PCIe 3.0 versus PCIe 4.0 versus PCIe 5.0: wat is het verschil?

Soms is het moeilijk te geloven hoe snel de technologie vordert. Het lijkt gisteren dat AMD ons kennis heeft laten maken met hun Ryzen 3000-serie CPU's, die werd geleverd met PCI Express 4.0 als een van de belangrijkste functies. Intel haalde alleen zijn Rocket Lake-CPU's in, die in 2021 werden gelanceerd. Het lijkt er echter op dat de industrie opnieuw klaar is om vooruit te gaan. Het gerucht gaat dat Alder Lake 12e generatie Intel-CPU's wordt geleverd met PCI Express 5.0, de nieuwe versie van de specificatie.

Je hebt misschien net een nieuwe vlammende pc gekregen met ondersteuning voor PCIe 4.0. Zo rijst de vraag: wat zijn de verschillen tussen PCIe 5.0 en de bestaande versies? En moet ik me zorgen maken?

PCIe 5.0 versus PCIe 4.0: dubbele bandbreedte

Voor het grootste deel is de grootste verbetering tussen verschillende generaties PCI Express altijd een toename van de bandbreedte van bijna precies het dubbele.

De overdrachtssnelheid van de eerste versie van de standaard, PCIe 1.0, was ongeveer 250 MB/s over een enkele baan (x1) en was in staat tot 2,5 GT/s (gigatransfers). Met de komst van PCIe 2.0 werd dit verdubbeld tot respectievelijk 500 MB/s en 5 GT/s.

Met PCIe 4.0 steeg het tot 1,97 GB/s en 16 GT/s, een verdubbeling ten opzichte van de 985 MB/s en 8 GT/s van PCIe 3.0. Ik weet zeker dat je de oefening nu door hebt: elke nieuwe generatie verdubbelt de bandbreedte van zijn voorganger of komt in de buurt van een verdubbeling ervan.

PCIe 5.0 is geen uitzondering.

PCIe 5.0 is de directe opvolger van de PCIe 4.0-standaard. En nogmaals, de bandbreedte en gigaoverdrachtssnelheid verdubbelen ten opzichte van de vorige generatie, waardoor gegevens met aanzienlijk hogere snelheden kunnen worden overgedragen. 32 gigatransfers per seconde, of 32 GT/s, en een overdrachtssnelheid van 3,94 GB/s liggen allemaal op tafel. PCIe 4.0 was al waanzinnig snel: je hoeft alleen maar te kijken naar een PCIe 4.0-compatibele NVMe SSD en de soorten lees-/schrijfsnelheden die het kan bereiken. PCIe 5.0 zal twee keer zo snel zijn over hetzelfde aantal rijstroken.

Verwant: De beste budget PCIe 4.0-moederborden

Natuurlijk is het verdubbelen van de snelheden makkelijker gezegd dan gedaan. Hoewel de fysieke verbinding hetzelfde blijft en PCIe 5.0 volledig achterwaarts compatibel blijft met eerdere PCI Express-generaties, zullen de vereisten veranderen om tegemoet te komen aan de hogere snelheid. Moederborden die PCIe 5 ondersteunen, moeten bijvoorbeeld meer mogelijkheden onder de motorkap toevoegen voor het omgaan met signaalverlies en ruis. Dit komt omdat sneller gaan meer problemen met signaalintegriteit (SI) kan opleveren, en daar moet rekening mee worden gehouden om fouten zoveel mogelijk op afstand te houden.

De volgende versie van PCI Express, PCIe 6.0, die al in ontwikkeling is (zoals je waarschijnlijk al geraden had, de PCI-SIG-consortium beweegt snel), zal worden geholpen in termen van bandbreedtetoename en signaalintegriteit door gebruik te maken van PAM-4 signalering. PCIe 5.0 zal echter meer conventionele methoden moeten gebruiken om ruimte te maken voor deze hogere snelheden: moederbordsporen van betere kwaliteit en dikkere PCB's met meer lagen om signaalverlies te minimaliseren en impedantie.

Waarom zou ik om PCI Express 5.0 geven?

Dingen zoals onze grafische kaarten hebben niet echt de obscene hoeveelheden bandbreedte nodig die PCIe 5.0 levert, althans niet nu. Immers, zelfs de grootste en krachtigste uit NVIDIA's huidige line-up, de RTX 3090, slaagt er niet in om een ​​PCIe 4.0 x16-verbinding volledig te verzadigen. Er zijn echter veel gevallen waarin PCIe 5.0 van pas kan komen, zowel voor gebruik door consumenten als voor meer professionele toepassingen. Apparaten die kunnen profiteren van meer bandbreedte, zullen er op de juiste manier gebruik van kunnen maken, terwijl andere die niet echt meer snelheid nodig hebben, in plaats daarvan efficiënter kunnen werken met minder rijstroken.

Aan de consumentenkant is het belangrijkste voordeel van PCIe 5.0 snelle opslag. Aan de kant van de opslag, NVMe-schijven met PCIe 5.0 zullen de snelheden razendsnel zijn. Bijvoorbeeld, Samsung's 980 Pro, vaak beschouwd als de gouden laag van PCIe 4.0-schijven, kan sequentiële leessnelheden tot 6.900 megabyte per seconde bereiken. Een schijf met PCIe 5.0-snelheden zou mogelijk het dubbele kunnen bereiken. Snelle opslag is belangrijker dan ooit, met zaken als: DirectStorage van Microsoft veelbelovend om onze game-ervaring enorm te verbeteren. Dus hoewel PCIe 5.0 op dit moment niet absoluut noodzakelijk is, is het waarschijnlijk dat het in de toekomst van pas zal komen.

PCIe 5.0 zal ook erg belangrijk worden in datacenters, omdat snelle opslag en high-speed netwerken essentieel zijn voor communicatie. Sommige servernetwerkinterfaces onderzoeken een overgang van 100 GbE-netwerken naar 400 GbE in de niet zo verre toekomst, en PCIe 5.0 zal dit haalbaar maken. De full-duplex bandbreedte van een PCIe 5.0 x16-link is 128 GB/s. Een full-duplex 400 GbE-link vereist 800 Gbps bandbreedte. In bytes vertaalt dit zich in 100 GB/s aan totale bandbreedte, die een PCIe 5.0 x16-verbinding aankan.

Wanneer komt PCIe 5.0?

De standaard is al vrijgegeven. De definitieve PCI Express 5.0-specificatie werd uitgebracht op 29 mei 2019, terwijl Jiangsu Huacun in november 2019 de eerste PCIe 5.0-controller liet zien. We moeten het tot nu toe echter nog in definitieve producten zien. De nieuwste CPU's van respectievelijk Intel en AMD, Rocket Lake en Zen 3 zijn momenteel alleen PCIe 4.0 compatibel, zoals de meeste PCI Express-randapparatuur die momenteel op de markt is, of het nu gaat om een ​​grafische kaart of NVMe SSD.

Verwant: PCIe versus SATA SSD's: welke opslagschijf is het beste?

Ze komen echter binnenkort. We verwachten dat Intel's 12e generatie CPU's, met de codenaam Alder Lake, PCIe 5.0-ondersteuning zullen bieden voor desktopcomputers, en die zouden begin 2022 op de markt moeten komen. Elzenmeer zal ook starten met een nieuwe socket, DDR5 RAM-ondersteuning en nieuwe moederbordchipsets. Wat AMD betreft, hoewel er binnenkort nieuwe CPU's worden gelanceerd met een nieuwe AM5-socket, wordt niet verwacht dat die met PCIe 5.0-ondersteuning direct uit de poort zullen komen. In plaats daarvan kan het een paar generaties duren voordat AMD in actie komt.

Razendsnelle opslag, netwerken en grafische afbeeldingen

PCI Express 5.0 zal een van de nieuwste ontwikkelingen zijn in het computerecosysteem. Met de dubbele overdrachtssnelheid en bandbreedte van PCIe 4.0 en vier keer de overdrachtssnelheid van PCIe 3.0, is het een generatiesprong die zal van invloed zijn op hoe we onze pc's gebruiken en zorgen voor verbluffende SSD- en netwerksnelheden en maken dingen die niet mogelijk waren voor een realiteit.

Wat is PCIe 4.0 en moet u upgraden?

PCIe 4.0 maakt uw pc-hardware sneller, maar wordt waarschijnlijk nog niet ondersteund. Moet u uw hardware upgraden naar PCIe 4.0?

Lees volgende

Over de auteur