Co to jest PCIe 5.0 i dlaczego jest to ważne?

Wraz z premierą procesorów Intel Alder Lake i zbliżającą się premierą procesorów AMD 7000 Ryzen, sprzęt PCIe 5.0 w końcu stał się rzeczywistością. Ale czym jest PCIe 5.0 i czy powinieneś się spieszyć z zakupem płyty głównej PCIe 5.0?

Co to jest PCI?

PCIe to skrót od Peripheral Component Interconnect Express. PCIe to standard, który umożliwia urządzeniom peryferyjnym podłączenie do płyty głównej i komunikację z jednostką centralną (CPU). Standard PCIe jest publikowany przez PCI Special Interest Group (PCI-SIG) od 2003 r., kiedy ogłoszono pierwszy standard PCIe.

Standard PCIe został pierwotnie zaprojektowany w celu zastąpienia wielu starszych standardów, takich jak PCI, PCI-X i APG. Musiał mieć doskonałą wydajność, być wszechstronny i kompaktowy. PCI-SIG zdecydowało również, aby standard PCIe był jak najbardziej kompatybilny wstecz.

Oznacza to, że można rozsądnie oczekiwać, że urządzenie PCIe 2.0 z 2008 roku będzie współpracować z płytą główną wyposażoną w gniazda PCIe 5.0. To świetna wiadomość, jeśli masz starsze urządzenia peryferyjne, które nie mają nowoczesnych odpowiedników lub nadal spełniają Twoje potrzeby. To, czy sterowniki napisane dla systemu Windows XP lub Vista będą działać w systemie Windows 10 czy 11, to inna sprawa.

Do czego służy PCIe?

Interfejs PCIe jest zwykle używany do podłączania wydajnych urządzeń peryferyjnych do komputera. Najczęstszym przykładem jest procesor graficzny (GPU), ponieważ współczesne gry, aplikacje naukowe, inżynierskie i uczące maszynowe wymagają do przetworzenia ogromnych ilości danych.

Karty graficzne nie są jedyną rzeczą, którą można podłączyć do złącza PCIe: karty sieciowe, karty dźwiękowe, adaptery M.2 PCIe , karty rozszerzeń USB, karty rozszerzeń SATA i niezliczone inne urządzenia mogą korzystać z interfejsu PCIe. Jeśli coś jest podłączone do komputera i nie jest to pamięć RAM ani dysk twardy, prawie na pewno korzysta z PCIe.

Oczywiście nie wszystkie z tych urządzeń mają ten sam rozmiar i wymagania dotyczące przepustowości. Aby to zrobić, istnieje kilka opcji fizycznego złącza PCIe.

Co to są linie PCIe i co oznaczają x1, x4, x8 i x16?

Usłyszysz, że fizyczne interfejsy PCIe na płycie głównej są określane jako gniazda, złącza lub porty PCIe.

Porty te są zwykle sortowane według liczby dostępnych linii, a liczba linii określa całkowitą przepustowość obsługiwaną przez port. Standard PCIe 5.0 wymaga szybkości transferu 8 gigabajtów na sekundę (GB/s) na linię.

Notatka. Całkowita przepustowość ścieżki jest dzielona między wysyłanie i odbieranie danych. Tak więc pojedyncza linia 8 GB/s może jednocześnie przesyłać 4 GB/s i odbierać 4 GB/s.

Gdy zobaczysz na produkcie napis „PCIe 5.0 x1”, oznacza to, że produkt korzysta z PCIe 5.0 i ma dostępną jedną linię PCIe. Kiedy widzisz „PCIe 5.0 x16”, oznacza to, że dostępnych jest 16 z wszystkich linii PCIe 5.0, co odpowiada łącznej przepustowości 128 GB/s.

Zazwyczaj porty PCIe x1, x4, x8 i x16 są dostępne w różnych rozmiarach, przy czym PCIe x16 jest największym, a PCIe x1 najmniejszym.

Sprzęt podłączony do tych portów ma odpowiednią wielkość. Najbardziej wymagające urządzenia peryferyjne, takie jak procesory graficzne, są zaprojektowane do korzystania z pełnego portu x16, podczas gdy urządzenia, takie jak karty dźwiękowe, zwykle korzystają z portów x1 lub x4.

Porty PCIe x1, x4 i x16 są dość powszechne na zwykłych płytach głównych dla konsumentów. Zazwyczaj płyta główna z portem x8 będzie korzystać z tego samego rozmiaru fizycznego portu co połączenie x16, ale przepustowość będzie ograniczona szybkością portu x8. Należy zauważyć, że mniejsze gniazda PCIe zawsze można podłączyć do większych portów — jeśli masz kartę sieciową korzystającą z portu PCIe x4, możesz podłączyć ją do dowolnego portu PCIe x8 lub PCIe x16.

Oprócz zwykłych portów PCIe jest jedna godna uwagi różnica: gniazdo M.2. Port M.2 to standard dla szybkich dysków półprzewodnikowych (SSD) NVMe. M.2 nie jest fizycznie zgodny ze standardowymi portami PCIe, ale korzysta z połączenia PCIe x4.

Czym różni się PCIe 5.0?

Najważniejszą cechą PCIe 5.0 – i tą, na której wszyscy będą dbać – jest szybkość. PCIe 5.0 jest dwukrotnie szybszy niż PCIe 4.0.

Szybkie dyski M.2 NVMe wykorzystują połączenie PCIe x4. Oznacza to, że dyski NVMe obsługujące prędkości PCIe 5.0 mają prędkość odczytu i zapisu około 16 GB/s. Dla kontekstu typowe dyski SSD SATA osiągają prędkość około 550 megabajtów na sekundę (MB/s). Dyski PCIe 5.0 NVMe — jeśli są dostępne — obiecują być około 30 razy szybsze. Czas ładowania pozostanie w przeszłości.

Prawie każdy dostaje coś z najnowszej wersji standardu PCIe, ale chyba najwięcej frajdy będą mieli osoby i organizacje zajmujące się „big data”. Centra danych, które obsługują usługi takie jak Facebook, Google i inne główne usługi, obsługują niewyobrażalne ilości danych i będą w stanie wycisnąć każdą kroplę wydajności z interfejsów PCIe 5.0. Zastosowania naukowe i inżynierskie z pewnością skorzystają na zwiększonej przepustowości.

Co oznacza PCIe 5.0 dla konsumentów?

W chwili pisania tego tekstu, sierpień 2022, niewiele.

Obecnie dostępnych jest bardzo niewiele urządzeń PCIe 5.0 i żadne z nich nie jest skierowane do zwykłych konsumentów, a nawet entuzjastów. Oczekuje się, że NVIDIA pozostanie przy PCIe 4.0 dla swoich długo oczekiwanych procesorów graficznych z serii RTX 4000 i nie jest jasne, czy procesory graficzne AMD Radeon RX 7000 również zaimplementują interfejs PCIe 5.0. Nie ma konsumenckich dysków SSD zaprojektowanych dla standardu PCIe 5.0. Istnieje tylko kilka opcji dla przedsiębiorstw, takich jak Samsung PM1743 .

W przyszłości na pewno się to zmieni – nawet jeśli procesory graficzne z serii AMD Radeon RX 7000 i NVIDIA RTX 4000 nie będą korzystać z PCIe 5.0, to z pewnością je zastąpi. Zauważono , że konsumenckie dyski SSD obsługują PCIe 5.0, więc prawdopodobnie nie są daleko.

Czy zbliżająca się dostępność urządzeń PCIe 5.0 oznacza, że ​​powinieneś się pospieszyć i kupić nowy procesor Alder Lake, Raptor Lake lub Zen 4 oraz pasującą płytę główną tylko w celu zapewnienia zgodności z PCIe 5.0? To zależy — jeśli chcesz zapłacić więcej, aby zostać wczesnym użytkownikiem sprzętu PCIe 5.0 i faktycznie możesz z niego korzystać, to PCIe 5.0 jest mile widzianym skokiem wydajności. Jeśli i tak potrzebujesz aktualizacji, to zdecydowanie nie ma nic złego w uzyskaniu czegoś z włączoną obsługą PCIe 5.0.

Jednak urządzenia PCIe 5.0 prawdopodobnie nie staną się normą jeszcze przez kilka lat, a do tego czasu zarówno Intel, jak i AMD prawdopodobnie wypuszczą nową, szybszą generację procesorów. O ile nie poszukujesz najnowszych i najlepszych — lub nie musisz aktualizować z innych powodów — lepiej odłóż pieniądze na bok i poczekaj, aż na rynku pojawi się więcej urządzeń PCIe 5.0.

Tymczasem standard PCIe 6.0 został już zdefiniowany. W świecie sprzętu komputerowego na horyzoncie zawsze pojawia się coś nowego i lepszego.