Pci express 4.0: mọi thứ chúng ta biết cho đến nay

Vào đầu năm, tập đoàn tiêu chuẩn PCI-SIG đã phê chuẩn và công bố thông số kỹ thuật PCI Express 4.0 trong phiên bản 1.0. Điều này đánh dấu phiên bản đầy đủ của PCIe 4.0 và sau khi phát hành thông số sửa đổi vào ngày 0.9 tháng 6 năm ngoái. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ phân tích tất cả mọi thứ được biết cho đến nay về PCI Express 4.0.

Chỉ số nội dung

PCI Express 4.0 tăng gấp đôi băng thông của thông số kỹ thuật 3.0 hiện tại

PCI Express hiện là bus tốc độ cao được sử dụng bởi hầu hết các thành phần hiệu suất cao trong máy tính. Cả card đồ họa, SSD NVMe, card mạng và nhiều thiết bị khác được kết nối thông qua giao diện tiên tiến này, do đó tầm quan trọng của nó rất lớn. PCI Express 4.0 tăng gấp đôi băng thông 8 GT / s trên mỗi làn của PCIe 3.0, do đó cung cấp tốc độ truyền 16 GT / s trên mỗi làn, mang lại lợi ích I / O hiệu suất đáng kể hữu ích cho lưu trữ và mạng tốc độ cao, cũng như các ứng dụng trí tuệ nhân tạo. Đồng thời, PCI-SIG tập trung vào quý 2 năm 2019 để phát hành thông số kỹ thuật PCIe 5.0 đã hoàn thiện, do đó, PCIe 4.0 sẽ không phải là phiên bản bền như PCIe 3.0.

Chúng tôi khuyên bạn nên đọc:

• PCI Express - Nó là gì và nó là gì cho Mini PCI Express Nó là gì và tại sao nó lại có trong máy tính xách tay?

PCI-SIG trước đây đã duy trì nhịp bốn năm cho PCIe 1.0 (2003), PCIe 2.0 (2006) và PCIe 3.0 (2010). Liên quan đến sự chậm trễ bảy năm, PCI-SIG lưu ý rằng PCIe 3.0 đã cung cấp đủ băng thông trong một thời gian, trước sự phát triển và nhu cầu ngày càng tăng của khối lượng công việc tính toán AI, PCIe NVMe và 3D XPoint và tốc độ mạng, đặc biệt là 10GbE ngày càng trở nên dễ tiếp cận hơn đối với người tiêu dùng.

PCI Express 4.0 duy trì khả năng tương thích ngược và SSD NVMe sẽ được hưởng lợi rất nhiều từ lợi ích của nó

Để tính toán GPU, giới hạn băng thông PCIe 3.0 đã thúc đẩy Nvidia phát triển kết nối NVLink độc quyền của mình. Do đó, với PCI Express 4.0 và hơn thế nữa, PCI-SIG tìm cách trở lại nhịp bình thường hơn, đặc biệt là khi họ đã giải quyết một số trở ngại kỹ thuật lớn, để cho phép tốc độ truyền nhanh hơn thông qua tiêu chuẩn PCIe 4.0. Các khía cạnh khác là bản chất của tổ chức. PCI-SIG có gần 800 công ty thành viên, trong đó hàng năm bầu ra một ban giám đốc; Trong năm 2017-2018, Hội đồng bao gồm các thành viên từ AMD, Intel và Nvidia. Bằng cách phát triển và duy trì các thông số kỹ thuật PCI mở, các thành viên hợp tác trong các ủy ban kỹ thuật và các nhóm làm việc, đệ trình và xem xét các thay đổi đối với thông số kỹ thuật. Một số công việc PCI-GIS gần đây đang được sắp xếp hợp lý trong quy trình này.

Sau khi hoàn thành các thông số kỹ thuật, các thành viên phải có sản phẩm vượt qua các bài kiểm tra về khả năng tương tác và tuân thủ tại một trong nhiều Hội thảo về Tuân thủ PCI-GIS trong suốt cả năm, để sản phẩm được thêm vào Danh sách Các nhà tích hợp, mà các OEM và các nhà tích hợp hệ thống sử dụng để chọn phần cứng. Đối với PCIe 4.0, lần đầu tiên PCI-SIG đã cung cấp các hội thảo tuân thủ trước khi phát hành, sử dụng phiên bản 0.9 trước đó, nhưng chỉ ở mức sơ bộ của Thử nghiệm FYI. Trong thời gian còn lại của năm, PCI-SIG sẽ cung cấp Thử nghiệm PCIe 4.0 FYI trong các hội thảo tuân thủ; PCIe 4.0 hiện không được liệt kê trong Chương trình tuân thủ chính thức hoặc trên Danh sách nhà tích hợp.

Như trong các lần lặp PCIe trước, PCIe 4.0 có tính năng tương thích ngược và các thẻ PCIe 1.x, 2.x và 3.x phù hợp với các khe cắm PCIe 4.0 và hoạt động bình thường. PCIe 4.0 cũng duy trì mã hóa 128b / 130b của PCIe 3.0, sẽ tiếp tục được sử dụng trong PCIe 5.0. Trong số các cải tiến khác, các tính năng khác nhau có liên quan nhiều hơn đến các nhà thiết kế và nhà phát triển hơn là người dùng cuối. Khi tốc độ dữ liệu tăng, sự thay đổi hiệu suất tăng và suy giảm tính toàn vẹn tín hiệu.

Hiệu suất cao hơn

Với suy nghĩ này, PCIe 4.0 cung cấp lề trên bộ thu PHY, trong đó bộ điều khiển PCIe lấy thông tin về biên điện từ mỗi làn PCIe để đo dung sai của biến đổi. PCIe 4.0 cũng có các nhãn và tín dụng mở rộng, các tính năng hoạt động cùng nhau để che giấu độ trễ và thúc đẩy bão hòa băng thông đầy đủ. Các cải tiến khác bao gồm giảm độ trễ hệ thống tổng thể, ảo hóa I / O và tích hợp nền tảng và thêm khả năng mở rộng băng thông / băng thông, cũng như cải thiện độ tin cậy, tính khả dụng và khả năng. dịch vụ (RAS).

Mặc dù card đồ họa chơi game là thiết bị PCIe dễ thấy nhất đối với người tiêu dùng, nhưng băng thông PCIe bổ sung không có khả năng ảnh hưởng đến hiệu suất chơi game, ít nhất là ngay lập tức. Tuy nhiên, với số lượng băng thông PCIe có hạn với hầu hết các CPU tiêu dùng, điều này cũng sẽ giúp giảm bớt áp lực rằng sự kết hợp giữa GPU, SSD NVMe và mạng 10GigE có thể được đặt trong băng thông I / O hệ thống. Những gì cũng có thể có liên quan là công suất cao hơn của các đầu nối thứ cấp.

Đối với các giải pháp của nhà cung cấp PCIe 4.0, Synopsys và Cadence, trong số những người khác, đang phát triển hoặc cung cấp trình điều khiển PHY và 16 GT / s, các công cụ xác nhận và nhiều ứng dụng khác. IBM POWER9 có các kết nối PCIe 4.0 và Intel Falcon Mesa 10nm hỗ trợ PCIe 4.0 như một khối IP tích hợp thông qua EMIB. Trong khi đó, AMD cung cấp hỗ trợ PCIe 4.0 với Radeon Bản năng MI50 và MI60 mới. Navi và Zen 2 cũng được cho là sẽ hỗ trợ PCI Express 4.0.

Bảng sau đây tóm tắt các tính năng quan trọng nhất của các phiên bản PCI Express khác nhau cho đến nay:

Phiên bản	Giới thiệu	Chuyển bằng làn đường	Độ rộng băng tần
× 1	× 2	× 4	× 8	× 16
1	2003	2, 5 GT / s	250 MB / giây	0, 50 GB / giây	1, 0 GB / giây	2.0 GB / giây	4.0 GB / giây
2.0	2007	5, 0 GT / s	500 MB / giây	1, 0 GB / giây	2.0 GB / giây	4.0 GB / giây	8, 0 GB / giây
3.0	2010	8, 0 GT / s	984, 6 MB / s	1, 97 GB / giây	3, 94 GB / giây	7, 88 GB / giây	15, 8 GB / giây
4.0	2017	16, 0 GT / s	1969 MB / s	3, 94 GB / giây	7, 88 GB / giây	15, 75 GB / giây	31, 5 GB / giây
5.0	Dự kiến ​​trong Quý 2 năm 2019	32, 0 GT / s	3938 MB / giây	7, 88 GB / giây	15, 75 GB / giây	31, 51 GB / giây	63, 0 GB / giây

Điều này kết thúc bài viết của chúng tôi về giao thức PCI Express 4.0, chúng tôi hy vọng nó đã giúp bạn hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của phiên bản mới này của giao diện tốc độ cao được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

Có nguồn