→ Pci express 4.0 gen4

PCI Express 4.0 вече е реалност в нашите настолни компютри благодарение на пристигането на новото поколение AMD Ryzen Zen2 и чипсета AMD X570. Новият стандарт PCI-SIG е с нас от 2017 г., но това беше през тази първа половина на годината, когато имаше възможност производителите да започнат да му дават нужната му заслуга. В тази статия ще видим всичко, което трябва да знаем за този нов, или по-добре казано, актуализиран комуникационен интерфейс.

Индекс на съдържанието

PCI Express еволюция и новини

Известен също като PCI Express или просто PCI-e, това е високоскоростна шина, която се използва във всички настолни и професионални изчислителни съоръжения днес. Почти всички високоефективни компоненти в компютър изпращат входни и изходни данни през такава шина.

Субектът под този стандарт за комуникация е PCI-SIG и отключи тази версия 4.0 за първи път през 2017 г., но не достигна до нас и дори до нашите настолни компютри до тази година 2019. И причината е много проста, досега, Много малко устройства се нуждаят от по-голяма честотна лента, отколкото ни дава PCIe 3.0, но с пристигането на новите NVMe твърди устройства за съхранение и по-голяма плътност на обмен на данни между процесор и чипсет, тази шина е влязла опаковани в индустрията.

Тъй като този стандарт беше въведен през 2003 г., ние преминахме през общо четири актуализации. Във всички тях има константа и това е да се удвои ширината на шината при всяка итерация. Продължителността на всяка от версиите на пазара е приблизително 4 години, до появата на версия 3.0, която се поддържа не по-малко от 7 години до 2017 г. PCI-SIG вече отключи дори следващата актуализация, PCIe 5.0 през същото тримесечие на 2019 г., но на десктопите ще останем с тази шина поне още три години, тъй като малко са устройствата, които все още се нуждаят от такава честотна лента.

Ширина на лентата

PCI Express се основава на ленти или ленти за данни, наподобяващи лентата на магистрала, но където автомобилите могат да циркулират в двете посоки, макар и в този случай на електричество. По-специално PCIe 4.0 е в състояние да удвои скоростта на предаване на версия 3.0, като по този начин достига не по-малко от 16 GT / s (Transfer Gigabits) за всяка от тези ленти нагоре и надолу, поради факта, че е двупосочен. Ако предадем това измерване на стойности, с които работим ежедневно, се сблъскваме със скорост от 1969, 2 MB / s за всяка лента, в сравнение с 984, 6 MB / s за PCIe 3.0 шината.

Друг аспект, който също се подобрява, е закъснението в комуникациите чрез по-голяма ширина на шината и PHY приемник, който управлява информацията за електрическия запас на всяка от лентите, благодарение на съответния PCIe контролер. За практически цели се постига по-добро управление на насищането на шината и намалена латентност в I / O комуникациите, подобряване на мащабируемостта в зависимост от това кои устройства свързваме.

Що се отнася до нуждата, PCI Express 4.0 все още не е незаменим, а начин да се подготвите за близкото бъдеще. Мрежовите комуникации с 10 Gbps стават все по-чести, особено сега с идването на 5G. Голямото търсене на USB 3.1 Gen2 свързаност и скоро USB 3.2 с 20 Gbps, заедно с новите NVMe PCIe x4 SSD дискове, които вече намериха границата от 3, 94 GB / s, бяха една от основните причини за прилагането му.

Да видим в следната таблица сравнение между различните версии на PCIe, като неговата скорост в зависимост от наличната конфигурация:

V.	въведение	Трансфер по лента	Ширина на лентата
× 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)

Обратна съвместимост Имаме ли нужда от PCI Express 4.0?

В момента най-известното приложение, за което всички знаем да използваме PCIe слотовете, е чрез графичната карта. В този момент всички знаем, че за един уважаващ себе си игрален екип се нуждаем от специализирана графична карта, която работи чрез PCIe 3.0 x16, тоест разполагаме с шина 126 Gbps за прехвърляне на данни. Но колко наистина ни трябват? Е, при трансфер за игра с 4K резолюция при 144 Hz и 10-битова дълбочина на цветовете, ще ни трябва приблизително 35, 8 Gbps шина.

Това означава, че имаме ширина на шината приблизително 70% за прехвърляне на данни от изображения. Нека си спомним, че става въпрос за двупосочни данни, така че тук вече влиза вниманието на шината нагоре и надолу по течението. Така че в момента определено няма смисъл да има PCie 4.0 например на графична карта. Ако говорим за мулти GPU, добре, ширината би била значително по-използвана поради паралелизма, но все пак повече от достатъчна.

Но можем също така да кажем, че имаме нужда от това и това се дължи на включването на новите NVMe SSD дискове. Досега всички работеха с PCI 3.0 x4, но в този аспект производителите скоро намериха границата, достигайки скоростта на четене много близка до тези 3, 94 GB / s, които бяха на разположение. Решението е да не се въвеждат повече платна в слота M.2, като просто се ограничи капацитетът на процесора и чипсета, а да се увеличи до два пъти честотната лента, тъй като производители като AORUS или Corsair, вече имат собствен M.2 PCie 4.0 a повече от 4000 MB / s.

И така, какво се случва с потребителите, които поддържат своя PCIe 3.0 и искат да използват периферен 4.0? Е, няма да има проблем по отношение на свързаността, тъй като от самото начало PCIe предлага обратно съвместимост с предишни стандарти. Всъщност 3.0, 4.0 и скоро 5.0 ще продължат да използват 128b / 130b кодиране в своите трансфери. Единственият недостатък ще бъде, че ще ограничи скоростта на автобуса.

PCI Express 4.0 на SSD и графична карта

Отличната работа, която е свършена при твърдо съхранение, със сигурност трябва да се подчертае. Тъй като интерфейсът M.2 изглежда работеше в x4 ленти и по протокол NVMe, скоростите се умножиха за месеци, като за конфигурациите на паметта му се базираха повече от 4000 MB / s, базирани на 3D NAND.

Производители като AORUS или Corsair представиха новите си SSD дискове, способни да работят с теоретична скорост от 5000 MB / s при последователно четене и 4400 MB / s в писмена форма с NAND 3D TLC архитектурата на Toshiba. Тези цифри са приблизително с 40% повече от предишното поколение SSD и далеч не са достигнали лимита, тъй като, въпреки че остава пътят до 7 , 88 GB / s, наличен само в 4 ленти.

Тази промяна води до някои подробности, които трябва да се вземат предвид при инсталирането на тези SSD дискове, например необходимостта да се активира политиката за кеш на запис, за да се постигнат по-добри трансфери. Разбира се, друга леко важна подробност е наличието на PCIe съвместима платка и засега само AMD ще ги има.

Препоръчваме да проверите и двете опции, за да имате най-добра производителност със SSD

Другото устройство, което имаме на пазара с PCI Express 4.0, са новите графични карти AMD Radeon RX 5700 и 5700 XT. За практически цели не е нещо важно, тъй като ясно видяхме, че с 3.0 сме останали, но не е грешно да приложим новия стандарт и да водим по пътя.

AMD Ryzen 3000 и AMD X570, първият съвместим с PCI Express 4.0

Първият производител, пуснал на пазара за настолни компютри с този нов PCIe 4.0, е AMD, благодарение на новото си поколение процесори Ryzen. Някои процесори с литография в 7 nm FinFET се кръстиха като Zen2, които сега предлагат 16 ленти PCIe 4.0 в своя комуникационен интерфейс I / O за графична карта и общо 24 платна. Те не само че са процесори с значително подобряване на производителността при работа с инструкциите, но и са в състояние да работят с много по-голям обем данни.

Всъщност новите дънни платки, адаптирани към това ново поколение, използват чипсет AMD X570, който има не по-малко от 20 платна PCI Express 4.0. В статия, която вече сме подготвили, ще видим сравнението между чипсет X570 срещу X470 и т.н., а една от основните е тази. Основната конфигурация се състои от 8 ленти, които ще бъдат задължителни за PCIe 4.0, а други 8 ленти могат да се използват за други устройства като SATA или периферни устройства, като например USB, като производителите имат известна свобода на разпределение. Останалите 4 платна са по свободен избор за производителите, въпреки че по принцип те ще са предназначени за конфигурация от 4x SATA 6 Gbps или 2x PCIe 4.0 x2.

Благодарение на силата на тези два елемента, комуникационната шина между процесора и чипсета се състои от 4 плати PCI Express 4.0. Що се отнася до разпределението на слотовете, ние също виждаме доста нови функции в сравнение с предишното поколение, тъй като самият чипсет представи няколко други PCIe x1 и x16 слота (работещи на x4) 4.0 и дори два M.2 x4 слота за тези нови SSD дискове. Друга съществена промяна е поддръжката на до 8 USB 3.1 Gen2 10 Gbps порта, нещо, което досега не беше възможно.

Що се отнася до друг хардуер, съвместим с PCI Express 4.0, можем да споменем IBM POWER9 процесора или Falcon Mesa FPGA с 10nm производствен процесор на Intel, който е съвместим с PCI Express 4.0 като вграден IP блок чрез EMIB. Новото поколение процесори на Intel тепърва предстои и е ясно, че тя ще внедри и PCI Express 4.0.

Разлика в производителността на NVME PCI Express 3.0 срещу PCI Express 4.0

Въпреки че можем да търсим бързо чрез нашите рецензии, ще сравним последователното четене и запис на PCI Express 3.0 SSD с четвърто поколение с PCI Express 4.0. Перфектните кандидати са Corsair MP510 срещу MP600.

модел	Последователно четене (MB / s)	Последователно записване (MB / s)
Corsair MP510	3, 480MB / s	2, 700MB / s
Corsair MP600	4, 950MB / s	4, 250MB / s

И ето нашите тестове:

Заключения и бъдеще на индустрията

Ако има нещо, за което трябва да сме наясно, е, че за момента PCI e 4.0 предлага максималното си предимство по отношение на устройствата за съхранение и вътрешната комуникация между устройства, например CPU и чипсет. Хардуер като графични карти все още е далеч от проблеми с версия 3.0 и много по-малко този 4.0, така че за геймърите резултатът ще бъде практически идентичен по отношение на производителността.

PCI-SIG вече е отключил своя PCIe 5.0 интерфейс тази година, но е ясно, че няма да видим дънни платки с тази шина поне до 2022 г., за да се опитаме да удължим малко живота на сегашния стандарт, за днес този 4.0 все още Той няма широк спектър от приложения от всеки до обикновения потребител.

Оставяме ви със следните статии:

Ако искате да предоставите повече информация по тази тема или имате някакви въпроси, ви каним да ни пишете в полето за коментари или да я обсъждате в нашия хардуерен форум.