PCIe 3.0 vs PCIe 4.0 vs PCIe 5.0: Jaký je rozdíl?

Někdy je těžké uvěřit, jak rychle technologie postupují. Vypadá to, že nám AMD včera představilo svou řadu procesorů Ryzen 3000, která byla dodávána s PCI Express 4.0 jako jednou z jejích hlavních funkcí. Intel dohnal pouze své CPU Rocket Lake, uvedené na trh v roce 2021. Zdá se však, že průmysl je opět připraven pohnout se vpřed. Říká se, že procesory Intel Alder Lake 12. generace přicházejí s PCI Express 5.0, novou verzí specifikace.

Možná jste právě dostali nový hořící počítač s podporou PCIe 4.0. Nabízí se tedy otázka: jaké jsou rozdíly mezi PCIe 5.0 a stávajícími verzemi? A mělo by mi to být jedno?

PCIe 5.0 vs. PCIe 4.0: Zdvojnásobte šířku pásma

Většinou je největším vylepšením mezi různými generacemi PCI Express vždy zvýšení šířky pásma téměř přesně dvojnásobné.

Přenosová rychlost první verze standardu, PCIe 1.0, byla kolem 250 MB/s přes jeden pruh (x1) a byla schopná 2,5 GT/s (gigatransfery). S příchodem PCIe 2.0 došlo ke zdvojnásobení na 500 MB/s respektive 5 GT/s.

S PCIe 4.0 se zvýšil na 1,97 GB/s a 16 GT/s, což je dvojnásobek z 985 MB/s a 8 GT/s z PCIe 3.0. Jsem si jistý, že cvičení už máte - každá nová generace zdvojnásobuje šířku pásma svého předchůdce nebo se blíží jeho zdvojnásobení.

PCIe 5.0 není výjimkou.

PCIe 5.0 je přímým nástupcem standardu PCIe 4.0. A opět, šířka pásma a gigatransferová rychlost se oproti předchozí generaci zdvojnásobují, což umožňuje přenos dat výrazně vyšší rychlostí. Na stole je 32 gigatransférů za sekundu, neboli 32 GT/s, a přenosová rychlost 3,94 GB/s. PCIe 4.0 už bylo šíleně rychlé: stačí se podívat na SSD NVMe s podporou PCIe 4.0 a druhy rychlostí čtení/zápisu, kterých může dosáhnout. PCIe 5.0 bude dvakrát rychlejší ve stejném počtu pruhů.

Příbuzný: Nejlepší levné základní desky PCIe 4.0

Zdvojnásobení rychlosti se samozřejmě snáze řekne, než udělá. Přestože fyzické připojení zůstává stejné a PCIe 5.0 zůstane plně zpětně kompatibilní s předchozími generacemi PCI Express, jeho požadavky se změní tak, aby vyhovovaly vyšší rychlosti. Například základní desky podporující PCIe 5 budou muset pod kapotu přidat větší možnosti pro zvládání ztráty signálu a šumu. Důvodem je, že zrychlení může mít za následek více problémů s integritou signálu (SI), a s tím je třeba počítat, aby se chyby co nejvíce udržely na uzdě.

Následující verze PCI Express, PCIe 6.0, která je již ve vývoji (jak už jste asi uhodli, Konsorcium PCI-SIG se pohybuje rychle), pomůže mu zvýšení šířky pásma a integrity signálu pomocí PAM-4 signalizace. PCIe 5.0 však bude muset použít konvenčnější metody, aby uvolnilo místo pro tyto vyšší rychlosti: kvalitnější stopy základní desky a silnější desky plošných spojů s více vrstvami pro minimalizaci ztráty signálu a impedance.

Proč bych se měl starat o PCI Express 5.0?

Věci jako naše grafické karty ve skutečnosti nepotřebují obscénní množství šířky pásma, které přináší PCIe 5.0, alespoň ne právě teď. Ostatně ani ten největší a nejvýkonnější z aktuální řady NVIDIA, RTX 3090, nedokáže plně saturovat připojení PCIe 4.0 x16. Existuje však mnoho případů použití, kde by se PCIe 5.0 mohla hodit, a to jak pro spotřebitele, tak pro profesionálnější případy. Zařízení, která mohou těžit z větší šířky pásma, ji budou moci správně využívat, zatímco ostatní, kteří ve skutečnosti nepotřebují vyšší rychlost, mohou místo toho pracovat efektivněji s využitím méně pruhů.

Na straně spotřebitelů je hlavní výhodou PCIe 5.0 vysokorychlostní úložiště. Na straně úložiště NVMe disky s rychlostmi PCIe 5.0 budou ohromně rychlé. Například, Samsung 980 Pro, často považovaná za zlatou úroveň jednotek PCIe 4.0, může dosáhnout rychlosti sekvenčního čtení až 6900 megabajtů za sekundu. Jednotka s rychlostmi PCIe 5.0 by potenciálně mohla dosáhnout dvojnásobku. Vysokorychlostní úložiště je důležitější než kdy dříve, například věci DirectStorage společnosti Microsoft slibují výrazné zlepšení našeho herního zážitku. Přestože PCIe 5.0 není v současné době zcela zásadní, je pravděpodobné, že se v budoucnu bude hodit.

PCIe 5.0 bude také velmi důležitý v datových centrech, protože rychlé úložiště a vysokorychlostní sítě jsou pro komunikaci zásadní. Některá síťová rozhraní serverů zvažují přechod ze 100 GbE sítí na 400 GbE v nepříliš vzdálené budoucnosti a díky PCIe 5.0 to lze dosáhnout. Plně duplexní šířka pásma propojení PCIe 5.0 x16 je 128 GB/s. Plně duplexní připojení 400 GbE vyžaduje šířku pásma 800 Gb / s. V bajtech to znamená souhrnnou šířku pásma 100 GB/s, kterou připojení PCIe 5.0 x16 zvládne.

Kdy přichází PCIe 5.0?

Standard již byl vydán. Konečná specifikace PCI Express 5.0 byla vydána 29. května 2019, zatímco Jiangsu Huacun ukázal první řadič PCIe 5.0 v listopadu 2019. Zatím to však u žádných finálních produktů zatím neuvidíme. Nejnovější procesory Intel a AMD, Rocket Lake a Zen 3, jsou v současné době pouze PCIe 4.0 kompatibilní, stejně jako většina periferních zařízení PCI Express, která jsou v současné době na trhu, ať už jde o grafické karty nebo NVMe SSD.

Příbuzný: PCIe vs. SATA SSD: Který úložný disk je nejlepší?

Brzy však přijdou. Očekáváme, že 12. generace procesorů Intel s kódovým označením Alder Lake přinese na stolní počítače podporu PCIe 5.0 a ty by měly být uvedeny na trh začátkem roku 2022. Alder Lake také spustit s novou zásuvkou, Podpora paměti DDR5 RAM a nové čipsety základní desky. Pokud jde o AMD, zatímco nové procesory budou brzy uvedeny na trh s novou paticí AM5, neočekává se, že budou dodávány s podporou PCIe 5.0 přímo z brány. Místo toho může trvat několik generací, než se AMD pustí do akce.

Ohromující rychlé úložiště, sítě a grafika

PCI Express 5.0 bude jednou z nejžhavějších novinek v počítačovém ekosystému. Díky dvojnásobné přenosové rychlosti a šířce pásma oproti PCIe 4.0 a čtyřnásobné přenosové rychlosti oproti PCIe 3.0 jde o generační skok, který bude mít dopad na to, jak používáme naše počítače, umožní ohromující rychlosti SSD a rychlosti sítě a umožní věci, které dříve nebyly možné realita.

Co je to PCIe 4.0 a měli byste upgradovat?

PCIe 4.0 zrychlí hardware vašeho počítače, ale pravděpodobně ještě není podporován. Měli byste upgradovat hardware na PCIe 4.0?

Číst dále

O autorovi