AMD nodrošināja godu būt pirmajam uzņēmumam, kas piegādāja PCIe Gen 4 galddatoros, sākot ar X570 mikroshēmojumu 2019. gada jūnijā Computex. PCIe 4.0 sola ieviest daudz uzlabojumu PCI Express saskarnē, jo tās ir lielākās izmaiņas PCIe standartā kopš 2010. gada. Uzrakstīšanas laikā PCIe Gen 4 joprojām nav plaši izplatīta, bet tā sāk saņemt plašu ieviešanu, nevis tikai no tādiem procesoriem un mātesplatēm kā AMD, bet arī no grafikas karšu ražotājiem, piemēram, Nvidia un pašas AMD Radeon nodaļas. Bet vai jums tiešām ir nepieciešams PCIe Gen 4? Un ja tā, kā jūs to iegūstat? Pirms atbildam uz šiem jautājumiem, mums jāsaprot, kas patiesībā ir PCIe 4.0.
X570 dēļi, piemēram, ASUS ROG X570 līnija, atbalsta PCIe Gen 4 - attēls: ASUS
Kas ir PCIe 4.0?
PCIe 4.0 ir visjaunākā plaši ieviesta, ātrgaitas sakaru saskarnes, kas pazīstama kā PCI vai Peripheral Component Interconnect Express, attīstība. Vienkārši sakot, PCIe 4.0 ir nākamā PCIe saskarnes iterācija, kas tiek izmantota, lai mātesplatē pievienotu pievienojumprogrammu kartes, piemēram, grafikas kartes un M.2 diskus. PCIe pašreizējā paaudze - PCIe 3.0 - ir standarta galddatoros kopš 2010. gada, un tagad PCIe 4.0 nodrošina tā jaunināšanu. Salīdzinot ar vecāku, bet joprojām diezgan ātru PCIe 3.0, jaunais PCIe 4.0 būtībā nodrošina dubultu kopējo caurlaidspēju. Tas nozīmē, ka PCIe 4.0 nodrošina dubultu joslas platumu kā PCIe 3.0, ienākot pārsteidzoši 64 GB / s salīdzinājumā ar niecīgu 32 GB / s PCIe 3.0, izmantojot x16 saiti. Šajā PCI-SIG, struktūras, kas pārvalda PCI standartu, diagrammā ir parādīta joslas platuma atšķirība starp dažādām PCIe paaudzēm.
PCIe paaudzes joslas platuma uzlabojumi - attēls: PCI-SIG
Abi standarti tomēr strukturāli joprojām ir ļoti līdzīgi. Galvenā atšķirība slēpjas tikai pārraides ātrumos un dažos gadījumos materiālā, kas izmantots, lai panāktu veiksmīgu signāla pārraidi ar lielāku ātrumu. Ja PCIe 3.0 darbojās ar ātrumu 8 GT / s (0 un 1 bitu ātrums), jaunais PCIe 4.0 darbojās ar 16 GT / s uz joslu. Tas dubulto kopējo joslas platumu no PCIe 3.0 standarta 32 GB / s līdz 64 GB / s PCIe 4.0. Izņemot joslas platuma priekšrocības, starp abām paaudzēm ir maz, kas galalietotājam ir kāda nozīme. PCIe 4.0 ir labāka signāla uzticamība un integritāte, lai uzlabotu veiktspēju.
Kas jauns?
Nu, mēs jau apspriedām, ka galvenais, kas atšķir PCIe 4.0 no PCIe 3.0, ir galvenais joslas platuma pieaugums. Ja PCIe 3.0 maksimālais joslas platums bija 32 GB / s, PCIe 4.0 to dubulto līdz 64 GB / s. Tomēr interesanti ir tas, kā PCIe 4.0 izdodas dubultot joslas platumu. Kodēšanas tehnika ir jāsaprot, lai noteiktu faktisko pārsūtāmo datu apjomu.
PCIe Gen 3.0 un PCIe Gen 4.0 izmanto 128b / 130b kodēšanas paņēmienu, savukārt vecākās paaudzes, piemēram, PCIe 2.0, izmantoja 8b / 10b kodēšanas tehniku. Šī kodēšanas tehnika pārveido 128 bitu datus 130 bitu koda rindā. Tas nodrošina datu straumes izlīdzināšanu un ļauj arī saprātīgi atjaunot pulksteni. Pulksteņa atkopšana ir laika informācijas iegūšanas process no datu plūsmas. Tas viss nozīmē, ka katra PCIe Gen 4.0 maksimālais teorētiskais joslas platums Gbps izskatās šādi:
16GT / s x (128b / 130b) = 15,754Gbps
Kodēšana ļauj mums aprēķināt pieskaitāmās izmaksas, kas nepieciešamas PCIe datu plūsmu pārsūtīšanai, un to nosaka šāda formula:
([130b – 128b] / 130b) x 100 = 1,54%
Pēc tam joslas platuma dubultošana ir iespējama, izmantojot jaunus PCIe kontrolierus, piemēram, AMD X570 un B550 mikroshēmojumus. Procesā tiek izmantoti arī zema zuduma dielektriskie materiāli, kas ļauj lielāku ātruma signāliem tālāk izplatīties caur PCB.
Paaudzes uzlabojumi PCIe standartos - attēls: PCI-SIG
PCIe 4.0 spēlēšanai
Bet ko gan viss šis aprēķins un teorētiskais dubultās joslas platums nozīmē spēlētājiem? Vai mēs varam sagaidīt GPU veiktspējas dubultošanos joslas platuma palielināšanās dēļ? Nu, iespējams, jūs jau tagad esat nojautis, ka tas vienkārši nav iespējams. Jā, PCIe 4.0 ir daudz uzlabojis GPU savienojamības joslas platumu ar mātesplatē, taču tas nenozīmē reālo spēļu veiktspēju. Tagad pastāv PCIe 4.0 GPU gan ar AMD RX 5000 sēriju, gan 6000 sēriju, kā arī Nvidia RTX 3000 sērijas grafikas kartēm, kas atbalsta PCIe Gen 4. Tomēr pat tad, ja šīs spīdīgās jaunās PCIe Gen 4 grafikas kartes savienojat ar PCIe Gen 4 mātesplatē, piemēram, X570, un PCIe Gen 4 procesorā, piemēram, Zen 3 bāzētajā Ryzen 5000 sērijā no AMD, jūs joprojām neredzētu ievērojamu veiktspējas triecienu.
Nvidia GeForce RTX 3000 sērija atbalsta PCIe Gen 4
Bet kāpēc tā? Galvenais iemesls, kāpēc papildu joslas platums nepalīdz uzlabot veiktspēju, ir tāds, ka mūsdienās grafikas kartes pilnībā neizmanto pat PCIe Gen 3.0 joslas platumu. PCIe Gen 3.0 joprojām piedāvā lielu joslas platumu, un pat visaugstākās klases grafikas kartes nav pat tuvu tā piesātināšanai. Patiesībā daudzas visaugstākās klases kartes, piemēram, Nvidia GeForce RTX 3080, var darboties gandrīz pilnā veiktspējā pat ar PCIe 3.0 x8 saiti vai PCIe 2.0 x16 saiti. Tāpēc, pievienojot lielāku joslas platumu savienojumam, kas vēl nav piesātināts, tas nepalīdzēs.
Tomēr, ja mēs mēģinām ieskatīties nākotnē, varam redzēt, ka PCIe 4.0 papildu joslas platums būs priekšrocība kaut kad nākotnē. Videospēļu aktīvu lielums un grafiskā sarežģītība katru dienu turpina pieaugt, tāpēc mēs beidzot varam redzēt dažas priekšrocības PCIe saites papildu ātrumam, ja PCIe 3.0 interfeiss vienkārši nespēj sekot līdzi. Jo īpaši, ja slodzes intensīvās lietojumprogrammās, piemēram, mašīnmācīšanās, joprojām ir nepieciešamas arvien lielākas datu kopas, PCIe 4.0 joprojām var būt liela loma, ļaujot nākotnes mašīnām neatturēt PCIe saites joslas platuma trūkumu.
PCIe 4.0 glabāšanai
Tagad mēs esam nonākuši pie galvenā iemesla, kāpēc PCIe 4.0 faktiski ir pievilcīgs jauninājums. PCIe 4.0 ļauj izmantot daudz, daudz ātrākas uzglabāšanas iespējas. Tur ir PCIe Gen 4 diski, kas absolūti sasmalcina pat visstraujākos NVMe PCIe Gen 3 diskus neapstrādātā skaita ziņā un vienkārši nodara SATA diskus par absolūtu kaunu. Izmantojot PCIe Gen 4, mēs beidzot redzam diskus, kas secīgu lasījumu ziņā šķērso 5 GB / s skaitu, savukārt PCIe Gen 3 NVMe diskdziņi mēdz pārsniegt aptuveni 3,5 GB / s. Viens īpaši ātrs disks, Gigabyte Aorus M.2 PCIe 4.0, sasniedz 5 GB / s lasīšanas un 4,3 GB / s rakstīšanas ātrumu, kas ir par aptuveni 35–40% augstāks secības rādītājs nekā pat ātrākais M.2 PCIe Gen 3 SSD. Tas ir tāpēc, ka atšķirībā no grafikas kartēm šīs platformas SSD var faktiski izmantot papildu joslas platumu.
PCIe Gen 4 SSD ātrumi - attēls: HotHardware
Situācija kļūst vēl ekstrēmāka, ja maisījumā pievienojat RAID. Tāpat kā mēs paskaidrojām mūsu raksts par RAID līmeņiem , RAID 0 faktiski divkāršo divu RAID ievietoto disku ātrumu, vienlaikus apdraudot disku dublēšanu. Gigabaits izmantoja pievienojumprogrammu PCIe 4.0, kurā RAID 0 saturēja četrus 2 TB PCIe M.2 SSD diskus, un tas pārsteidza 15,4 GB / s lasījumus un 15,5 GB / s. Tas ir bezprecedenta veiktspējas līmenis, kas, lai arī ir ļoti dārgs, tomēr ir bijis iespējams tikai pateicoties PCIe Gen 4 milzīgajam joslas platuma uzlabojumam.
AIC, kuru Gigabaits izmantoja, lai virzītu ārprātīgos joslas platuma numurus - attēls: PCWorld
Kā iegūt PCIe 4.0?
Kaut arī PCIe 4.0 izklausās ļoti iespaidīgi, dzirdot skaitļus, piemēram, 15 GB / s, patiešām ir īpašs prasību kopums, kas jāpilda, lai PCIe 4.0 varētu darboties. Būtībā ir jāapmierina 3 lietas, lai iegūtu PCIe Gen 4.
- PCIe Gen 4 saderīga mātesplatē
- Saderīgs PCIe Gen 4 procesors
- PCIe Gen 4 saderīgs GPU / SSD
Ja runājam par mātesplatēm, ir divi AMD mikroshēmojumi, kas rakstīšanas laikā pašlaik atbalsta PCIe Gen 4. X570 mikroshēmojumu komplekts un B550 mikroshēmojumu komplekts ir vienīgie divi komandas Red mikroshēmojumi, kas nodrošina PCIe Gen 4 savietojamību, un pat starp šiem abiem tikai X570 mikroshēmojumu komplekts nodrošina pilnvērtīgu PCIe Gen 4 funkciju saderību. Vecākie B450, X470, B350, X370, A320, kā arī A520 mikroshēmojumi neatbalsta PCIe Gen 4 un nekad to nedarīs, jo PCIe paaudzes nav savietojamas atpakaļ. Turklāt TRX40 Threadripper platforma un AMD EPYC Rome servera platforma atbalsta arī PCIe Gen 4.
Intel pusē Z490 platforma patiešām atbalsta PCIe Gen 4, lai gan rakstīšanas laikā pašlaik nav Intel procesoru, kas atbalstītu šo funkciju. Paredzams, ka tas drīz mainīsies, jo tiek apstiprināts, ka Intel 11thGen Rocket Lake darbvirsmas procesori darbosies ne tikai ar Z490 dēļiem, bet arī atbalstīs arī PCIe Gen 4 tāpēc tas ir pozitīvs no Team Blue. Vidējā diapazona B sērijas un budžeta H sērijas dēļi neatbalsta PCIe Gen 4.
Ir apstiprināts, ka 11. paaudzes Intel Rocket Lake procesoriem ir arī PCIe Gen 4 atbalsts - attēls: Intel
Kas attiecas uz procesoriem, gan AMD Ryzen 3000 sērija, gan jaunā AMD Ryzen 5000 sērija oficiāli atbalsta PCIe Gen 4. Uzrakstīšanas laikā Intel joprojām nav saņēmis atbalstu PCIe Gen 4 darbvirsmas procesoros, bet gaidāmajā Rocket Lake 11thTiek apstiprināts, ka Gen procesoriem ir atbalsts šai funkcijai.
Visbeidzot, produkti, kurus jūs faktiski ievietosiet PCIe slotos. Ciktāl tas attiecas uz GPU, šo funkciju oficiāli atbalsta Nvidia RTX 3000 sērija, AMD RX 5000 sērija un AMD RX 6000 grafisko karšu sērija. Attiecībā uz SSD diskiem mums ir dažādi PCIe Gen 4 SSD, no kuriem izvēlēties daudz dažādu ražotāju. Daži no tiem ir Corsair Force MP600, Sabrent Rocket 4.0, Samsung 980 Pro, Seagate FireCuda un Gigabyte Aorus PCIe 4.0 SSD.
Corsair MP600 ir viens no ātrākajiem PCIe Gen 4 diskdziņiem - attēls: Corsair
Kompromisi
Tāpat kā ar jebkuru citu jauninājumu, ir arī daži kompromisi, kas atbilst priekšrocībām. PCIe 4.0 jaunināšanai nav daudz trūkumu, taču šeit un tur ir dažas dīvainības, par kurām jums jāzina.
Pirmkārt, PCIe Gen 4 darbojas karsti. Faktiskie diski darbojas ne tikai karsti, bet arī mātesplatē esošais mikroshēmojums darbojas diezgan karsti PCIe Gen 4 ieviešanas dēļ. Attiecībā uz diskdziņiem tas nozīmē, ka gandrīz visos līdz šim redzētajos diskdziņos ar tiem ir iekļauts radiatora dzesētājs. Radiators nodrošina pasīvu dzesēšanu atmiņas mikroshēmās un uztur NAND zibspuldzi optimālā temperatūrā. Attiecībā uz mikroshēmojumu mātesplatē ražotāji uzskatīja, ka vislabāk ir iekļaut aktīvo dzesēšanu, tāpēc gandrīz visiem X570 dēļiem ir iekļauts ventilators, kas griežas un nodrošina aktīvu dzesēšanu pār mikroshēmojumu zem slodzes. B550 dēļi tomēr atbrīvojās no ventilatora par labu pasīvai dzesēšanai.
Gigabyte Aorus PCIe Gen 4 SSD ir radiatora dzesētājs - attēls: Gigabyte
Izņemot karstās darbības komponentus, ir arī kompromiss, kas saistīts ar mātesplatēm, kas satur PCIe 4.0 ieviešanu, cenu. Nav pārsteigums, ka X570, B550 un Z490 dēļi ir dārgāki nekā B un H sērijas opcijas abos sastāvos. Tas padara jaunināšanu uz PCIe 4.0 mazliet sarežģītu, jo pircējam tagad ir jāsver PCIe 4.0 priekšrocības un papildu izmaksas, lai pieņemtu lēmumu par pirkumu.
Vai jums vajadzētu jaunināt?
Tātad, vai jums ir iemesls iziet un iegādāties augstākās klases mātesplatē, jaunāku procesoru un dārgu SSD, lai izbaudītu PCIe 4.0? Nu, droši vien, ka nē. Galvenā PCIe 4.0 priekšrocība pašlaik ir glabāšanas nodaļā. Ja vien jūs neveidojat pavisam jaunu mašīnu no nulles, šķiet, ka PCIe 4.0 nav pietiekami daudz stimulu, lai attaisnotu jaunināšanu no B450 vai X470 dēļiem vai pat vecākiem Ryzen vai Intel procesoriem uz jaunākiem, ja mēs saglabājam veiktspēju viena puse. Kā mēs iepriekš izvairījāmies, PCIe 4.0 maz vai vispār neietekmē arī sistēmas spēļu veiktspēju, tāpēc grafikas kartes jauninājums pašreiz neietver jautājumu par PCIe 4.0 atbalstu.
Ja vien uzglabāšana jums nav ārkārtīgi svarīga un NVMe Gen 3 diski to vairs negriež, PCIe 4.0, šķiet, nav vērts jaunināt no vecākām mātesplatēm. PCIe Gen 4 diski patiešām piedāvā ievērojamas priekšrocības lietotājiem, kuri strādā ar lieliem failiem tīklā, vai profesionāļiem, kuriem profesionālām lietojumprogrammām un video rediģēšanai ir nepieciešams lielāks ātrums. Ar to teikts, ja jūs veidojat pavisam jaunu sistēmu, noklusējuma izvēlei jābūt PCIe mātesplatēm un centrālajiem procesoriem, lai pārliecinātos, ka sistēma neatturēs turpmākus jauninājumus, ja vēlaties izjust ātru Gen 4 disku pa līniju. Tāpēc nav daudz stimulu jaunināšanai no vecākas mātesplates, bet jaunajiem veidotājiem mūsu noklusējuma ieteikums būtu iet kopā ar mātesplatēm, kas atbalsta PCIe Gen 4 funkciju.
