγξετε και τις δύο επιλογές για να έχετε την καλύτερη απόδοση με το SSD

Η άλλη συσκευή που διαθέτουμε στην αγορά με το PCI Express 4.0 είναι οι νέες κάρτες γραφικών AMD Radeon RX 5700 και 5700 XT. Για πρακτικούς λόγους, δεν είναι κάτι σημαντικό, αφού έχουμε δει ξεκάθαρα ότι με το 3.0 παραμένουμε, αλλά δεν είναι λάθος να εφαρμόσουμε το νέο πρότυπο και να το οδηγήσουμε.

AMD Ryzen 3000 και AMD X570, το πρώτο συμβατό με το PCI Express 4.0

Ο πρώτος κατασκευαστής που ξεκίνησε στην αγορά υπολογιστών γραφείου με αυτό το νέο PCIe 4.0 ήταν η AMD, χάρη στη νέα γενιά επεξεργαστών Ryzen. Ορισμένες CPU με λιθογραφία σε 7 nm FinFET βαφτίζονται ως Zen2 που τώρα προσφέρουν 16 λωρίδες PCIe 4.0 στην επικοινωνιακή διεπαφή I / O για κάρτα γραφικών και συνολικά 24 λωρίδες. Όχι μόνο είναι οι επεξεργαστές με μεγάλη βελτίωση της απόδοσης στο χειρισμό των οδηγιών, αλλά είναι σε θέση να εργαστούν με πολύ μεγαλύτερο όγκο δεδομένων.

Στην πραγματικότητα, οι νέες μητρικές προσαρμοσμένες σε αυτή τη νέα γενιά χρησιμοποιούν ένα chipset AMD X570 που διαθέτει τουλάχιστον 20 λωρίδες PCI Express 4.0. Σε ένα άρθρο που έχουμε ήδη ετοιμάσει, θα δούμε τη σύγκριση μεταξύ του chipset X570 vs X470, κλπ., Και ένα από τα βασικά είναι αυτό. Η βασική διαμόρφωση αποτελείται από 8 λωρίδες που θα είναι υποχρεωτικές για PCIe 4.0 και άλλες 8 λωρίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άλλες συσκευές όπως SATA ή περιφερειακά όπως USB, για παράδειγμα, με τους κατασκευαστές να έχουν κάποια ελευθερία κατανομής. Οι υπόλοιπες 4 λωρίδες είναι ελεύθερης επιλογής για τους κατασκευαστές, αν και καταρχήν θα προορίζονται για διαμόρφωση 4x SATA 6 Gbps ή 2x PCIe 4.0 x2.

Χάρη στη δύναμη αυτών των δύο στοιχείων, ο δίαυλος επικοινωνίας μεταξύ CPU και Chipset αποτελείται από 4 λωρίδες PCI Express 4.0. Όσον αφορά την κατανομή των διαθέσιμων χρόνων, βλέπουμε και αρκετά νέα χαρακτηριστικά σε σύγκριση με την προηγούμενη γενιά, καθώς το ίδιο το chipset έχει εισαγάγει μερικές άλλες υποδοχές PCIe x1 και x16 (που λειτουργούν σε x4) 4.0 και ακόμη δύο υποδοχές M.2 x4 για αυτά τα νέα SSD. Μια άλλη ουσιαστική αλλαγή είναι η υποστήριξη έως και 8 θυρών USB 3.1 Gen2 10 Gbps, κάτι που μέχρι τώρα δεν ήταν δυνατό.

Όσον αφορά το άλλο υλικό που είναι συμβατό με το PCI Express 4.0, μπορούμε να αναφέρουμε τον επεξεργαστή IBM POWER9 ή το Falcon Mesa FPGA με τον επεξεργαστή 10nm της Intel, ο οποίος είναι συμβατός με το PCI Express 4.0 ως ενσωματωμένο μπλοκ IP μέσω EMIB. Η νέα γενιά των επεξεργαστών Intel δεν έχει ακόμη έρθει και είναι σαφές ότι θα εφαρμόσει επίσης το PCI Express 4.0.

Ανάλυση απόδοσης NVME PCI Express 3.0 vs PCI Express 4.0

Αν και είναι κάτι που μπορούμε να ψάξουμε γρήγορα μέσω των κριτικών μας, πρόκειται να συγκρίνουμε τη διαδοχική ανάγνωση και εγγραφή ενός PCI Express 3.0 SSD με μια τέταρτη γενιά με PCI Express 4.0. Οι τέλειοι υποψήφιοι είναι το Corsair MP510 εναντίον του MP600.

Μοντέλο	Διαδοχική ανάγνωση (MB / s)	Διαδοχική εγγραφή (MB / s)
Corsair MP510	3, 480MB / s	2, 700MB / s
Corsair MP600	4, 950MB / s	4, 250MB / s

Και εδώ οι δοκιμές μας:

Συμπεράσματα και μέλλον του κλάδου

Εάν υπάρχει κάτι για το οποίο πρέπει να είμαστε σαφείς, είναι ότι για τώρα το PCI e 4.0 προσφέρει το μέγιστο πλεονέκτημά του όσον αφορά τις συσκευές αποθήκευσης και την εσωτερική επικοινωνία μεταξύ συσκευών, για παράδειγμα CPU και Chipset. Τα hardware, όπως οι κάρτες γραφικών, εξακολουθούν να απέχουν πολύ από το πρόβλημα 3.0 και πολύ λιγότερο από αυτό το 4.0, οπότε για τους gamers το αποτέλεσμα θα είναι σχεδόν ίδιο με την απόδοση.

Η PCI-SIG έχει ήδη ξεκλειδώσει τη διεπαφή PCIe 5.0 φέτος, αλλά είναι σαφές ότι δεν θα δούμε μητρικές κάρτες με αυτό το λεωφορείο τουλάχιστον μέχρι το 2022, για να προσπαθήσουμε να επεκτείνουμε λίγο τη ζωή του τρέχοντος προτύπου. Δεν διαθέτει ευρύ φάσμα εφαρμογών από το καθένα στον απλό χρήστη.

Σας αφήνουμε με τα παρακάτω άρθρα:

Εάν θέλετε να δώσετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτό το θέμα ή έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, σας προσκαλούμε να μας γράψετε στο πλαίσιο σχολίων ή να το συζητήσετε στο φόρουμ υλικού μας.