→ Pci express 4.0 gen4

PCI Express 4.0 je v prihodnosti nove generacije AMD Ryzen Zen2 in čipseta AMD X570 resničnost v naših namiznih računalnikih. Novi standard PCI-SIG je pri nas od leta 2017, vendar je bilo to že v prvi polovici leta, ko so proizvajalci imeli možnost, da mu začnejo dajati uporabo, kakršno si zasluži. V tem članku bomo videli vse, kar moramo vedeti o tem novem ali bolje rečeno posodobljenem komunikacijskem vmesniku.

Kazalo vsebine

Razvoj in novice PCI Express

Znan tudi kot PCI Express ali preprosto PCI-e, je hitri avtobus, ki se danes uporablja v celotni namizni in profesionalni računalniški opremi. Skoraj vse visokozmogljive komponente v računalniku pošiljajo vhodne in izhodne podatke po takšni vodili.

Subjekt po tem komunikacijskem standardu je PCI-SIG in je to različico 4.0 prvič odklenil leta 2017, vendar nas ni dosegel in celo namizja do letošnje leto 2019. In razlog je zelo preprost, do zdaj, Zelo malo naprav je potrebovalo večjo pasovno širino, kot nam jo daje PCIe 3.0, toda s prihodom novih NVMe enot za shranjevanje SSD in večje gostote izmenjave podatkov med CPU in čipsetom je ta vodila vstopila iz pakirano v industriji.

Ker je bil ta standard uveden leta 2003, smo šli skozi štiri posodobitve. V vseh njih je stalnica in to je, da v vsaki iteraciji podvojite širino vodila. Trajanje vsake od različic na trgu je približno 4 leta, do prihoda različice 3.0, ki se je do leta 2017 ohranilo najmanj 7 let. PCI-SIG je v tem istem četrtletju 2019 že odklenil celo naslednjo posodobitev, PCIe 5.0, na namiznih računalnikih pa bomo s tem vodilom ostali še vsaj tri leta, saj je le malo naprav, ki še vedno potrebujejo takšno pasovno širino.

Širina traku

PCI Express temelji na voznih pasovih ali podatkovnih pasovih, ki spominjajo na vozni pas avtoceste, kjer pa lahko avtomobili krožijo v obe smeri, čeprav v tem primeru elektrika. Natančneje, PCIe 4.0 lahko podvoji hitrost prenosa različice 3.0, s čimer doseže nič manj kot 16 GT / s (Transfer Gigabits) za vsako od teh smeri navzgor in navzdol, ker je dvosmerna. Če to meritev prestavimo na vrednosti, s katerimi dnevno delujemo, se nam za vsako stezo približa hitrost 1969, 2 MB / s v primerjavi s 984, 6 MB / s za vodilo PCIe 3.0.

Drug vidik, ki se tudi izboljša, je zamuda pri komunikaciji z večjo širino vodila in sprejemnikom PHY, ki upravlja podatke o električnem robu vsakega od voznih pasov zahvaljujoč ustreznemu krmilniku PCIe. Za praktične namene se doseže boljše upravljanje nasičenosti vodila in zmanjšana zamuda pri V / I komunikacijah, kar izboljša razširljivost glede na to, katere naprave povezujemo.

Kar zadeva potrebe, PCI Express 4.0 danes še ni nepogrešljiv, ampak način priprave na bližnjo prihodnost. Omrežne komunikacije pri 10 Gbps postajajo pogostejše, še posebej zdaj, ko je prišel 5G. Veliko povpraševanje po povezljivosti USB 3.1 Gen2 in kmalu USB 3.2 z 20 Gbps, skupaj z novimi SSD diski NVMe PCIe x4, ki so že ugotovili omejitev pri 3, 94 GB / s, je bil eden glavnih vzrokov za njegovo uveljavitev.

V spodnji tabeli si oglejmo primerjavo med različicami PCIe, saj je njena hitrost odvisna od razpoložljive konfiguracije:

V.	Uvod	Prevoz po voznem pasu	Širina traku
× 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)

Združljivost nazaj Ali potrebujemo PCI Express 4.0?

Trenutno najbolj znana aplikacija, za katero vsi vemo, da uporabljamo reže PCIe, je prek grafične kartice. V tem trenutku vsi vemo, da za spoštljivo igralno ekipo potrebujemo namensko grafično kartico, ki deluje prek PCIe 3.0 x16, torej imamo 126 Gbps vodilo za prenos podatkov. Koliko pa jih v resnici potrebujemo? No, za prenos za igro v ločljivosti 4K pri 144 Hz in 10-bitni barvni globini bi potrebovali približno 35, 8 Gbps vodila.

To pomeni, da imamo širino vodila približno 70% za prenos slikovnih podatkov. Ne pozabimo, da gre za dvosmerne podatke, tako da tukaj že pride v poštev zgornja in spodnja vodila. Trenutno zagotovo nima smisla imeti PCie 4.0 na primer na grafični kartici. Če govorimo o več GPU-ju, bi bila širina zaradi vzporednosti bistveno bolj uporabljena, a vseeno ostala.

Lahko pa rečemo tudi , da ga potrebujemo in to je posledica vključitve novih NVMe SSD diskov. Do zdaj so vsi delali s PCI 3.0 x4, vendar so v tem pogledu proizvajalci kmalu našli mejo in dosegli hitrost branja zelo blizu tistih 3, 94 GB / s, ki so bili na voljo. Rešitev ni v tem, da bi v režo M.2 uvedli več stez s preprosto omejitvijo zmogljivosti CPU-ja in čipov, ampak povečanje na dvakratno pasovno širino, saj proizvajalci, kot sta AORUS ali Corsair, že imajo svoj M.2 PCie 4.0 a več kot 4000 MB / s.

Kaj se torej zgodi z uporabniki, ki vzdržujejo svoj PCIe 3.0 in želijo uporabljati obrobni 4.0? No, s povezljivostjo ne bo imel težav, saj PCIe že od začetka ponuja povratno združljivost s prejšnjimi standardi. Dejansko bodo 3.0, 4.0 in kmalu 5.0 v svojih prenosih še naprej uporabljali kodiranje 128b / 130b. Edina pomanjkljivost bo, da bo omejila hitrost avtobusa.

PCI Express 4.0 na SSD in grafični kartici

Zagotovo je treba izpostaviti odlično delo, ki je bilo opravljeno na trdnih skladiščih. Ker se je pojavil vmesnik M.2, ki deluje na voznih pasovih x4 in po protokolu NVMe, so se hitrosti v nekaj mesecih pomnožile in za konfiguracijo pomnilnika, ki temelji na 3D NAND, potrebovali več kot 4000 MB / s.

Proizvajalci, kot sta AORUS ali Corsair, so predstavili svoje nove SSD diske, ki lahko delujejo s teoretičnimi hitrostmi 5000 MB / s pri zaporednem branju in 4400 MB / s v pisni obliki s Toshibinim NAND 3D TLC arhitekturo. Te številke so približno 40% več kot prejšnja generacija SSD -jev in še zdaleč niso dosegle meje, saj kljub temu ostaja pot do 7 , 88 GB / s na voljo v samo 4 stezah.

Ta sprememba prinaša nekaj podrobnosti, ki jih je treba upoštevati pri nameščanju teh SSD-jev, na primer potrebo po aktiviranju politike predpomnilnika pisanja, da dosežete boljše prenose. Seveda je še ena nekoliko pomembna podrobnost ta, da je PCIe kompatibilna plošča in za zdaj jih bo imel le AMD.

Priporočamo, da preverite obe možnosti za najboljšo zmogljivost SSD-ja

Druga naprava, ki jo imamo na trgu s PCI Express 4.0, so nove grafične kartice AMD Radeon RX 5700 in 5700 XT. Za praktične namene to ni nekaj pomembnega, saj smo jasno videli, da s 3.0 ostanemo, vendar ni napačno implementirati novi standard in voditi pot.

AMD Ryzen 3000 in AMD X570, prva združljiva s PCI Express 4.0

Prvi proizvajalec na trgu namizja s tem novim PCIe 4.0 je bil AMD, zahvaljujoč svoji novi generaciji procesorjev Ryzen. Nekateri CPU-ji z litografijo v 7 nm FinFET-u so bili krščeni kot Zen2, ki zdaj ponujajo 16 pasov PCIe 4.0 v komunikacijskem vmesniku V / I za grafično kartico in skupno 24 stez. Ne le, da so obdelovalci z zelo izboljšano zmogljivostjo pri ravnanju z navodili, ampak so sposobni delati s precej večjo količino podatkov.

Pravzaprav nove matične plošče, prilagojene tej novi generaciji, uporabljajo čipset AMD X570, ki ima manj kot 20 stez PCI Express 4.0. V članku, ki smo ga že pripravili, bomo videli primerjavo med čipsetom X570 proti X470 itd., Ena glavnih pa je ta. Osnovna konfiguracija je sestavljena iz 8 pasov, ki bodo obvezni za PCIe 4.0, nadaljnjih 8 pasov pa lahko uporabite tudi za druge naprave, kot so SATA ali zunanje naprave, kot je USB, na primer, pri čemer imajo proizvajalci nekaj svobode pri dodeljevanju. Preostale 4 steze so po izbiri proizvajalcev, čeprav bodo načeloma namenjene konfiguraciji 4x SATA 6 Gbps ali 2x PCIe 4.0 x2.

Zahvaljujoč moči teh dveh elementov komunikacijsko vodilo med CPU-jem in čipsetom sestavlja 4 steze PCI Express 4.0. Kar zadeva dodelitev slotov, vidimo tudi kar nekaj novih funkcij v primerjavi s prejšnjo generacijo, saj je sam čipset predstavil nekaj drugih slotov PCIe x1 in x16 (deluje na x4) 4.0 in celo dva M.2 x4 reža za ti novi SSD diski. Druga bistvena sprememba je podpora do 8 USB 3.1 Gen2 10 Gbps vrat, kar doslej ni bilo mogoče.

Glede ostale strojne opreme, združljive s PCI Express 4.0, lahko omenimo procesor IBM POWER9 ali Falcon Mesa FPGA z Intelovim 10nm proizvodnim procesorjem, ki je združljiv s PCI Express 4.0 kot vgrajenim blokom IP prek EMIB. Nova generacija Intelovih procesorjev še prihaja, jasno pa je, da bo implementiral tudi PCI Express 4.0.

Razlika v zmogljivosti NVME PCI Express 3.0 v primerjavi z PCI Express 4.0

Čeprav lahko v svojih pregledih hitro poiščemo, bomo primerjali zaporedno branje in pisanje PCI Express 3.0 SSD s četrto generacijo s PCI Express 4.0. Popolni kandidati so Corsair MP510 vs. MP600.

Model	Zaporedno branje (MB / s)	Zaporedno pisanje (MB / s)
Corsair MP510	3.480MB / s	2.700 MB / s
Corsair MP600	4.950MB / s	4.250MB / s

In tu so naši testi:

Sklepi in prihodnost industrije

Če moramo biti pozorni na nekaj, je PCI e 4.0 za zdaj največja prednost v smislu pomnilniških naprav in notranje komunikacije med napravami, na primer CPU in čipsetom. Strojna oprema, kot so grafične kartice, še zdaleč ne zaide v težavno različico 3.0 in še precej manj na ta 4.0, zato bo za igralce igralcev rezultat praktično enak.

PCI-SIG je letos že odklenil svoj PCIe 5.0 vmesnik, vendar je jasno, da matične plošče s tem vodilom ne bomo videli vsaj do leta 2022, da bi poskušali nekoliko podaljšati življenjsko dobo trenutnega standarda, za danes pa ta 4.0 še vedno Nima širokega nabora aplikacij od vsakega do običajnega uporabnika.

Zapuščamo vam naslednje članke:

Če želite zagotoviti več informacij o tej temi ali imate kakršna koli vprašanja, vas vabimo, da nam pišete v polju za komentar ali o njih razpravljate na našem forumu strojne opreme.