→ Pci express 4.0 gen4

PCI Express 4.0 เป็นจริงในคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปของเราแล้วเนื่องจากการเปิดตัว ชิปเซ็ต AMD Ryzen Zen2 และ AMD X570 มาตรฐาน PCI-SIG ใหม่มาพร้อมกับเรามาตั้งแต่ปี 2560 แต่มันเป็นช่วงครึ่งแรกของปีเมื่อมีตัวเลือกสำหรับผู้ผลิตที่จะเริ่มใช้มันอย่างที่สมควร ในบทความนี้เราจะเห็นทุกสิ่งที่เราจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับการติดต่อสื่อสารที่ปรับปรุงใหม่นี้หรือดีกว่ากล่าวว่า

ดัชนีเนื้อหา

วิวัฒนาการและข่าว PCI Express

หรือที่เรียกว่า PCI Express หรือ PCI-e เพียงอย่าง เดียวมันเป็นบัสความเร็วสูงที่ใช้ในเดสก์ท็อปและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ระดับมืออาชีพทุกวันนี้ ส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพสูงแทบทั้งหมดในคอมพิวเตอร์จะส่งข้อมูลอินพุตและเอาต์พุตผ่านบัสดังกล่าว

เอนทิตีภายใต้มาตรฐานการสื่อสารนี้คือ PCI-SIG และปลดล็อครุ่นนี้ 4.0 เป็นครั้งแรกใน ปี 2560 แต่ยังไม่ถึงเราและแม้แต่เดสก์ท็อปของเราจนถึงปี 2019 และเหตุผลก็เรียบง่ายมาก จนถึงตอนนี้ อุปกรณ์น้อยมากที่ต้องการแบนด์วิดท์ที่สูงกว่า PCIe 3.0 ให้กับเรา แต่ด้วยการมาถึงของหน่วยเก็บข้อมูล solid state NVMe และความหนาแน่นของการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่าง CPU และชิปเซ็ตที่สูงขึ้นบัสนี้เข้ามาจาก บรรจุในอุตสาหกรรม

เนื่องจากมาตรฐานนี้ใช้งานในปี 2003 เราได้ผ่านการ อัปเดต ทั้งหมด สี่ รายการ มีทั้งหมดคงที่และนั่นคือการ เพิ่มความกว้างของบัสในการทำซ้ำแต่ละครั้ง ระยะเวลาของแต่ละรุ่นในตลาดจะอยู่ที่ประมาณ 4 ปีจนกระทั่งการมาถึงของรุ่น 3.0 ซึ่ง ได้รับการบำรุงรักษาไม่น้อยกว่า 7 ปีจนถึงปี 2560 PCI-SIG ได้ปลดล็อกแล้วแม้กระทั่งการอัพเดตครั้งต่อไป PCIe 5.0 ในไตรมาสเดียวกันของปี 2019 นี้ แต่บนเดสก์ท็อปเราจะยังคงอยู่กับบัสนี้เป็นเวลาอย่างน้อยสามปีขึ้นไปเนื่องจากอุปกรณ์มีความต้องการแบนด์วิดท์น้อย

วงกว้าง

PCI Express ขึ้นอยู่กับช่องทางหรือช่องทางข้อมูล คล้ายกับช่องทางของทางหลวง แต่บริเวณที่รถสามารถหมุนเวียนได้ทั้งสองทิศทางแม้ว่าในกรณีของกระแสไฟฟ้า โดยเฉพาะ PCIe 4.0 สามารถเพิ่มความเร็วในการถ่ายโอนเป็นสองเท่าของรุ่น 3.0 ได้ดังนั้นจึงไม่น้อยกว่า 16 GT / s (Transfer Gigabits) สำหรับแต่ละช่องทาง ขึ้นและลง เนื่องจากความจริงที่ว่ามันเป็นแบบสองทิศทาง หากเราผ่านการวัดนี้ไปยังค่าที่เราทำงานทุกวันเรากำลังเผชิญหน้ากับ ความเร็วของ 1969.2 MB / s สำหรับแต่ละเลนเทียบกับ 984.6 MB / s สำหรับ PCIe 3.0 บัส

อีกแง่มุมหนึ่งที่ปรับปรุงคือความ ล่าช้าในการสื่อสาร เนื่องจากมีความกว้างของบัสมากขึ้นและ ตัวรับ PHY ที่จัดการข้อมูลของระยะขอบไฟฟ้าของแต่ละเลนด้วยตัวควบคุม PCIe ที่เกี่ยวข้อง เพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติการจัดการความอิ่มตัวของบัสที่ดีขึ้นและลดเวลาแฝงในการสื่อสาร I / O ได้รับการปรับปรุงความสามารถในการปรับขยายได้ตามอุปกรณ์ที่เราเชื่อมต่อ

เท่าที่จำเป็นต้องมีความกังวล PCI Express 4.0 ยังไม่ขาดไม่ได้ในวันนี้ แต่เป็นวิธีการเตรียมการสำหรับอนาคตอันใกล้ การสื่อสารเครือข่ายที่ความเร็ว 10 Gbps กำลังทวีความรุนแรงมากขึ้นโดยเฉพาะตอนนี้เมื่อมาถึง 5G ความต้องการสูงสำหรับการเชื่อมต่อ USB 3.1 Gen2 และเร็ว ๆ นี้ USB 3.2 พร้อม 20 Gbps พร้อมกับ NVMe PCIe x4 SSDs ที่พบข้อ จำกัด ที่ 3.94 GB / s เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการใช้งาน

ลองดูในตารางต่อไปนี้เปรียบเทียบระหว่าง PCIe เวอร์ชั่นต่าง ๆ กัน ตามความเร็วที่ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าที่มี:

โวลต์	การแนะนำ	โอนโดยเลน	วงกว้าง
× 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)

ความเข้ากันได้ย้อนหลังเราต้องการ PCI Express 4.0 หรือไม่

ปัจจุบันแอปพลิเคชั่นที่โด่งดังที่สุดที่เราทุกคนรู้จักในการใช้สล็อต PCIe คือผ่านการ์ดกราฟิก ตอนนี้เราทุกคนรู้ว่าสำหรับทีมเกมที่เคารพตนเองเราต้องการ การ์ดกราฟิกเฉพาะ ซึ่งทำงานผ่าน PCIe 3.0 x16 นั่นคือ เรามีบัส 126 Gbps เพื่อถ่ายโอนข้อมูล แต่เราต้องการเท่าไหร่จริงๆ? ในการถ่ายโอนเกมที่ความละเอียด 4K ที่ 144 Hz และความลึกของสี 10 บิตเราจะ ต้องใช้บัสประมาณ 35.8 Gbps

ซึ่งหมายความว่า เรามีความกว้างบัส ประมาณ 70% สำหรับการถ่ายโอนข้อมูลภาพ โปรดจำไว้ว่ามันเป็นข้อมูลสองทิศทางดังนั้นที่นี่การพิจารณาของ upstream และ downstream bus เข้าสู่แล้ว ดังนั้นในปัจจุบันจึงไม่มีเหตุผลที่จะมี PCie 4.0 บนการ์ดกราฟิกเช่น ถ้าเราพูดถึง GPU หลาย ตัวความกว้างจะถูกนำมาใช้อย่างมาก เนื่องจากการขนาน แต่ก็ยังเพียงพอ

แต่ เราสามารถพูดได้ว่าเราต้องการมัน และนี่ เป็นเพราะการรวมตัวกันของ NVMe SSD ใหม่ จนถึงตอนนี้พวกเขาทั้งหมดทำงานโดยใช้ PCI 3.0 x4 แต่ในด้านนี้ผู้ผลิตพบข้อ จำกัด ในไม่ช้าโดยมีอัตราการอ่านใกล้เคียงกับ 3.94 GB / s ที่มีอยู่ วิธีแก้ปัญหาคือไม่แนะนำเลนเพิ่มเติมในสล็อต M.2 เพียง จำกัด ความจุของ CPU และชิปเซ็ต แต่เพื่อเพิ่มแบนด์วิดท์เป็นสองเท่าเช่น ผู้ผลิตเช่น AORUS หรือ Corsair มี M.2 PCie 4.0 ของตัวเองแล้ว มากกว่า 4, 000 MB / s

แล้วจะเกิดอะไรขึ้นกับผู้ใช้ที่ดูแลรักษา PCIe 3.0 และต้องการใช้อุปกรณ์ต่อพ่วง 4.0? ก็จะไม่มีปัญหาใด ๆ ในแง่ของการเชื่อมต่อตั้งแต่เริ่มต้น PCIe ได้นำเสนอความเข้ากันได้ย้อนหลังกับมาตรฐานก่อนหน้านี้ ในความเป็นจริง 3.0, 4.0 และ 5.0 เร็ว ๆ นี้จะยังคงใช้การ เข้ารหัส 128b / 130b ในการถ่ายโอน ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวคือมันจะ จำกัด ความเร็วของรถบัส

PCI Express 4.0 บน SSD และการ์ดกราฟิก

งานที่ยอดเยี่ยมที่ได้รับการจัดทำในที่เก็บข้อมูลที่มั่นคงควรได้รับการเน้น เนื่องจากอินเทอร์เฟซ M.2 ปรากฏขึ้นที่ x4 เลนและภายใต้โพรโทคอล NVMe ความเร็วได้ทวีคูณในเวลาไม่กี่เดือนมาถึงต้องมากกว่า 4, 000 MB / s สำหรับการตั้งค่าหน่วยความจำบน 3D NAND

ผู้ผลิตเช่น AORUS หรือ Corsair ได้เปิดตัว SSD ใหม่ของพวกเขาที่สามารถทำงาน ด้วยความเร็วทางทฤษฎี 5, 000 MB / s ในการอ่านตามลำดับและ 4400 MB / s เป็นลายลักษณ์อักษรด้วยสถาปัตยกรรม NAND 3D TLC ของโตชิบา ตัวเลขเหล่านี้ สูงกว่า SSD รุ่นก่อน ประมาณ 40% และห่างไกลจากขีด จำกัด ถึงแม้ว่ามันจะยังคงมีวิธีถึง 7 , 88 GB / s ใน 4 เลนเท่านั้น

การเปลี่ยนแปลงนี้นำรายละเอียดบางอย่างมาพิจารณาเมื่อติดตั้ง SSD เหล่านี้ตัวอย่างเช่นความ จำเป็นในการเปิดใช้งานนโยบายแคชการเขียน เพื่อให้การถ่ายโอนดีขึ้น แน่นอนว่ารายละเอียดที่สำคัญอีกเล็กน้อยคือการมีบอร์ดที่รองรับ PCIe และสำหรับตอนนี้มีเพียง AMD เท่านั้นที่มีพวกเขา

เราขอแนะนำให้ตรวจสอบตัวเลือกทั้งสองเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดกับ SSD

อุปกรณ์อื่น ๆ ที่เรามีในตลาดด้วย PCI Express 4.0 คือ การ์ดกราฟิก AMD Radeon RX 5700 และ 5700 XT ใหม่ สำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติมันไม่ได้เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากเราเห็นชัดเจนว่าด้วย 3.0 เราเหลือ แต่ไม่ผิดที่จะใช้มาตรฐานใหม่และนำทาง

AMD Ryzen 3000 และ AMD X570 เครื่องแรกที่เข้ากันได้กับ PCI Express 4.0

ผู้ผลิตรายแรกที่เปิดตัวสู่ตลาดเดสก์ท็อปด้วย PCIe 4.0 ใหม่นี้เป็น AMD ซึ่ง ต้องขอบคุณโปรเซสเซอร์ Ryzen รุ่นใหม่ ซีพียูบางตัวที่มีการ พิมพ์หินใน FinFET 7 นาโนเมตรรับบัพติสมาเป็น Zen2 ซึ่งตอนนี้มี PCIe 4.0 16 เลนในอินเตอร์เฟสการสื่อสาร I / O สำหรับกราฟิกการ์ดและ 24 เลน ทั้งหมด โปรเซสเซอร์เหล่านี้ไม่เพียง แต่มีการปรับปรุงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการจัดการคำสั่ง แต่พวกเขาสามารถทำงานกับปริมาณข้อมูลที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก

ในความเป็นจริงมาเธอร์บอร์ดรุ่นใหม่ที่ดัดแปลงมาสำหรับรุ่นใหม่นี้ใช้ ชิปเซ็ต AMD X570 ที่มี PCI Express 4.0 ไม่น้อยกว่า 20 ช่อง ในบทความที่เราได้เตรียมไว้แล้วเราจะเห็นการเปรียบเทียบระหว่างชิปเซ็ต X570 กับ X470 ฯลฯ และหนึ่งในนั้นคือสิ่งสำคัญ การกำหนดค่าพื้นฐานประกอบด้วย 8 เลนที่จำเป็นสำหรับ PCIe 4.0 และอีก 8 เลนสามารถใช้กับอุปกรณ์อื่นเช่น SATA หรืออุปกรณ์ต่อพ่วงเช่น USB เป็นต้นโดยผู้ผลิตมีอิสระในการจัดสรร 4 เลนที่เหลือ เป็นทางเลือกฟรีสำหรับผู้ผลิต แม้ว่าโดยหลักการแล้วพวกเขาจะใช้สำหรับการกำหนดค่า 4x SATA 6 Gbps หรือ 2x PCIe 4.0 x2

ด้วยพลังขององค์ประกอบทั้งสองนี้ บัสการสื่อสารระหว่าง CPU และชิปเซ็ตประกอบด้วย 4 PCI Express 4.0 เลน สำหรับการจัดสรรสล็อตเรายังได้เห็นคุณสมบัติใหม่บางอย่างเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้าเนื่องจาก ชิปเซ็ตได้เปิดตัวสล็อต PCIe x1 และ x16 อีกสองสามตัว (ทำงานที่ x4) 4.0 และแม้กระทั่งสองสล็อต M.2 x4 สำหรับ SSD ใหม่เหล่านี้ การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการ รองรับพอร์ต USB 3.1 Gen2 10 Gbps สูงสุด 8 พอร์ต ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำได้จนถึงปัจจุบัน

สำหรับฮาร์ดแวร์อื่น ๆ ที่เข้ากันได้กับ PCI Express 4.0 เราสามารถพูดถึง โปรเซสเซอร์ IBM POWER9 หรือ Falcon Mesa FPGA กับโปรเซสเซอร์การผลิต 10nm ของ Intel ซึ่งเข้ากันได้กับ PCI Express 4.0 เป็นบล็อก IP ในตัวผ่าน EMIB โปรเซสเซอร์ Intel รุ่นใหม่กำลังจะมาถึงและเป็นที่ชัดเจนว่าจะใช้ PCI Express 4.0

ความแตกต่างของประสิทธิภาพ NVME กับ PCI Express 3.0 และ PCI Express 4.0

แม้ว่าจะเป็นสิ่งที่เราสามารถค้นหาได้อย่างรวดเร็วจากความคิดเห็นของเราเราจะเปรียบเทียบการอ่านและการเขียนตามลำดับของ PCI Express 3.0 SSD กับรุ่นที่สี่ด้วย PCI Express 4.0 ผู้สมัครที่สมบูรณ์แบบคือ Corsair MP510 กับ MP600

แบบ	การอ่านแบบลำดับ (MB / s)	การเขียนแบบลำดับ (MB / s)
Corsair MP510	3, 480MB / s	2, 700MB / วิ
Corsair MP600	4, 950MB / วินาที	4, 250MB / วิ

และนี่คือการทดสอบของเรา:

ข้อสรุปและอนาคตของอุตสาหกรรม

หากมีบางสิ่งที่เราต้องชัดเจนนั่นคือ ตอนนี้ PCI e 4.0 ให้ประโยชน์สูงสุดในแง่ของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล และการสื่อสารภายในระหว่างอุปกรณ์เช่น CPU และชิปเซ็ต ฮาร์ดแวร์เช่นการ์ดกราฟิกนั้นยังห่างไกลจากปัญหารุ่น 3.0 และน้อยกว่านี้ 4.0 ดังนั้นสำหรับนักเล่นเกมผลลัพธ์จะเหมือนกันในประสิทธิภาพ

PCI-SIG ได้ปลดล็อกอินเตอร์เฟส PCIe 5.0 แล้วในปีนี้ แต่เป็นที่ชัดเจนว่าเราจะไม่เห็นเมนบอร์ดที่ใช้บัสนี้ อย่างน้อยจนถึงปี 2022 เพื่อพยายามยืดอายุมาตรฐานปัจจุบันเล็กน้อยสำหรับวันนี้ 4.0 นี้ยังคง มันไม่มีแอพพลิเคชั่นหลากหลายตั้งแต่ผู้ใช้ธรรมดาไปจนถึงผู้ใช้ทั่วไป

เราปล่อยให้คุณมีบทความต่อไปนี้:

หากคุณต้องการให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้หรือมีคำถามใด ๆ เราขอเชิญคุณเขียนถึงเราในช่องแสดงความคิดเห็นหรือพูดคุยในฟอรัมฮาร์ดแวร์ของเรา