→ Pci express 4.0 gen4

„PCI Express 4.0 “ jau yra mūsų stalinių kompiuterių realybė, nes pasirodė naujos kartos „ AMD Ryzen Zen2“ ir AMD X570 mikroschemų rinkinys. Naujasis „PCI-SIG“ standartas buvo su mumis nuo 2017 m., Tačiau būtent per pirmąjį šių metų pusmetį gamintojai turėjo galimybę pradėti naudoti jį taip, kaip jis yra vertas. Šiame straipsnyje pamatysime viską, ką turime žinoti apie šią naują ar, geriau tariant, atnaujintą ryšių sąsają.

Turinio rodyklė

PCI Express raida ir naujienos

Taip pat žinomas kaip PCI Express arba tiesiog PCI-e, tai yra greitaeigė magistralė, kuri šiandien naudojama visoje stalinėje ir profesionalioje kompiuterių įrangoje. Beveik visi didelio našumo kompiuterio komponentai siunčia įvesties ir išvesties duomenis per tokią magistralę.

Pagal šį komunikacijos standartą subjektas yra PCI-SIG ir pirmą kartą atrado šią 4.0 versiją 2017 m., Tačiau ji nepasiekė mūsų ir net mūsų stalinių kompiuterių iki šių 2019 metų. Ir priežastis labai paprasta, iki šiol Labai nedaugeliui įrenginių reikėjo didesnio pralaidumo, nei mums suteikia „PCIe 3.0“, tačiau pasirodžius naujiems „NVMe“ kietojo kūno atminties įrenginiams ir didesniam duomenų mainų tarp procesoriaus ir mikroschemų rinkinio tankiui, ši magistralė įvesta iš supakuota pramonėje.

Nuo šio standarto įdiegimo 2003 m. Mes iš viso išbandėme keturis atnaujinimus. Visuose juose buvo konstanta, ty dvigubai padidės autobuso plotis kiekvienoje iteracijoje. Kiekvienos versijos rinkoje galiojimo laikas yra maždaug 4 metai, kol pasirodys 3.0 versija, kuri iki 2017 m. Buvo išlaikyta ne mažiau kaip 7 metus. „PCI-SIG“ jau atrado net kitą atnaujinimą - „ PCIe 5.0“ - tame pačiame 2019 m. Ketvirtyje, tačiau staliniuose kompiuteriuose su šiuo autobusu liksime dar mažiausiai trejus metus, nes nedaug yra įrenginių, kuriems vis dar reikia tokio pralaidumo.

Juostos plotis

„PCI Express“ grindžiamos juostomis, arba duomenų juostomis, primenančiomis magistralės juostą, tačiau kur automobiliai gali judėti į abi puses, nors šiuo atveju yra elektra. Tiksliau, PCIe 4.0 gali padvigubinti 3.0 versijos perdavimo greitį ir taip pasiekti ne mažiau kaip 16 GT / s (Transfer Gigabits) kiekvienai iš šių aukštyn ir žemyn juostų, nes ji yra dvikryptė. Jei šį matavimą perduosime vertėms, su kuriomis dirbame kiekvieną dieną, kiekviena juosta susidurs su 1969, 2 MB / s greičiu, palyginti su 984, 6 MB / s PCIe 3.0 magistralėje.

Kitas aspektas, kuris taip pat pagerėja, yra ryšio vėlavimas, turint didesnį magistralės plotį ir PHY imtuvą, kuris atitinkamo PCIe valdiklio dėka valdo kiekvienos juostos elektrinę pakraščio informaciją. Praktiniais tikslais pasiekiamas geresnis magistralės sodrumo valdymas ir sumažintas I / O ryšių delsos laikas, pagerinant mastelį priklausomai nuo to, kokius įrenginius jungiame.

Atsižvelgiant į poreikį, „ PCI Express 4.0“ šiandien dar nėra būtinas, tačiau tai būdas pasiruošti artimiausiai ateičiai. Tinklo ryšys 10 Gbps dažniu tampa vis dažnesnis, ypač dabar, kai ateina 5G. Didelė USB 3.1 Gen2 jungties ir netrukus USB 3.2 su 20 Gbps paklausa kartu su naujais NVMe PCIe x4 SSD diskais , kuriems jau nustatyta 3, 94 GB / s riba, buvo viena pagrindinių jo įgyvendinimo priežasčių.

Pažiūrėkime šioje lentelėje palyginimą tarp skirtingų PCIe versijų, nes jos greitis priklauso nuo galimos konfigūracijos:

V.	Įvadas	Pervežimas eismo juosta	Juostos plotis
× 1	× 4	× 16
1.0	2003 metai	2, 5 GT / s	250 MB / s (2 Gb / s)	1, 0 GB / s	4, 0 GB / s (32 Gb / s)
2.0	2007 metai	5, 0 GT / s	500 MB / s (4 Gb / s)	2, 0 GB / s	8, 0 GB / s (64 Gb / s)
3.0	2010 metai	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 metai	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 metai	32, 0 GT / s	3938 MB / s (31, 6 Gb / s)	15, 75 GB / s	63, 0 GB / s (32 Gb / s)

Atgalinis suderinamumas Ar mums reikia „PCI Express 4.0“?

Šiuo metu garsiausia programa, kurią visi žinome norėdami naudoti PCIe lizdus, ​​yra per vaizdo plokštę. Šiuo metu visi žinome, kad save gerbiančiai žaidimų komandai reikia specialios vaizdo plokštės, kuri veikia per PCIe 3.0 x16, tai yra, turime 126 Gbps magistralę duomenims perduoti. Bet kiek mums iš tikrųjų reikia? Na, perduodant žaidimą 4K raiška esant 144 Hz ir 10 bitų spalvų gyliui, mums reikės maždaug 35, 8 Gbps autobuso.

Tai reiškia, kad turime maždaug 70% magistralės, perduodančią vaizdo duomenis. Prisiminkime, kad tai yra dvikrypčiai duomenys, todėl čia jau įeina aukštupio ir žemupio magistralės svarstymai. Taigi, šiuo metu nėra prasmės, pavyzdžiui, turėti PCie 4.0 grafikos plokštėje. Na, jei kalbėtume apie daugialypius GPU, plotis būtų žymiai labiau naudojamas dėl lygiagretumo, bet vis tiek liko.

Bet mes taip pat galime pasakyti, kad mums to reikia, ir taip yra dėl naujų NVMe SSD įtraukimo. Iki šiol jie visi dirbo naudodamiesi PCI 3.0 x4, tačiau šiuo aspektu gamintojai netrukus rado ribą ir skaitymo sparta pasiekė labai artimą turimiems 3, 94 GB / s. Sprendimas yra ne įvesti daugiau juostų į M.2 lizdą, tiesiog apribojant procesoriaus ir lustų rinkinio talpą, bet padidinti jį iki dvigubo pralaidumo, nes tokie gamintojai kaip AORUS ar Corsair jau turi savo „M.2 PCie 4.0 a“. daugiau nei 4000 MB / s.

Taigi, kas nutinka vartotojams, kurie palaiko savo PCIe 3.0 ir nori naudoti periferinį 4.0? Na, tai neturės jokių problemų dėl ryšio, nes nuo pat pradžių „ PCIe“ siūlė atgalinį suderinamumą su ankstesniais standartais. Tiesą sakant, 3.0, 4.0 ir netrukus 5.0 ir toliau perduos 128b / 130b kodavimą. Vienintelis trūkumas bus tas, kad jis apribos autobuso greitį.

„PCI Express 4.0“ SSD ir vaizdo plokštėje

Be abejo, reikėtų pabrėžti puikų darbą, kuris buvo padarytas saugiai sandėliuojant. Kadangi M.2 sąsaja veikė x4 juostose ir pagal NVMe protokolą, greitis padidėjo per keletą mėnesių, todėl jos atminties konfigūracijai, paremtai 3D NAND, prireiks daugiau nei 4000 MB / s.

Tokie gamintojai kaip AORUS ar Corsair pristatė savo naujus SSD, galinčius dirbti teoriniu 5000 MB / s greičiu nuosekliajame skaityme ir 4400 MB / s rašytiniu greičiu, naudodamiesi „Toshiba“ NAND 3D TLC architektūra. Šie skaičiai yra maždaug 40% daugiau nei ankstesnės kartos SSD ir toli gražu nepasiekė ribos, nes, nors tai ir toliau yra būdas pasiekti 7 , 88 GB / s, pasiekiamą tik 4 juostose.

Šis pakeitimas suteikia kai kurias detales, į kurias reikia atsižvelgti diegiant šiuos SSD, pavyzdžiui, poreikį suaktyvinti rašymo talpyklos politiką norint pasiekti geresnius perdavimus. Žinoma, dar viena svarbi detalė yra su PCIe suderinama plokštė, kurią kol kas turės tik AMD.

Rekomenduojame patikrinti abi parinktis, kad SSD būtų geriausias našumas

Kitas įrenginys, kurį turime rinkoje su „PCI Express 4.0“, yra naujos vaizdo plokštės „ AMD Radeon RX 5700“ ir „5700 XT“. Praktiniais tikslais tai nėra kažkas svarbaus, nes aiškiai matėme, kad su 3.0 esame likę, tačiau nėra neteisinga įgyvendinti naują standartą ir parodyti kelią.

Pirmieji „AMD Ryzen 3000“ ir „AMD X570“, suderinami su „PCI Express 4.0“

Pirmasis gamintojas, kuris įleido į stalinių kompiuterių rinką su šiuo naujuoju „PCIe 4.0“, buvo AMD, savo naujos kartos „Ryzen“ procesorių dėka. Kai kurie procesoriai su litografija, esant 7 nm „FinFET“, pakrikštyti kaip „Zen2“ ir dabar siūlo 16 juostų PCIe 4.0 jos komunikacijos sąsajos I / O grafikos plokštėms ir iš viso 24 juostas. Jie ne tik yra procesoriai, kurių darbo našumas yra žymiai patobulintas tvarkant instrukcijas, bet ir jie gali dirbti su daug didesne duomenų apimtimi.

Tiesą sakant, naujosios pagrindinės plokštės, pritaikytos šiai naujai kartai, naudoja AMD X570 mikroschemų rinkinį, kuris turi ne mažiau kaip 20 juostų „PCI Express 4.0“. Straipsnyje, kurį jau paruošėme, pamatysime X570 vs X470 mikroschemų rinkinio ir tt palyginimą, o vienas iš pagrindinių yra šis. Pagrindinę konfigūraciją sudaro 8 juostos, kurios bus privalomos „PCIe 4.0“, o dar 8 juostos gali būti naudojamos kitiems įrenginiams, tokiems kaip SATA, ar periferiniams įrenginiams, pvz., USB, gamintojai turi tam tikrą paskirstymo laisvę. Likusias 4 juostas gamintojai gali laisvai pasirinkti, nors iš esmės jos bus skirtos 4x SATA 6 Gbps arba 2x PCIe 4.0 x2 konfigūracijai.

Dėl šių dviejų elementų galios, ryšio magistralė tarp procesoriaus ir mikroschemų rinkinio susideda iš 4 PCI Express 4.0 juostų. Kalbant apie lizdų paskirstymą, mes taip pat matome nemažai naujų funkcijų, palyginti su ankstesne karta, nes pats mikroschemų rinkinys pristatė keletą kitų PCIe x1 ir x16 lizdų (dirbančių x4) 4.0 ir net du M.2 x4 lizdus, skirtus šie nauji SSD. Kitas esminis pakeitimas yra iki 8 USB 3.1 Gen2 10 Gbps jungčių palaikymas, kas iki šiol nebuvo įmanoma.

Kalbant apie kitą aparatūrą, suderinamą su PCI Express 4.0, galime paminėti „ IBM POWER9“ procesorių arba „ Falcon Mesa FPGA“ su „Intel“ 10 nm gamybos procesoriumi, kuris suderinamas su PCI Express 4.0 kaip įmontuotu IP bloku per EMIB. Naujos kartos „Intel“ procesoriai dar tik ateina, ir akivaizdu, kad ji taip pat įdiegs „PCI Express 4.0“.

NVME našumo skirtumas „PCI Express 3.0“ ir „PCI Express 4.0“

Nors tai yra kažkas, ko galime greitai ieškoti peržvelgdami, mes palyginsime nuoseklų „ PCI Express 3.0“ SSD skaitymą ir rašymą su ketvirtosios kartos ir „ PCI Express 4.0“. Puikiausi kandidatai yra „ Corsair MP510“ ir „MP600“.

Modelis	Eilinis rodmuo (MB / s)	Eilinis rašymas (MB / s)
„Corsair MP510“	3480 MB / s	2700 MB / s
„Corsair MP600“	4950 MB / s	4 250 MB / s

Ir čia mūsų testai:

Išvados ir pramonės ateitis

Jei yra kažkas, ką turime aiškiai pasakyti, tai yra tai, kad šiuo metu „PCI e 4.0“ siūlo maksimalų pranašumą, kalbant apie saugojimo įrenginius ir vidinę komunikaciją tarp įrenginių, pavyzdžiui, procesoriaus ir mikroschemų rinkinio. Aparatinė įranga, tokia kaip grafikos plokštės, vis dar toli gražu nepatenka į nesklandumų 3.0 ir dar mažiau šią 4.0 versiją, taigi žaidėjams rezultatas bus praktiškai vienodas.

„PCI-SIG“ jau atrado savo „PCIe 5.0“ sąsają šiais metais, tačiau akivaizdu, kad pagrindinės plokštės su šiuo autobusu nematysime bent jau iki 2022 m., Kad šiek tiek pamėgintume pratęsti dabartinio standarto veikimą, nes šiandien šis 4.0 vis tiek Jis neturi plataus taikymo diapazono nuo kiekvieno paprasto vartotojo.

Mes paliekame jums šiuos straipsnius:

Jei norite pateikti daugiau informacijos šia tema ar turite kokių nors klausimų, kviečiame parašyti mums komentarų lauke arba aptarti tai mūsų aparatūros forume.