Czym jest PCIe 4.0 i czy warto dokonać modernizacji?

główne punkty

• PCIe 4.0 jest szeroko stosowane w nowoczesnych komputerach, łącząc takie komponenty, jak procesory graficzne (GPU), jednostki centralne (CPU) i dyski SSD NVMe. Obsługuje wysokie prędkości przesyłu danych i zapewnia wsteczną kompatybilność z poprzednimi wersjami PCIe.
• PCIe 4.0 oferuje wysoką przepustowość, skalowalność i gotowość na przyszłość. Może przesyłać dane z prędkością 16 gigabitów na sekundę (GT/s) na linię, a sloty obsługują konfiguracje takie jak x1, x4, x8 i x16. Przyszłe wersje, takie jak PCIe 5.0 i 6.0, obiecują jeszcze wyższe prędkości.
• Dyski SSD PCIe 4.0 mogą osiągać prędkość do 8 GB/s w konfiguracji 4-pasmowej. W przypadku procesorów graficznych różnica między PCIe 4.0 a 3.0 jest zazwyczaj niewielka. Użycie wielu dysków SSD NVMe może prowadzić do nasycenia przepustowości chipsetu, co wpływa na wydajność systemu.

Pod koniec 2011 roku PCI-SIG opublikowało wstępne specyfikacje standardu PCIe 4.0 , który miał oferować 16 gigabitów na sekundę (GT/s) lub 32 gigabity na sekundę (GB/s) w konfiguracji 16-ścieżkowej. Oficjalne wprowadzenie standardu zajęło prawie sześć lat, a w czerwcu 2017 roku PCI-SIG oficjalnie przedstawiło ostateczne specyfikacje PCIe 4.0.

AMD było pierwszym producentem układów scalonych dla konsumentów, który wprowadził na rynek procesory obsługujące PCIe 4.0, począwszy od Zen2 i flagowego układu X570E w 2019 roku. Intel nieznacznie pozostał w tyle pod tym względem, wprowadzając PCIe 4.0 wraz z procesorem Tiger Lake w kolejnym roku.

PCIe 4.0 wykorzystuje technologię kodowania 128b/130b do konwersji danych 128-bitowych na 130-bitowe . Zapewnia to wydajność na poziomie około 98.46% , co jest znacznie wyższą wydajnością niż w poprzednich wersjach.

↪ Wpływ na dyski SSD i procesory graficzne (GPU)

Jeśli chodzi o rzeczywistą wydajność, 4-pasmowe połączenie PCIe 4.0 SSD osiąga maksymalną prędkość około 8 GB/s . Jest to wartość zgodna z tym, co oferuje większość wydajnych dysków SSD PCIe 4.0 dla konsumentów, takich jak Samsung 990 PRO i WD Black SN850X.

Większość procesorów graficznych (GPU) posiada interfejs magistrali x8 lub x16 , który jest wystarczający nawet dla starszych wersji PCIe. Wyjątkiem jest jednak karta Radeon RX 6500 XT , która oferuje ograniczony interfejs x4 . Jeśli Twój komputer korzysta z PCIe 3.0 dla pierwszego gniazda x16 , przepustowość będzie ograniczona do zaledwie 4 GB/s w przypadku karty RX 6500 XT. Powoduje to różnicę w wydajności między PCIe 4.0 a PCIe 3.0 w niektórych grach sięgającą nawet 70% .

Dodatkowo, możesz stracić kilka klatek na sekundę z kartą x8/x16 . O ile nie złożyłeś komputera jakiś czas temu, najprawdopodobniej będziesz miał PCIe 4.0, wprowadzone wraz z procesorami Intel Rocket Lake-S ( 11. generacji ) i AMD Zen2 (Ryzen 3000), chociaż będziesz potrzebować płyty głównej co najmniej B550 lub X570 .

Strach, niepewność i wątpliwości

Wystarczyło kilka lat, aby rynek przeszedł nagłe przejście z systemów wyposażonych w PCIe 4.0 na PCIe 5.0. Producenci procesorów stopniowo wprowadzają więcej gniazd PCIe 5.0 z nowszymi chipsetami. Co więcej, dyski SSD o przepustowości powyżej 8 GB/s są technicznie ograniczone przez standard PCIe 4.0. Czy zatem nadszedł czas na modernizację?

Generalnie wszystkie nowoczesne procesory graficzne nie obsługują niczego nowszego niż PCIe Gen 4.0. Można by się spodziewać dużej różnicy w wydajności między PCIe 4.0 a PCIe 3.0, ale tak nie jest.

Gamer's Nexus przeprowadził testy i odkrył, że pomimo podwojenia przepustowości , liczba klatek na sekundę (FPS) poprawiła się jedynie nieznacznie, o 2-3%, między trzecią a czwartą generacją. Nie trzeba dodawać, że PCIe Gen 5.0 zapewni jeszcze mniejszą poprawę.

W sekcji dotyczącej dysków półprzewodnikowych (SSD), pierwszym argumentem jest to, że dyski SSD obsługujące PCIe 5.0 są drogie. Przy tej samej pojemności dyski SSD Gen 5 są około dwa razy droższe niż dyski SSD Gen 4. Po drugie, poprawa szybkości jest marginalna, ponieważ technologia PCIe 5.0 nie osiągnęła jeszcze swojego pełnego potencjału. Za prędkość 1.5–1.6 raza większą (do 12 000 MB/s ) zapłacilibyśmy dwa razy więcej.

Wreszcie, dyski SSD PCIe 5.0 pracują w ekstremalnie wysokich temperaturach . Prawie zawsze potrzebny jest radiator , a nawet aktywne chłodzenie, aby utrzymać maksymalną wydajność. Dopóki obciążenia nie będą w stanie w pełni wykorzystać tego poziomu przepustowości, inwestycja nie będzie opłacalna.

↪ Potencjalne korzyści z aktualizacji

Jednak główną zaletą PCIe 5.0 jest to, że niektóre nadchodzące płyty główne Intel Z890 podobno będą wyposażone w gniazdo x8 PCIe 5.0 (odpowiednik x16 PCIe 4.0 dla 32 GB/s ) dla GPU. Pozostają trzy gniazda x4 PCIe 5.0 dla dysków SSD , podłączonych bezpośrednio do procesora, oraz kolejne gniazdo x4 PCIe 4.0 . Dzięki temu zyskujesz to, co najlepsze z obu światów, zapewniając jednocześnie wystarczającą przepustowość dla GPU.

Należy pamiętać, że jest to tylko plotka i nie wszystkie wydajne płyty główne Z890 będą obsługiwać tę konfigurację.

Podsumowując, każdy nowoczesny system powinien mieć co najmniej jedno gniazdo x16 PCIe 4.0 , z dodatkowym gniazdem x4 obsługującym PCIe 4.0 lub PCIe 3.0 , w zależności od modelu płyty głównej. Biorąc pod uwagę powyższe fakty, można śmiało powiedzieć, że modernizacja systemu powinna być oparta na procesorze , karcie graficznej i innych komponentach, a nie na generacji PCIe.

Starsze procesory graficzne w komputerach obsługujących PCIe 3.0 mogą nie odnotować znaczącego wzrostu wydajności, nawet po modernizacji do PCIe 4.0. To samo można powiedzieć o obecnych procesorach graficznych, choć co ciekawe, żaden z nich nie obsługuje jeszcze PCIe 5.0 . Jeśli masz ograniczony budżet, PCIe 4.0 / 3.0 będzie w zupełności wystarczające.

Jeśli jednak potrzebujesz bardziej zaawansowanego systemu, nadchodzące chipsety mogą skutecznie zapewnić Ci kilka opcji przechowywania danych ( 3 x4 PCIe 5.0 + 1 x4 PCIe 4.0 ), a także wystarczającą przepustowość GPU, choć będziesz potrzebować GPU obsługującego PCIe 5.0 ( x8 ), które obecnie nie jest dostępne. Wynika to z faktu, że RTX 4090 będzie działać z prędkością PCIe 4.0 x8 ( 16 GB/s , co odpowiada PCIe 3.0 x16), ponieważ obsługuje tylko PCIe 4.0.