→ Pci express 4.0 gen4

PCI Express 4.0, yeni nesil AMD Ryzen Zen2 ve AMD X570 yonga setinin gelmesi sayesinde masaüstü bilgisayarlarımızda zaten bir gerçek. Yeni PCI-SIG standardı 2017'den beri bizimle birlikte, ancak üreticilerin hak ettiği kullanımı vermeye başlaması için bir seçenek olduğu yılın bu ilk yarısında oldu. Bu yazıda, bu yeni veya daha iyi söylenmiş güncellenmiş iletişim arayüzü hakkında bilmemiz gereken her şeyi göreceğiz.

İçindekiler dizini

PCI Express gelişimi ve haberler

PCI Express veya sadece PCI-e olarak da bilinen bu sistem, günümüzde tüm masaüstü ve profesyonel bilgi işlem ekipmanlarında kullanılan yüksek hızlı bir veri yoludur. Bir bilgisayardaki neredeyse tüm yüksek performanslı bileşenler, böyle bir veri yolu üzerinden giriş ve çıkış verileri gönderir.

Bu iletişim standardı altındaki varlık, 2017'de ilk kez PCI-SIG'dir ve bu sürüm 4.0'ın kilidini açmıştır, ancak 2019'a kadar bize ve hatta masaüstü bilgisayarlarımıza ulaşmamıştır. Ve nedeni şimdiye kadar çok basit , Çok az sayıda aygıtın PCIe 3.0'ın bize verdiğinden daha yüksek bir bant genişliğine ihtiyacı vardı, ancak yeni NVMe katı hal depolama birimlerinin gelmesi ve CPU ile Yonga Seti arasında daha yüksek veri alışverişi yoğunluğu ile bu veri yolu sektöründe paketlenmiş.

Bu standart 2003 yılında uygulandığından, toplam dört güncellemeden geçtik. Hepsinde bir sabit olmuştur ve bu her yinelemede veri yolu genişliğinin iki katına çıkarılmasıdır. Piyasadaki her versiyonun süresi, 2017'ye kadar 7 yıldan az olmamak üzere 3.0 versiyonunun gelmesine kadar yaklaşık 4 yıldır. PCI-SIG, 2019'un aynı çeyreğinde bir sonraki güncelleme olan PCIe 5.0'ı bile açtı, ancak masaüstlerinde en az üç yıl daha bu otobüsle kalacağız, çünkü bunlardan azı hala böyle bant genişliğine ihtiyaç duyan cihazlar.

Bant genişliği

PCI Express, otoyol şeridine benzeyen şeritlere veya veri şeritlerine dayanır, ancak bu elektrik durumunda, arabaların her iki yönde de dolaşabileceği yerler. Özellikle, PCIe 4.0, sürüm 3.0'ın aktarım hızını iki katına çıkarabilir, böylece çift yönlü olması nedeniyle bu yukarı ve aşağı şeritlerin her biri için 16 GT / s'den (Transfer Gigabits) daha az olamaz. Bu ölçümü günlük olarak çalıştığımız değerlere geçirirsek, PCIe 3.0 veri yolu için 984, 6 MB / sn ile karşılaştırıldığında, her şerit için 1969, 2 MB / sn'lik bir hız ile karşı karşıyayız .

Ayrıca gelişen bir diğer özellik, daha büyük bir veri yolu genişliğine ve karşılık gelen PCIe denetleyicisi sayesinde şeritlerin her birinin elektriksel marjının bilgisini yöneten bir PHY alıcısına sahip olan iletişimdeki gecikmedir. Pratik amaçlar için, daha iyi veri yolu doygunluğu yönetimi ve G / Ç iletişiminde daha az gecikme sağlandı ve hangi cihazlara bağlı olduğumuza bağlı olarak ölçeklenebilirliği artırdı.

İhtiyaç söz konusu olduğunda, PCI Express 4.0 bugün henüz vazgeçilmez değil, yakın geleceğe hazırlanmanın bir yoludur. 10 Gbps'de ağ iletişimi, özellikle 5G'nin gelişiyle daha sık hale geliyor. USB 3.1 Gen2 bağlantısı ve yakında 20 Gbps'li USB 3.2 için yüksek talep ve 3.94 GB / s'de limiti zaten bulan yeni NVMe PCIe x4 SSD'ler, uygulamanın ana nedenlerinden biri oldu.

Aşağıdaki tabloda, mevcut yapılandırmaya bağlı olarak hızı olarak farklı PCIe sürümleri arasında bir karşılaştırma görelim:

V.	tanıtım	Şerit ile transfer	Bant genişliği
× 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)

Geriye Dönük Uyumluluk PCI Express 4.0'a ihtiyacımız var mı?

Şu anda PCIe yuvalarını kullanmayı bildiğimiz en ünlü uygulama grafik kartıdır. Şimdiye kadar hepimiz biliyoruz ki kendine saygılı bir oyun takımı için PCIe 3.0 x16 ile çalışan özel bir grafik kartına ihtiyacımız var, yani veri aktarmak için 126 Gbps'lik bir veriyolumuz var. Ama gerçekten ne kadar ihtiyacımız var? 144 Hz ve 10 bit renk derinliğinde 4K çözünürlükte bir oyun aktarımında yaklaşık 35, 8 Gbps veriyoluna ihtiyacımız olacak.

Bu, görüntü verilerinin aktarımı için yaklaşık % 70'lik bir veri yolu genişliğimiz olduğu anlamına gelir. Bunun çift yönlü veri olduğunu hatırlayalım, bu yüzden burada yukarı ve aşağı veri yolu dikkate alınır. Bu nedenle, şu anda bir grafik kartında PCie 4.0 olması kesinlikle mantıklı değil. Çoklu GPU hakkında konuşursak, paralellik nedeniyle genişlik çok daha fazla kullanılır, ancak yine de fazlasıyla yeterli olur.

Ancak buna ihtiyacımız olduğunu da söyleyebiliriz ve bunun nedeni yeni NVMe SSD'lerin dahil edilmesidir. Şimdiye kadar hepsi PCI 3.0 x4 kullanarak çalıştılar, ancak bu açıdan üreticiler yakında bu sınırı buldular ve mevcut 3, 94 GB / s'ye çok yakın okuma oranlarına ulaştılar. Çözüm, CPU ve yonga setinin kapasitesini sınırlayarak M.2 yuvasına daha fazla şerit sokmak değil, AORUS veya Corsair gibi üreticilerin zaten kendi M.2 PCie 4.0 a'sına sahip olduğu için bant genişliğinin iki katına çıkarmaktır. 4000 MB / sn'den fazla.

Peki, PCIe 3.0'larını koruyan ve çevresel 4.0 kullanmak isteyen kullanıcılara ne olur? Başlangıçta PCIe, önceki standartlarla geriye dönük uyumluluk sunduğundan, bağlantı açısından herhangi bir sorun yaşamayacak. Aslında 3.0, 4.0 ve yakında 5.0, transferlerinde 128b / 130b kodlamasını kullanmaya devam edecektir. Tek dezavantajı, otobüsün hızını sınırlayacağıdır.

SSD ve grafik kartında PCI Express 4.0

Katı depolamada yapılan mükemmel iş kesinlikle vurgulanmalıdır. M.2 arabirimi x4 şeritlerde ve NVMe protokolü altında çalıştığından, hızlar birkaç ay içinde çoğaldı ve 3D NAND tabanlı bellek yapılandırmaları için 4000 MB / s'den fazlasına ihtiyaç duyuldu.

AORUS veya Corsair gibi üreticiler , Toshiba'nın NAND 3D TLC mimarisi ile sıralı okumada 5000 MB / s ve 4400 MB / s teorik hızlarda çalışabilen yeni SSD'lerini açıkladı . Bu rakamlar , önceki SSD neslinden yaklaşık % 40 daha fazladır ve sınıra ulaşmaktan çok uzaktır, çünkü sadece 4 şeritte 7 , 88 GB / s'ye kadar yoluna devam etmektedir.

Bu değişiklik, bu SSD'leri yüklerken dikkate alınması gereken bazı ayrıntıları getirir, örneğin daha iyi aktarımlar elde etmek için yazma önbellek politikasını etkinleştirme ihtiyacı. Tabii ki, biraz önemli bir ayrıntı da PCIe uyumlu bir panoya sahip olmak ve şimdilik sadece AMD'ye sahip olacak.

SSD ile en iyi performansı elde etmek için her iki seçeneği de kontrol etmenizi öneririz

PCI Express 4.0 ile piyasada bulunan diğer cihaz ise yeni AMD Radeon RX 5700 ve 5700 XT grafik kartları. Pratik amaçlar için bu önemli bir şey değildir, çünkü 3.0 ile geride bırakıldığımızı açıkça gördük, ancak yeni standardı uygulamak ve öncülük etmek yanlış değildir.

AMD Ryzen 3000 ve AMD X570, ilk PCI Express 4.0 ile uyumlu

Bu yeni PCIe 4.0 ile masaüstü pazarına giren ilk üretici, yeni nesil Ryzen işlemcileri sayesinde AMD oldu. 7 nm FinFET'te litografiye sahip bazı CPU'lar Zen2 olarak vaftiz edildi ve şimdi grafik kartı için iletişim arabirimi I / O'sunda 16 şerit PCIe 4.0 ve toplam 24 şerit sunuyor. Sadece talimatların işlenmesinde büyük bir performans iyileştirmesi olan işlemciler değil, aynı zamanda çok daha büyük miktarda veriyle çalışabilirler.

Aslında, bu yeni nesle uyarlanan yeni anakartlar, 20 şeritten az PCI Express 4.0'a sahip olmayan bir AMD X570 yonga seti kullanıyor . Önceden hazırladığımız bir makalede, X570 ile X470 yonga seti vb. Arasındaki karşılaştırmayı göreceğiz ve ana olanlardan biri bu. Temel yapılandırma, PCIe 4.0 için zorunlu olacak 8 şeritten oluşur ve SATA gibi diğer aygıtlar veya USB gibi çevre birimleri için de kullanılabilir; örneğin, bazı tahsis özgürlüğü olan üreticiler. Kalan 4 şerit , üreticiler için serbest seçimdir, ancak prensip olarak 4x SATA 6 Gbps veya 2x PCIe 4.0 x2 yapılandırması için tasarlanacaktır.

Bu iki elemanın gücü sayesinde, CPU ve Chipset arasındaki iletişim veriyolu 4 PCI Express 4.0 şeridinden oluşur. Yuva tahsisine gelince, önceki nesle kıyasla oldukça az yeni özellik görüyoruz, çünkü yonga setinin kendisi birkaç başka PCIe x1 ve x16 yuvası (x4'te çalışıyor) 4.0 ve hatta iki M.2 x4 yuvası tanıttı bu yeni SSD'ler. Bir diğer önemli değişiklik, şimdiye kadar mümkün olmayan bir şey olan 8 USB 3.1 Gen2 10 Gbps bağlantı noktasının desteğidir.

PCI Express 4.0 ile uyumlu diğer donanımlara gelince, IBM POWER9 işlemcisinden veya Intel'in 10nm üretim işlemcisi ile Falcon Mesa FPGA'dan bahsedebiliriz. EMIB. Yeni nesil Intel işlemciler henüz gelmedi ve PCI Express 4.0'ı da uygulayacağı açık.

NVME performans farkı PCI Express 3.0 ve PCI Express 4.0

İncelemelerimiz arasında hızlı bir şekilde arama yapabileceğimiz bir şey olsa da, PCI Express 3.0 SSD'nin dördüncü nesle sıralı okuma ve yazma işlemini PCI Express 4.0 ile karşılaştıracağız. Mükemmel adaylar Corsair MP510 ve MP600.

model	Sıralı okuma (MB / s)	Sıralı yazma (MB / s)
Corsair MP510	3.480MB / s	2.700MB / s
Corsair MP600	4.950MB / s	4.250MB / s

Ve burada testlerimiz:

Sonuçlar ve endüstrinin geleceği

Açık olmamız gereken bir şey varsa, PCI e 4.0'ın depolama aygıtları ve aygıtlar, örneğin CPU ve Chipset gibi dahili iletişim açısından maksimum avantajını sunmasıdır. Grafik kartları gibi donanımlar hala sorun sürüm 3.0 ve bu 4.0'dan daha azına girmekten uzaktır, bu nedenle oyuncular için sonuç pratik olarak performansta aynı olacaktır.

PCI-SIG, bu yıl PCIe 5.0 arayüzünün kilidini açtı, ancak mevcut standardın ömrünü biraz uzatmaya çalışmak için bu otobüsle anakartları en az 2022'ye kadar göremeyeceğimiz açıktır, bugün için bu 4.0 hala Her birinden sıradan kullanıcıya kadar geniş bir uygulama yelpazesine sahip değildir.

Size aşağıdaki makaleleri bırakıyoruz:

Bu konu hakkında daha fazla bilgi vermek veya herhangi bir sorunuz varsa, sizi yorum kutusuna yazmaya veya Donanım Forumumuzda tartışmaya davet ediyoruz.