→ Pci thể hiện 4.0 gen4

PCI Express 4.0 đã trở thành hiện thực trong các máy tính để bàn của chúng tôi nhờ sự xuất hiện của thế hệ mới AMD Ryzen Zen2 và chipset AMD X570. Tiêu chuẩn PCI-SIG mới đã có với chúng tôi từ năm 2017, nhưng nó đã ở nửa đầu năm nay khi nó là một lựa chọn cho các nhà sản xuất để bắt đầu cho nó sử dụng nó xứng đáng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thấy mọi thứ chúng ta cần biết về giao diện truyền thông mới, hay nói tốt hơn này.

Chỉ số nội dung

Sự phát triển và tin tức của PCI Express

Còn được gọi là PCI Express hoặc đơn giản là PCI-e, đây là loại xe buýt tốc độ cao được sử dụng trong tất cả các thiết bị máy tính để bàn và máy tính chuyên nghiệp hiện nay. Hầu như tất cả các thành phần hiệu suất cao trong máy tính đều gửi dữ liệu đầu vào và đầu ra qua một bus như vậy.

Thực thể theo tiêu chuẩn truyền thông này là PCI-SIG và đã mở khóa phiên bản 4.0 này lần đầu tiên vào năm 2017, nhưng nó đã không đến được với chúng tôi và thậm chí cả máy tính để bàn của chúng tôi cho đến năm nay 2019. Và lý do rất đơn giản, cho đến bây giờ, Rất ít thiết bị cần băng thông cao hơn PCIe 3.0 mang lại cho chúng tôi, nhưng với sự xuất hiện của các đơn vị lưu trữ trạng thái rắn NVMe mới và mật độ trao đổi dữ liệu cao hơn giữa CPU và Chipset, xe buýt này đã được nhập từ Đóng gói trong ngành.

Kể từ khi tiêu chuẩn này được thực hiện vào năm 2003, chúng tôi đã trải qua tổng cộng bốn bản cập nhật. Có một hằng số trong tất cả chúng, và đó là tăng gấp đôi chiều rộng xe buýt trong mỗi lần lặp. Thời hạn của mỗi phiên bản trên thị trường là khoảng 4 năm, cho đến khi phiên bản 3.0 xuất hiện, được duy trì không dưới 7 năm cho đến năm 2017. PCI-SIG đã mở khóa ngay cả bản cập nhật tiếp theo, PCIe 5.0 trong cùng quý 2019 này, nhưng trên máy tính để bàn, chúng tôi sẽ ở lại với chiếc xe buýt này trong ít nhất ba năm nữa, vì rất ít thiết bị vẫn cần băng thông như vậy.

Độ rộng băng tần

PCI Express dựa trên làn đường hoặc làn dữ liệu, giống như làn đường của đường cao tốc, nhưng nơi ô tô có thể lưu thông theo cả hai hướng, mặc dù trong trường hợp này là điện. Cụ thể, PCIe 4.0 có khả năng tăng gấp đôi tốc độ truyền của phiên bản 3.0, do đó đạt không dưới 16 GT / s (Truyền Gigabits) cho mỗi làn lên và xuống, do thực tế là hai chiều. Nếu chúng ta chuyển số đo này cho các giá trị mà chúng ta làm việc hàng ngày, chúng ta sẽ phải đối mặt với tốc độ 1969, 2 MB / s cho mỗi làn, so với 984, 6 MB / s cho bus PCIe 3.0.

Một khía cạnh khác cũng được cải thiện là độ trễ trong giao tiếp bằng cách có độ rộng bus lớn hơn và bộ thu PHY quản lý thông tin về lề điện của mỗi làn nhờ bộ điều khiển PCIe tương ứng. Đối với các mục đích thực tế, quản lý bão hòa xe buýt tốt hơn và giảm độ trễ trong giao tiếp I / O đã đạt được, cải thiện khả năng mở rộng tùy thuộc vào thiết bị nào chúng tôi kết nối.

Theo nhu cầu, PCI Express 4.0 không phải là không thể thiếu ngày nay, nhưng là một cách để chuẩn bị cho tương lai gần. Truyền thông mạng ở tốc độ 10 Gbps đang trở nên thường xuyên hơn, đặc biệt là bây giờ với sự xuất hiện của 5G. Nhu cầu cao về kết nối USB 3.1 Gen2 và USB 3.2 sớm với 20 Gbps, cùng với SSD NVMe PCIe x4 mới đã tìm thấy giới hạn ở mức 3, 94 GB / giây, là một trong những nguyên nhân chính của việc triển khai.

Chúng ta hãy xem trong bảng sau đây so sánh giữa các phiên bản khác nhau của PCIe, vì tốc độ của nó tùy thuộc vào cấu hình có sẵn:

V.	Giới thiệu	Chuyển bằng làn đường	Độ rộng băng tần
× 1	× 4	× 16
1	2003	2, 5 GT / s	250 MB / giây (2 Gb / giây)	1, 0 GB / giây	4.0 GB / giây (32 Gb / giây)
2.0	2007	5, 0 GT / s	500 MB / giây (4 Gb / giây)	2.0 GB / giây	8, 0 GB / giây (64 Gb / giây)
3.0	2010	8, 0 GT / s	984, 6 MB / s (7, 9 Gb / giây)	3, 94 GB / giây	15, 8 GB / giây (126 Gb / giây)
4.0	2017	16, 0 GT / s	1969 MB / s (15, 8 Gb / giây)	7, 88 GB / giây	31, 5 GB / giây (252, 1 Gb / giây)
5.0	2019	32, 0 GT / s	3938 MB / giây (31, 6 Gb / giây)	15, 75 GB / giây	63, 0 GB / giây (32 Gb / giây)

Khả năng tương thích ngược Chúng ta có cần PCI Express 4.0 không?

Hiện tại, ứng dụng nổi tiếng nhất mà chúng ta đều biết để sử dụng các khe cắm PCIe là thông qua card đồ họa. Tại thời điểm này, tất cả chúng ta đều biết rằng đối với một đội chơi game tự trọng, chúng ta cần một card đồ họa chuyên dụng, hoạt động thông qua PCIe 3.0 x16, nghĩa là chúng ta có một chiếc xe buýt 126 Gbps để truyền dữ liệu. Nhưng chúng ta thực sự cần bao nhiêu? Chà, trong một lần chuyển giao cho một trò chơi ở độ phân giải 4K ở 144 Hz và độ sâu màu 10 bit, chúng ta sẽ cần một chiếc xe buýt khoảng 35, 8 Gbps.

Điều này có nghĩa là chúng tôi có chiều rộng xe buýt khoảng 70% cho việc truyền dữ liệu hình ảnh. Chúng ta hãy nhớ rằng đó là dữ liệu hai chiều, vì vậy ở đây việc xem xét xe buýt ngược dòng và hạ lưu đã đi vào. Vì vậy, hiện tại chắc chắn không có ý nghĩa gì khi có PCie 4.0 trên card đồ họa. Nếu chúng ta nói về đa GPU, thì chiều rộng sẽ được sử dụng nhiều hơn đáng kể do tính song song, nhưng vẫn còn quá đủ.

Nhưng chúng tôi cũng có thể nói rằng chúng tôi cần nó, và điều này là do sự kết hợp của SSD NVMe mới. Cho đến thời điểm hiện tại, tất cả họ đều làm việc sử dụng PCI 3.0 x4, nhưng ở khía cạnh này, các nhà sản xuất đã sớm tìm thấy giới hạn, đạt tốc độ đọc rất gần với 3, 94 GB / giây có sẵn. Giải pháp không phải là giới thiệu nhiều làn trong khe M.2 bằng cách giới hạn dung lượng của CPU và chipset, mà là tăng băng thông lên gấp đôi, vì các nhà sản xuất như AORUS hoặc Corsair, đã có M.2 PCie 4.0 của riêng họ hơn 4000 MB / s.

Vậy điều gì xảy ra với những người dùng duy trì PCIe 3.0 và muốn sử dụng thiết bị ngoại vi 4.0? Chà, nó sẽ không có bất kỳ vấn đề nào về khả năng kết nối, vì ngay từ đầu, PCIe đã cung cấp khả năng tương thích ngược với các tiêu chuẩn trước đó. Trong thực tế 3.0, 4.0 và sớm 5.0 sẽ tiếp tục sử dụng mã hóa 128b / 130b trong các lần chuyển của họ. Hạn chế duy nhất là nó sẽ giới hạn tốc độ của xe buýt.

PCI Express 4.0 trên SSD và card đồ họa

Công việc tuyệt vời đã được thực hiện trên bộ lưu trữ rắn chắc chắn phải được làm nổi bật. Do giao diện M.2 xuất hiện hoạt động ở các làn x4 và theo giao thức NVMe, tốc độ đã tăng lên gấp bội sau vài tháng, cần đến hơn 4000 MB / s cho các cấu hình bộ nhớ dựa trên NAND 3D.

Các nhà sản xuất như AORUS hoặc Corsair đã tiết lộ các ổ SSD mới của họ có khả năng hoạt động ở tốc độ lý thuyết 5000 MB / giây khi đọc tuần tự và 4400 MB / giây bằng văn bản với kiến ​​trúc NAND 3D TLC của Toshiba. Những con số này cao hơn khoảng 40% so với thế hệ SSD trước đó và còn lâu mới đạt đến giới hạn, mặc dù vậy, nó vẫn giữ được mức 7 , 88 GB / giây chỉ trong 4 làn.

Thay đổi này mang lại một số chi tiết cần xem xét khi cài đặt các ổ SSD này, ví dụ: cần phải kích hoạt chính sách ghi bộ đệm để đạt được chuyển tốt hơn. Tất nhiên, một chi tiết hơi quan trọng khác là có bảng tương thích PCIe và hiện tại chỉ AMD mới có chúng.

Chúng tôi khuyên bạn nên kiểm tra cả hai tùy chọn để có hiệu suất tốt nhất với SSD

Thiết bị khác mà chúng tôi có trên thị trường với PCI Express 4.0 là card đồ họa AMD Radeon RX 5700 và 5700 XT mới. Đối với các mục đích thực tế, điều đó không phải là điều gì quan trọng, vì chúng tôi đã thấy rõ rằng với 3.0 chúng tôi còn sót lại, nhưng không sai khi thực hiện tiêu chuẩn mới và dẫn đầu.

AMD Ryzen 3000 và AMD X570, tương thích đầu tiên với PCI Express 4.0

Nhà sản xuất đầu tiên tung ra thị trường máy tính để bàn với PCIe 4.0 mới này là AMD, nhờ thế hệ bộ xử lý Ryzen mới. Một số CPU có chức năng in thạch bản trong FinFET 7nm được báp têm là Zen2 hiện cung cấp 16 làn PCIe 4.0 trong giao diện I / O giao tiếp cho card đồ họa và tổng cộng 24 làn. Chúng không chỉ là bộ xử lý với sự cải thiện hiệu suất tuyệt vời trong việc xử lý các hướng dẫn, mà chúng còn có thể làm việc với khối lượng dữ liệu lớn hơn nhiều.

Trên thực tế, các bo mạch chủ mới được điều chỉnh cho thế hệ mới này sử dụng chipset AMD X570 có không dưới 20 làn PCI Express 4.0. Trong một bài viết mà chúng tôi đã chuẩn bị, chúng ta sẽ thấy sự so sánh giữa chipset X570 so với X470, v.v., và một trong những vấn đề chính là điều này. Cấu hình cơ bản bao gồm 8 làn sẽ bắt buộc đối với PCIe 4.0 và 8 làn khác có thể được sử dụng cho các thiết bị khác như SATA hoặc các thiết bị ngoại vi như USB, ví dụ, với các nhà sản xuất có quyền tự do phân bổ. 4 làn còn lại là sự lựa chọn miễn phí cho các nhà sản xuất, mặc dù về nguyên tắc, chúng sẽ dành cho cấu hình 4x SATA 6 Gbps hoặc 2x PCIe 4.0 x2.

Nhờ sức mạnh của hai yếu tố này, bus giao tiếp giữa CPU và Chipset bao gồm 4 làn PCI Express 4.0. Về phân bổ khe cắm, chúng ta cũng thấy khá nhiều tính năng mới so với thế hệ trước, vì chính chipset đã giới thiệu một vài khe cắm PCIe x1 và x16 khác (hoạt động ở x4) 4.0 và thậm chí là hai khe M.2 x4 cho những ổ SSD mới này. Một thay đổi đáng kể khác là sự hỗ trợ của 8 cổng USB 3.1 Gen2 10 Gbps, điều mà cho đến nay vẫn chưa thể thực hiện được.

Đối với phần cứng khác tương thích với PCI Express 4.0, chúng tôi có thể trích dẫn bộ xử lý IBM POWER9 hoặc Falcon Mesa FPGA với bộ xử lý sản xuất 10nm của Intel, tương thích với PCI Express 4.0 như một khối IP tích hợp thông qua EMIB. Thế hệ bộ xử lý Intel mới vẫn chưa ra mắt, và rõ ràng là nó cũng sẽ triển khai PCI Express 4.0.

Hiệu suất NVME khác biệt PCI Express 3.0 so với PCI Express 4.0

Mặc dù đó là thứ mà chúng tôi có thể nhanh chóng tìm kiếm thông qua các đánh giá của mình, chúng tôi sẽ so sánh việc đọc và ghi tuần tự của SSD PCI Express 3.0 so với thế hệ thứ tư với PCI Express 4.0. Các ứng cử viên hoàn hảo là Corsair MP510 so với MP600.

Mô hình	Đọc tuần tự (MB / s)	Viết tuần tự (MB / s)
Corsair MP510	3, 480 MB / giây	2.700 MB / giây
Corsair MP600	4.950 MB / giây	4.250 MB / giây

Và đây là bài kiểm tra của chúng tôi:

Kết luận và tương lai của ngành

Nếu có điều gì đó chúng ta phải rõ ràng, thì hiện tại PCI e 4.0 cung cấp lợi thế tối đa về thiết bị lưu trữ và giao tiếp nội bộ giữa các thiết bị, ví dụ: CPU và Chipset. Phần cứng như card đồ họa, vẫn còn lâu mới gặp rắc rối với phiên bản 3.0 và ít hơn phiên bản 4.0 này, vì vậy đối với các game thủ, kết quả sẽ thực sự giống hệt nhau về hiệu suất.

PCI-SIG đã mở khóa giao diện PCIe 5.0 trong năm nay, nhưng rõ ràng là chúng ta sẽ không thấy bo mạch chủ với chiếc xe buýt này cho đến ít nhất là năm 2022, để cố gắng kéo dài tuổi thọ của tiêu chuẩn hiện tại một chút, cho đến ngày nay, 4.0 này vẫn còn Nó không có nhiều ứng dụng từ mỗi người dùng thông thường.

Chúng tôi để lại cho bạn các bài viết sau:

Nếu bạn muốn cung cấp thêm thông tin về chủ đề này hoặc có bất kỳ câu hỏi nào, chúng tôi mời bạn viết thư cho chúng tôi trong hộp bình luận hoặc thảo luận về nó trong Diễn đàn phần cứng của chúng tôi.