Η AMD εξασφάλισε την τιμή να είναι η πρώτη εταιρεία που έφερε το PCIe Gen 4 σε επιτραπέζιους υπολογιστές με την κυκλοφορία του chipset X570 τον Ιούνιο του 2019 στην Computex. Το PCIe 4.0 υπόσχεται να φέρει πολλές βελτιώσεις στη διεπαφή PCI Express, καθώς είναι η μεγαλύτερη αλλαγή στο πρότυπο PCIe από το 2010. Από την εποχή της γραφής, το PCIe Gen 4 δεν είναι ακόμη ευρέως διαδεδομένο, αλλά αρχίζει να λαμβάνει ευρεία υιοθέτηση όχι μόνο από τους κατασκευαστές CPU και μητρικών πλατφορμών όπως η AMD, αλλά και από κατασκευαστές καρτών γραφικών όπως η Nvidia και η Radeon Division της AMD. Αλλά χρειάζεστε πραγματικά PCIe Gen 4; Και αν ναι, πώς το παίρνετε; Πριν όμως απαντήσουμε σε αυτές τις ερωτήσεις, πρέπει να καταλάβουμε τι είναι πραγματικά το PCIe 4.0.
Οι πίνακες X570 όπως η γραμμή ASUS ROG X570 υποστηρίζουν PCIe Gen 4 - Εικόνα: ASUS
Τι είναι το PCIe 4.0;
Το PCIe 4.0 είναι η πιο πρόσφατη εξέλιξη μιας ευρείας εφαρμογής διεπαφής επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας γνωστή ως PCI ή Peripheral Component Interconnect Express. Με απλά λόγια, το PCIe 4.0 είναι η επόμενη επανάληψη της διεπαφής PCIe, η οποία χρησιμοποιείται για τη σύνδεση πρόσθετων καρτών όπως κάρτες γραφικών και μονάδες M.2 στη μητρική πλακέτα. Η τρέχουσα γενιά του PCIe, το PCIe 3.0, αποτελεί πρότυπο στους επιτραπέζιους υπολογιστές από το 2010 και το PCIe 4.0 παρέχει τώρα μια αναβάθμιση σε αυτό. Σε σύγκριση με το παλαιότερο αλλά ακόμα αρκετά γρήγορο PCIe 3.0, το νέο PCIe 4.0 ουσιαστικά παρέχει διπλή συνολική απόδοση. Δηλαδή, το PCIe 4.0 παρέχει διπλάσιο εύρος ζώνης με το PCIe 3.0, που έρχεται με ένα επιβλητικό 64 GB / s έναντι ενός πολύ μικρού μεγέθους 32 GB / s PCIe 3.0 μέσω συνδέσμου x16. Το παρακάτω γράφημα από το PCI-SIG, το σώμα που διαχειρίζεται το πρότυπο PCI, παρουσιάζει τη διαφορά στο εύρος ζώνης μεταξύ των διαφόρων γενεών PCIe.
Οι βελτιώσεις εύρους ζώνης PCIe Generation - Εικόνα: PCI-SIG
Τα δύο πρότυπα, ωστόσο, εξακολουθούν να είναι πολύ δομικά παρόμοια. Η βασική διαφορά έγκειται μόνο στους ρυθμούς μεταφοράς και σε ορισμένες περιπτώσεις, το υλικό που χρησιμοποιείται για την επιτυχή μετάδοση του σήματος σε υψηλότερο ρυθμό. Όταν το PCIe 3.0 λειτούργησε με ταχύτητα 8 GT / s (ο ρυθμός bits 0s και 1s), το νέο PCIe 4.0 λειτούργησε στα 16 GT / s ανά λωρίδα. Αυτό διπλασιάζει το συνολικό εύρος ζώνης από τα 32 GB / s του προτύπου PCIe 3.0 σε 64 GB / s του PCIe 4.0. Εκτός από το πλεονέκτημα του εύρους ζώνης, υπάρχουν πολύ λίγα που διαφέρουν μεταξύ των δύο γενεών που έχουν σημασία για τον τελικό χρήστη. Το PCIe 4.0 έχει καλύτερη αξιοπιστία και ακεραιότητα σήματος για βελτιωμένη απόδοση.
Τι νέα?
Λοιπόν, έχουμε ήδη συζητήσει ότι το κύριο πράγμα που διαφοροποιεί το PCIe 4.0 από το PCIe 3.0 είναι η σημαντική αύξηση του εύρους ζώνης. Όπου το PCIe 3.0 είχε μέγιστο εύρος ζώνης 32 GB / s, το PCIe 4.0 διπλασιάζεται σε 64 GB / s. Αυτό που είναι ενδιαφέρον όμως είναι πώς το PCIe 4.0 καταφέρνει να διπλασιάσει το εύρος ζώνης. Η τεχνική κωδικοποίησης πρέπει να γίνει κατανοητή προκειμένου να προσδιοριστεί η πραγματική ποσότητα δεδομένων που μπορούν να μεταφερθούν.
Τα PCIe Gen 3.0 και PCIe Gen 4.0 χρησιμοποιούν μια τεχνική κωδικοποίησης 128b / 130b ενώ οι παλαιότερες γενιές όπως το PCIe 2.0 χρησιμοποίησαν μια τεχνική κωδικοποίησης 8b / 10b. Αυτή η τεχνική κωδικοποίησης μετατρέπει τα δεδομένα 128-bit σε μια γραμμή κώδικα 130-bit. Αυτό διασφαλίζει την ευθυγράμμιση της ροής δεδομένων και επιτρέπει επίσης εύλογη ανάκτηση ρολογιού. Το Clock Recovery είναι η διαδικασία εξαγωγής πληροφοριών χρονισμού από μια ροή δεδομένων. Όλα αυτά σημαίνει ότι το μέγιστο θεωρητικό εύρος ζώνης σε Gbps κάθε PCIe Gen 4.0 μοιάζει με αυτό:
16GT / s x (128b / 130b) = 15.754Gbps
Η κωδικοποίηση μας επιτρέπει να υπολογίσουμε τα γενικά έξοδα που απαιτούνται για τη μετάδοση ροών δεδομένων PCIe και αυτό εντοπίζεται από τον ακόλουθο τύπο:
([130b-128b] / 130b) x 100 = 1,54%
Ο διπλασιασμός στο εύρος ζώνης καθίσταται εφικτός μέσω νέων ελεγκτών PCIe όπως αυτός των chipset AMD X570 και B550. Τα διηλεκτρικά υλικά χαμηλής απώλειας χρησιμοποιούνται επίσης στη διαδικασία που επιτρέπει στα σήματα υψηλότερης ταχύτητας να διαδίδονται περαιτέρω μέσω PCB.
Γενετικές βελτιώσεις στα πρότυπα PCIe - Εικόνα: PCI-SIG
PCIe 4.0 για παιχνίδια
Αλλά τι σημαίνουν όλοι αυτοί οι υπολογισμοί και το θεωρητικό διπλό εύρος ζώνης για τους παίκτες; Μπορούμε να περιμένουμε ότι η απόδοση των GPU θα διπλασιαστεί λόγω της αύξησης του εύρους ζώνης; Λοιπόν, ίσως να έχετε μαντέψει από τώρα ότι αυτό απλά δεν είναι δυνατό. Ναι, το PCIe 4.0 βελτίωσε πολύ το εύρος ζώνης συνδεσιμότητας της GPU στη μητρική πλακέτα, αλλά αυτό δεν μεταφράζεται σε πραγματική απόδοση παιχνιδιού. Οι GPU PCIe 4.0 υπάρχουν τώρα, με τη σειρά AMD RX 5000 και τη σειρά 6000, καθώς και τη σειρά καρτών γραφικών Nvidia RTX 3000 που υποστηρίζουν PCIe Gen 4. Ωστόσο, ακόμα κι αν συνδυάσετε αυτές τις λαμπερές νέες κάρτες γραφικών PCIe Gen 4 με PCIe Η μητρική πλακέτα Gen 4 όπως το X570 και μια CPU PCIe Gen 4 όπως η σειρά Ryzen 5000 με βάση το Zen 3 από την AMD, δεν θα μπορούσατε ακόμα να δείτε μια σημαντική αύξηση στην απόδοση.
Η σειρά Nvidia GeForce RTX 3000 υποστηρίζει PCIe Gen 4
Αλλά γιατί είναι αυτό; Λοιπόν, ο κύριος λόγος για τον οποίο το επιπλέον εύρος ζώνης δεν βοηθά στη βελτίωση της απόδοσης είναι ότι ακόμη και το εύρος ζώνης PCIe Gen 3.0 δεν χρησιμοποιείται πλήρως από τις κάρτες γραφικών στις μέρες μας. Το PCIe Gen 3.0 εξακολουθεί να προσφέρει μεγάλο εύρος ζώνης και ακόμη και οι περισσότερες κάρτες γραφικών υψηλών προδιαγραφών δεν έχουν φτάσει ακόμη και στο κορεσμό του. Στην πραγματικότητα, πολλές από τις κάρτες υψηλότερου επιπέδου όπως το Nvidia GeForce RTX 3080 μπορούν να λειτουργήσουν κοντά στην πλήρη απόδοσή τους ακόμη και με σύνδεση PCIe 3,0 x8 ή σύνδεση PCIe 2,0 x16. Επομένως, η προσθήκη περισσότερου εύρους ζώνης σε μια σύνδεση που δεν είναι ήδη κορεσμένη δεν θα βοηθήσει.
Αν προσπαθήσουμε όμως να κοιτάξουμε το μέλλον, μπορούμε να δούμε το επιπλέον εύρος ζώνης του PCIe 4.0 να είναι πλεονέκτημα κάποια στιγμή στο μέλλον. Το μέγεθος των στοιχείων του βιντεοπαιχνιδιού και η γραφική πολυπλοκότητα συνεχίζουν να αυξάνονται μέρα με τη μέρα, οπότε μπορεί τελικά να δούμε κάποιο πλεονέκτημα στην επιπλέον ταχύτητα του συνδέσμου PCIe εάν η διεπαφή PCIe 3.0 δεν μπορεί να συνεχίσει. Ειδικά με εφαρμογές υψηλής έντασης φορτίου όπως το Machine Learning συνεχίζουν να απαιτούν μεγαλύτερα και μεγαλύτερα σύνολα δεδομένων, το PCIe 4.0 μπορεί να διαδραματίσει μεγάλο ρόλο στο να επιτρέψει στις μηχανές του μέλλοντος να μην συγκρατηθούν από την έλλειψη εύρους ζώνης σύνδεσης PCIe.
PCIe 4.0 για αποθήκευση
Τώρα ερχόμαστε στον κύριο λόγο για τον οποίο το PCIe 4.0 είναι πραγματικά μια ελκυστική αναβάθμιση. Το PCIe 4.0 επιτρέπει πολύ, πολύ ταχύτερες επιλογές αποθήκευσης. Υπάρχουν μονάδες δίσκου PCIe Gen 4 εκεί έξω που συντρίβουν απόλυτα ακόμη και τις ταχύτερες μονάδες NVMe PCIe Gen 3 από άποψη ακατέργαστων αριθμών και απλώς βάλτε τις μονάδες SATA σε απόλυτη ντροπή. Με το PCIe Gen 4, βλέπουμε επιτέλους τις μονάδες να διασχίζουν τον αριθμό των 5 GB / s ως προς τις διαδοχικές αναγνώσεις, ενώ οι μονάδες PCIe Gen 3 NVMe τείνουν να ξεπερνούν τα 3,5 GB / s. Μία ιδιαίτερα γρήγορη μονάδα δίσκου, το Gigabyte Aorus M.2 PCIe 4.0 χτυπά μια επιβλητική ανάγνωση 5 GB / s και 4,3 GB / s εγγραφή, η οποία είναι περίπου 35-40% υψηλότερη διαδοχική απόδοση από ότι ακόμα και η ταχύτερη SSD M.2 PCIe Gen 3 SSD. Αυτό συμβαίνει επειδή, σε αντίθεση με τις κάρτες γραφικών, τα SSD σε αυτήν την πλατφόρμα μπορούν πραγματικά να επωφεληθούν από το επιπλέον εύρος ζώνης.
Οι ταχύτητες των SSI PCIe Gen 4 - Εικόνα: HotHardware
Η κατάσταση γίνεται ακόμη πιο ακραία αν προσθέσετε RAID στο μείγμα. Όπως εξηγήσαμε στο το άρθρο μας σχετικά με τα επίπεδα RAID , Το RAID 0 διπλασιάζει αποτελεσματικά την ταχύτητα των δύο μονάδων δίσκου που τοποθετούνται σε RAID, ενώ θέτει σε κίνδυνο τον πλεονασμό των δίσκων. Η Gigabyte χρησιμοποίησε μια κάρτα πρόσθετου PCIe 4.0 που διαθέτει τέσσερα SSD 2TB PCIe M.2 σε RAID 0 και χτύπησε μια εντυπωσιακή ανάγνωση 15,4 GB / s και 15,5 GB / s εγγραφές. Αυτό είναι ένα άνευ προηγουμένου επίπεδο απόδοσης το οποίο, αν και ομολογουμένως πολύ ακριβό, κατέστη δυνατή αποκλειστικά μέσω της απόλυτης βελτίωσης του εύρους ζώνης του PCIe Gen 4.
Το AIC που χρησιμοποιούσε ο Gigabyte για να ωθήσει τους τρελούς αριθμούς εύρους ζώνης - Εικόνα: PCWorld
Πώς να αποκτήσετε το PCIe 4.0;
Ενώ το PCIe 4.0 ακούγεται εντυπωσιακό όταν ακούει αριθμούς όπως 15 GBps, υπάρχει πράγματι ένα συγκεκριμένο σύνολο απαιτήσεων που πρέπει να πληρούνται για να λειτουργήσει το PCIe 4.0. Υπάρχουν ουσιαστικά 3 πράγματα που πρέπει να ικανοποιηθούν για να λάβετε το PCIe Gen 4.
- Συμβατή μητρική πλακέτα PCIe Gen 4
- Μια συμβατή με PCIe Gen 4 CPU
- Συμβατό με GPU / SSD PCIe Gen 4
Αν μιλάμε για τις μητρικές κάρτες, υπάρχουν δύο chipset από την AMD που υποστηρίζουν επί του παρόντος το PCIe Gen 4 κατά τη στιγμή της σύνταξης. Το X570 Chipset και το B550 Chipset είναι τα μόνα δύο chipset της ομάδας Red που επιτρέπουν τη συμβατότητα PCIe Gen 4 και ακόμη και μεταξύ αυτών των δύο, μόνο το X570 Chipset επιτρέπει πλήρη συμβατότητα χαρακτηριστικών PCIe Gen 4. Τα παλαιότερα B450, X470, B350, X370, A320 καθώς και τα chipset A520 δεν υποστηρίζουν το PCIe Gen 4 και δεν θα το κάνουν ποτέ, αφού οι γενιές PCIe δεν είναι συμβατές προς τα πίσω. Επιπλέον, η πλατφόρμα TRX40 Threadripper και η πλατφόρμα διακομιστή AMD EPYC Rome υποστηρίζουν επίσης το PCIe Gen 4.
Από την πλευρά της Intel, η πλατφόρμα Z490 υποστηρίζει το PCIe Gen 4, αν και δεν υπάρχουν επεξεργαστές Intel τη στιγμή της γραφής που να υποστηρίζει τη λειτουργία. Αυτό αναμένεται σύντομα να αλλάξει καθώς επιβεβαιώνεται ότι η Intel 11ουΟι επεξεργαστές Gen Rocket Lake Desktop δεν θα λειτουργούν μόνο με πίνακες Z490 αλλά θα υποστηρίξει επίσης το PCIe Gen 4 οπότε αυτό είναι θετικό από την Team Blue. Οι μεσαίες σειρές Β και οι οικονομικοί πίνακες της σειράς H δεν υποστηρίζουν καθόλου το PCIe Gen 4.
Οι επεξεργαστές 11ης γενιάς Intel Rocket Lake επιβεβαιώνονται ότι έχουν υποστήριξη PCIe Gen 4 επίσης - Εικόνα: Intel
Όσον αφορά τις CPU, τόσο η σειρά AMD Ryzen 3000 όσο και η νέα σειρά AMD Ryzen 5000 υποστηρίζουν επίσημα το PCIe Gen 4. Η Intel δεν έχει ακόμη υποστηρίξει το PCIe Gen 4 στους επιτραπέζιους επεξεργαστές της από τη στιγμή της σύνταξης, αλλά το επερχόμενο Rocket Lake 11ουΟι επεξεργαστές Gen επιβεβαιώνονται ότι έχουν υποστήριξη για τη λειτουργία.
Τέλος, τα προϊόντα που θα βάλετε πραγματικά στις υποδοχές PCIe. Όσον αφορά τα GPU, η σειρά Nvidia RTX 3000, η σειρά AMD RX 5000 και η σειρά καρτών γραφικών AMD RX 6000 υποστηρίζουν επίσημα αυτήν τη δυνατότητα. Για τα SSD, διαθέτουμε μια ποικιλία PCIe Gen 4 SSD για να διαλέξετε πολλοί διαφορετικοί κατασκευαστές. Μερικά αξιοσημείωτα περιλαμβάνουν τα Corsair Force MP600, Sabrent Rocket 4.0, Samsung 980 Pro, Seagate FireCuda και το Gigabyte Aorus PCIe 4.0 SSD.
Το Corsair MP600 είναι μια από τις ταχύτερες μονάδες PCIe Gen 4 - Εικόνα: Corsair
Συμβιβάζεται
Όπως και με οποιαδήποτε άλλη αναβάθμιση, υπάρχουν μερικοί συμβιβασμοί που συνοδεύουν τα πλεονεκτήματα. Δεν υπάρχουν πολλά μειονεκτήματα στην αναβάθμιση του PCIe 4.0, αλλά υπάρχουν μερικές ιδέες εδώ και εκεί που πρέπει να γνωρίζετε.
Πρώτον, το PCIe Gen 4 λειτουργεί ζεστό. Όχι μόνο οι πραγματικοί δίσκοι τρέχουν ζεστά, αλλά το chipset στη μητρική πλακέτα λειτουργεί επίσης αρκετά ζεστό λόγω της εφαρμογής PCIe Gen 4. Για τους δίσκους, αυτό σημαίνει ότι σχεδόν όλες οι μονάδες δίσκου που έχουμε δει μέχρι τώρα έχουν συμπεριλάβει ένα ψύκτρα ψύκτρας μαζί τους. Η ψύκτρα παρέχει παθητική ψύξη στα τσιπ μνήμης και διατηρεί το NAND Flash σε βέλτιστη θερμοκρασία. Για το chipset, οι κατασκευαστές της μητρικής πλακέτας θεώρησαν ότι ήταν καλύτερο να συμπεριληφθεί η ενεργή ψύξη, οπότε σχεδόν όλες οι πλακέτες X570 διαθέτουν έναν ανεμιστήρα που περιστρέφεται και παρέχει ενεργή ψύξη πάνω από το chipset υπό φορτίο. Οι σανίδες B550 όμως απαλλάσσονταν από τον ανεμιστήρα υπέρ της παθητικής ψύξης.
Το Gigabyte Aorus PCIe Gen 4 SSD διαθέτει ψύκτρα ψύκτρας - Εικόνα: Gigabyte
Εκτός από τα καυτά λειτουργικά στοιχεία, υπάρχει επίσης ένας συμβιβασμός που σχετίζεται με την τιμή των μητρικών καρτών που περιέχουν την εφαρμογή PCIe 4.0. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι οι πίνακες X570, B550 και Z490 είναι ακριβότερες από τις επιλογές της σειράς B και της σειράς H και στις δύο σειρές. Αυτό καθιστά την αναβάθμιση σε PCIe 4.0 λίγο περίπλοκη, καθώς ο αγοραστής πρέπει τώρα να σταθμίσει τα πλεονεκτήματα του PCIe 4.0 έναντι του επιπλέον κόστους για να λάβει μια απόφαση αγοράς.
Πρέπει να κάνετε αναβάθμιση;
Λοιπόν, υπάρχει λόγος να βγείτε έξω και να αγοράσετε μια μητρική πλακέτα προηγμένης τεχνολογίας, μια νεότερη CPU και ένα ακριβό SSD για να απολαύσετε το PCIe 4.0; Λοιπόν, πιθανώς όχι. Το κύριο πλεονέκτημα του PCIe 4.0 βρίσκεται επί του παρόντος στο τμήμα αποθήκευσης. Εάν δεν κατασκευάζετε ένα ολοκαίνουργιο μηχάνημα από το μηδέν, δεν φαίνεται να υπάρχει αρκετό κίνητρο στο PCIe 4.0 για να δικαιολογηθεί αναβάθμιση από πίνακες B450 ή X470 ή ακόμα και παλαιότεροι επεξεργαστές Ryzen ή Intel σε νεότερους, εάν διατηρήσουμε την απόδοση σε μία πλευρά. Όπως είπαμε νωρίτερα, το PCIe 4.0 έχει ελάχιστη επίδραση στην απόδοση παιχνιδιών του συστήματος επίσης, επομένως η αναβάθμιση της κάρτας γραφικών δεν περιλαμβάνει το ζήτημα της υποστήριξης PCIe 4.0 από τώρα.
Εκτός αν η αποθήκευση είναι ύψιστης σημασίας για εσάς και οι μονάδες NVMe Gen 3 δεν το κόβουν πια, το PCIe 4.0 δεν φαίνεται να αξίζει την αναβάθμιση από παλαιότερες μητρικές. Οι μονάδες PCIe Gen 4 προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα για χρήστες που εργάζονται με μεγάλα αρχεία μέσω δικτύου ή επαγγελματίες που χρειάζονται υψηλότερες ταχύτητες για επαγγελματικές εφαρμογές και επεξεργασία βίντεο κ.λπ. Με αυτό είπε, εάν δημιουργείτε ένα ολοκαίνουργιο σύστημα, η προεπιλεγμένη επιλογή θα πρέπει να είναι οι μητρικές πλακέτες PCIe και οι CPU για να βεβαιωθείτε ότι το σύστημα δεν θα καθυστερήσει τυχόν μελλοντικές αναβαθμίσεις σε περίπτωση που αισθάνεστε σαν να πέσετε σε μια γρήγορη μονάδα Gen 4. Επομένως, δεν υπάρχει μεγάλο κίνητρο για αναβάθμιση από μια παλαιότερη μητρική πλακέτα, αλλά για νέους κατασκευαστές, η προεπιλεγμένη πρότασή μας θα ήταν να ακολουθήσουμε τις μητρικές κάρτες που υποστηρίζουν τη δυνατότητα PCIe Gen 4.
