AMD kindlustas au olla esimene ettevõte, kes tõi PCIe Gen 4 lauaarvutitesse, käivitades X570 kiibistiku 2019. aasta juunis Computexis. PCIe 4.0 lubab tuua palju parandusi PCI Expressi liidesesse, kuna see on suurim muudatus PCIe standardis alates 2010. aastast. Kirjutamise hetkest alates pole PCIe Gen 4 endiselt laialt levinud, kuid see on hakanud saama laialdast kasutuselevõttu mitte ainult sellistelt protsessoritelt ja emaplaatide tootjatelt nagu AMD, aga ka graafikakaartide tootjatelt nagu Nvidia ja AMD enda Radeoni osakond. Kuid kas vajate tõesti PCIe Gen 4? Ja kui jah, siis kuidas sa selle saad? Enne kui neile küsimustele vastame, peame mõistma, mis PCIe 4.0 tegelikult on.
X570-plaadid nagu ASUS ROG X570-liin toetavad PCIe Gen 4 - pilt: ASUS
Mis on PCIe 4.0?
PCIe 4.0 on laialdaselt kasutatava kiire sideliidese PCI või Peripheral Component Interconnect Express uusim areng. Lihtsamalt öeldes on PCIe 4.0 järgmine PCIe liidese iteratsioon, mida kasutatakse lisakaartide, näiteks graafikakaartide ja M.2-draivide ühendamiseks emaplaadiga. PCIe praegune põlvkond PCIe 3.0 on olnud lauaarvutite standard alates 2010. aastast ja PCIe 4.0 pakub sellele nüüd täiendust. Võrreldes vanema, kuid siiski üsna kiire PCIe 3.0-ga pakub uus PCIe 4.0 sisuliselt topelt üldist läbilaskevõimet. See tähendab, et PCIe 4.0 tagab PCIe 3.0-ga kahekordse ribalaiuse, tulles x16 lingi kaudu tohutult 64 GB / s võrreldes nõrga 32 GB / s PCIe 3.0-ga. PCI-SIG-i, PCI-standardit haldava asutuse järgmine diagramm esitab ribalaiuse erinevuse erinevate PCIe põlvkondade vahel.
PCIe põlvkonna ribalaiuse täiustused - pilt: PCI-SIG
Need kaks standardit on aga struktuurilt endiselt väga sarnased. Peamine erinevus seisneb ainult edastuskiirustes ja mõnel juhul materjalis, mida kasutatakse signaali edukaks edastamiseks suurema kiirusega. Kui PCIe 3.0 töötas kiirusega 8 GT / s (bittide 0s ja 1s kiirus), töötas uus PCIe 4.0 kiirusega 16 GT / s sõidurea kohta. See kahekordistab üldise ribalaiuse PCIe 3.0 standardi 32 GB / s-lt 64 GB / s PCIe 4.0-le. Lisaks ribalaiuse eelisele on nende kahe põlvkonna vahel, mis omavad lõppkasutajale mingit tähtsust, väga vähe erinevust. PCIe 4.0-l on parema jõudluse tagamiseks parem signaali usaldusväärsus ja terviklikkus.
Mis on uut?
Noh, me juba arutasime, et peamine asi, mis eristab PCIe 4.0 PCIe 3.0-st, on ribalaiuse suur kasv. Kui PCIe 3.0 maksimaalne ribalaius oli 32 GB / s, kahekordistab PCIe 4.0 64 GB / s. Huvitav on aga see, kuidas PCIe 4.0 suudab ribalaiust kahekordistada. Edastatavate andmete tegeliku hulga määramiseks tuleb mõista kodeerimistehnikat.
PCIe Gen 3.0 ja PCIe Gen 4.0 kasutavad 128b / 130b kodeerimistehnikat, samas kui vanemad põlvkonnad, näiteks PCIe 2.0, kasutasid 8b / 10b kodeerimistehnikat. See kodeerimistehnika muudab 128-bitised andmed 130-bitiseks koodireaks. See tagab andmevoo joonduse ja võimaldab ka kella mõistlikku taastamist. Kella taastamine on ajavõteteabe väljavõtmine andmevoogust. Kõik see tähendab, et iga PCIe Gen 4.0 maksimaalne teoreetiline ribalaius Gbps näeb välja selline:
16GT / s x (128b / 130b) = 15,754Gbps
Kodeerimine võimaldab meil arvutada üldkulusid, mis on vajalikud PCIe andmevoogude edastamiseks, ja see leitakse järgmise valemi abil:
([130b-128b] / 130b) x 100 = 1,54%
Ribalaiuse kahekordistamine on siis võimalik uute PCIe kontrollerite kaudu, nagu AMD X570 ja B550 kiibistikul. Protsessis kasutatakse ka väikese kaduga dielektrilisi materjale, mis võimaldavad suurema kiirusega signaalidel PCBde kaudu edasi levida.
Põlvkondade täiustused PCIe standardites - pilt: PCI-SIG
PCIe 4.0 mängude jaoks
Kuid mida kogu see arvutus ja teoreetiline topeltribalaius mängijatele tähendavad? Kas võime eeldada, et GPU jõudlus ribalaiuse kasvu tõttu kahekordistub? Võib-olla olete juba arvanud, et see pole lihtsalt võimalik. Jah, PCIe 4.0 on küll palju parandanud GPU ühenduvust ribalaiusega emaplaadiga, kuid see ei tähenda reaalses mängus toimivust. Nüüd on olemas PCIe 4.0 GPU-d, nii AMD RX 5000 ja 6000 seeria kui ka PCIe Gen 4 toega Nvidia RTX 3000 graafikakaartidega. Kuid isegi kui ühendate need läikivad uued PCIe Gen 4 graafikakaardid PCIe-ga Gen 4 emaplaat nagu X570 ja PCIe Gen 4 protsessor nagu Zen 3-põhine Ryzen 5000-seeria AMD-lt, ei näeks te endiselt märkimisväärset jõudlust.
Nvidia GeForce RTX 3000 seeria toetab PCIe Gen 4
Aga miks see nii on? Peamine põhjus, miks täiendav ribalaius ei aita parandada jõudlust, on see, et graafikakaardid ei kasuta tänapäeval isegi PCIe Gen 3.0 ribalaiust täielikult. PCIe Gen 3.0 pakub endiselt palju ribalaiust ja isegi kõige tipptasemel graafikakaardid pole isegi selle küllastamiseks lähedal. Tegelikult suudavad paljud kõrgeima klassi kaardid, nagu Nvidia GeForce RTX 3080, töötada oma täieliku jõudluse lähedal isegi PCIe 3.0 x8 või PCIe 2.0 x16 lingi abil. Seetõttu ei aita enam ribalaiuse lisamine ühendusele, mis pole veel küllastunud.
Kui proovime siiski vaadata tulevikku, näeme, et PCIe 4.0 üleliigne ribalaius on eelis millalgi tulevikus. Videomängude vara suurus ja graafiline keerukus suurenevad jätkuvalt iga päevaga, nii et lõpuks võime näha mõnda eelist PCIe lingi lisakiirusel, kui PCIe 3.0 liides lihtsalt ei suuda sammu pidada. Eriti koormusintensiivsete rakenduste puhul, nagu masinõpe, vajavad jätkuvalt üha suuremaid andmekogumeid, võib PCIe 4.0 mängida siiski suurt rolli, võimaldades tuleviku masinaid PCIe lingi ribalaiuse puudumise tõttu tagasi hoida.
PCIe 4.0 salvestamiseks
Nüüd oleme jõudnud peamise põhjuseni, miks PCIe 4.0 on tegelikult atraktiivne uuendus. PCIe 4.0 võimaldab palju-palju kiiremaid salvestusvõimalusi. Seal on PCIe Gen 4 draive, mis purustavad isegi toorarvude poolest kõige kiiremad NVMe PCIe Gen 3 kettad ja seavad SATA-draivid lihtsalt häbisse. PCIe Gen 4-ga näeme lõpuks, et järjestikuste lugemiste arv ületab 5 GB / s numbrit, samas kui PCIe Gen 3 NVMe-draivid kipuvad jõudma umbes 3,5 GB / s. Üks eriti kiire draiv, Gigabyte Aorus M.2 PCIe 4.0, tabab tohutult 5 GB / s lugemist ja 4,3 GB / s kirjutamist, mis on umbes 35–40% suurem järjestikune jõudlus kui isegi kõige kiiremal M.2 PCIe Gen 3 SSD-l. Seda seetõttu, et erinevalt graafikakaartidest saavad selle platvormi SSD-d tegelikult kasutada täiendavat ribalaiust.
PCIe Gen 4 SSD-de kiirused - Pilt: HotHardware
Olukord muutub veelgi äärmuslikumaks, kui lisate segusse RAID-i. Nagu me aastal selgitasime meie artikkel RAID-tasemete kohta , RAID 0 kahekordistab kahe RAID-i sisestatud draivi kiiruse, seades samas ohtu draivide üleliigsuse. Gigabait kasutas lisakaarti PCIe 4.0, mis hoidis RAID 0-s nelja 2TB PCIe M.2 SSD-d ja tabas pilkupüüdvaid lugemisi 15,4 GB / s ja kirjutusi 15,5 GB / s. See on enneolematu jõudlustase, mis on küll tõsi, et väga kallis, kuid tänu PCIe Gen 4 ribalaiuse täiustamisele on see olnud võimalik.
AIC, mida Gigabait kasutas meeletute ribalaiusenumbrite edastamiseks - Pilt: PCWorld
Kuidas saada PCIe 4.0?
Kuigi PCIe 4.0 kõlab vägagi muljetavaldavalt, kui kuulete selliseid numbreid nagu 15 GB / s, on PCIe 4.0 käivitamiseks tõepoolest vaja täita teatud nõudeid. PCIe Gen 4 saamiseks peab olema sisuliselt 3 asja.
- PCIe Gen 4 ühilduv emaplaat
- PCIe Gen 4 ühilduv protsessor
- PCIe Gen 4 ühilduv GPU / SSD
Kui me räägime emaplaatidest, siis on AMD-st kaks kiibistikku, mis kirjutamise ajal praegu PCIe Gen 4 toetavad. X570 kiibistik ja B550 kiibistik on Redi meeskonna ainsad kaks kiibistikku, mis võimaldavad PCIe Gen 4 ühilduvust ja isegi nende kahe vahel võimaldab ainult X570 kiibistik PCIe Gen 4 täieõiguslikku ühilduvust. Vanemad versioonid B450, X470, B350, X370, A320 ja A520 kiibistikud ei toeta PCIe Gen 4 ega toeta kunagi, kuna PCIe põlvkonnad pole tagurpidi ühilduvad. Veelgi enam, TRX40 Threadripperi platvorm ja AMD EPYC Rome serveriplatvorm toetavad ka PCIe Gen 4.
Inteli poolel toetab Z490 platvorm küll PCIe Gen 4, kuigi kirjutamise ajal pole praegu ühtegi funktsiooni toetavat Inteli protsessorit. See peaks peagi muutuma, kuna kinnitatakse, et Inteli 11thGen Rocket Lake'i töölaua protsessorid töötavad lisaks Z490-plaatidele ka toetab ka PCIe Gen 4 nii et see on Team Blue positiivne kraam. Keskmise vahemiku B-seeria ja soodsad H-seeria plaadid ei toeta üldse PCIe Gen 4.
11. põlvkonna Inteli Rocket Lake'i protsessoritel on ka PCIe Gen 4 tugi - Pilt: Intel
Mis puutub protsessoritesse, siis nii AMD Ryzen 3000 seeria kui ka uus AMD Ryzen 5000 seeria toetavad PCIe Gen 4 ametlikult. Kirjutamise ajal pole Intel endiselt oma töölauaprotsessorites PCIe Gen 4 tuge saanud, kuid eelseisev Rocket Lake 11thGen CPU-d toetavad seda funktsiooni.
Lõpuks tooted, mille panete tegelikult PCIe pesadesse. GPU-de osas toetavad seda funktsiooni ametlikult Nvidia RTX 3000 seeria, AMD RX 5000 seeria ja AMD RX 6000 seeria graafikakaardid. SSD-de jaoks on meil palju erinevaid PCIe Gen 4 SSD-sid, mille vahel valida palju erinevaid tootjaid. Mõned märkimisväärsed on Corsair Force MP600, Sabrent Rocket 4.0, Samsung 980 Pro, Seagate FireCuda ja Gigabyte Aorus PCIe 4.0 SSD.
Corsair MP600 on üks kiiremaid PCIe Gen 4 draive - Pilt: Corsair
Kompromissid
Nii nagu iga teise versiooniuuenduse puhul, on ka siin mõned eelised. PCIe 4.0 täiendamisel pole palju puudusi, kuid siin-seal on mõned veidrused, millest peate olema teadlik.
Esiteks töötab PCIe Gen 4 kuumalt. Tegelikud kettad töötavad mitte ainult kuumalt, vaid ka emaplaadi kiibistik töötab PCIe Gen 4 juurutamise tõttu üsna kuumalt. Draivide jaoks tähendab see, et peaaegu kõik seni nähtud kettad on kaasas olnud jahutusradiaatori. Radiaator tagab mälukiipide passiivse jahutuse ja hoiab NAND-välku optimaalsel temperatuuril. Kiibistiku jaoks pidasid emaplaadi tootjad kõige paremaks aktiivse jahutuse lisamist, nii et peaaegu kõigil X570-plaatidel on kaasas ventilaator, mis pöörleb ja tagab koormuse korral kiibistiku aktiivse jahutuse. B550 lauad vabanesid aga ventilaatorist passiivse jahutuse kasuks.
Gigabyte Aorus PCIe Gen 4 SSD-l on jahutusradiaator - Pilt: Gigabyte
Peale kuumade komponentide on olemas ka kompromiss, mis on seotud PCIe 4.0 rakendust sisaldavate emaplaatide hinnaga. Pole üllatav, et X570, B550 ja Z490 plaadid on mõlemas koosseisus kallimad kui B- ja H-seeria võimalused. See muudab PCIe 4.0 versiooniuuenduse pisut keerukaks, kuna ostja peab nüüd ostuotsuse tegemisel kaaluma PCIe 4.0 eeliseid lisakuludega.
Kas peaksite täiendama?
Niisiis, kas teil on põhjust PCIe 4.0 nautimiseks välja minna ja osta tippklassi emaplaat, uuem protsessor ja kallis SSD? Noh, ilmselt mitte. PCIe 4.0 peamine eelis on praegu salvestusosakonnas. Kui te ei ehita täiesti uut masinat nullist, ei tundu PCIe 4.0-s olevat piisavalt stiimulit, et õigustada B450 või X470 plaatide või isegi vanemate Ryzeni või Inteli protsessorite uuemale versioonile üleminekut, kui hoiame jõudlust üks külg. Nagu me varem mainisime, ei mõjuta PCIe 4.0 ka süsteemi mängujõudlust peaaegu üldse, nii et graafikakaardi uuendamine ei sisalda praegu PCIe 4.0 toe küsimust.
Kui salvestusruum pole teie jaoks ülimalt tähtis ja NVMe Gen 3 draivid seda lihtsalt ei lõika, ei tundu PCIe 4.0 vanemate emaplaatide versiooniuuendust väärt. PCIe Gen 4 draivid pakuvad märkimisväärseid eeliseid kasutajate jaoks, kes töötavad võrgu kaudu suurte failidega, või professionaalidele, kes vajavad professionaalsete rakenduste ja videotöötluse jaoks suuremat kiirust. Nagu öeldud, peaks uhiuue süsteemi loomisel olema vaikevalik PCIe emaplaate ja protsessoreid, et veenduda, et süsteem ei takista edasisi täiendusi, kui peaksite tahtma langeda kiiresse Gen 4 draivi. Seetõttu pole vanalt emaplaadilt täiendamiseks palju stiimuleid, kuid uute ehitajate jaoks oleks meie vaikesoovitus minna PCIe Gen 4 funktsiooni toetavate emaplaatidega.
