Что такое PCIe 4.0 и стоит ли обновляться?

основные моменты

• PCIe 4.0 широко используется в современных компьютерах для соединения таких компонентов, как графические процессоры (GPU), центральные процессоры (CPU) и твердотельные накопители NVMe. Он поддерживает высокие скорости передачи данных и обратную совместимость с предыдущими версиями PCIe.
• PCIe 4.0 обеспечивает высокую пропускную способность, масштабируемость и перспективность. Он может передавать 16 гигабит в секунду (ГТ/с) на линию, при этом слоты поддерживают конфигурации x1, x4, x8 и x16. Будущие версии, такие как PCIe 5.0 и 6.0, обещают еще более высокие скорости.
• Твердотельные накопители PCIe 4.0 могут достигать скорости до 8 ГБ/с при использовании 4-полосной конфигурации. Для графических процессоров разница между PCIe 4.0 и 3.0 обычно невелика. Использование нескольких NVMe SSD может привести к насыщению пропускной способности чипсета, что повлияет на производительность системы.

В конце 2011 года PCI-SIG опубликовала первоначальные спецификации стандарта PCIe 4.0 , который, как утверждалось, обеспечивал скорость 16 гигабит в секунду (ГТ/с) или 32 гигабита в секунду (ГБ/с) в 16-канальной конфигурации. Официальный запуск занял почти шесть лет, и в июне 2017 года PCI-SIG официально представила окончательные спецификации PCIe 4.0.

AMD стала первым производителем потребительских чипов, выпустившим процессоры с поддержкой PCIe 4.0, начиная с Zen2 и флагманского чипа X570E в 2019 году. Intel немного отстала в этом отношении, представив PCIe 4.0 с Tiger Lake в следующем году.

PCIe 4.0 использует технологию кодирования 128b/130b для преобразования 128-битных данных в 130-битные . Это обеспечивает эффективность примерно в 98.46% , что значительно выше, чем у предыдущих версий.

↪ Влияние на твердотельные накопители (SSD) и графические процессоры (GPU)

Что касается фактической производительности, то 4-полосное соединение PCIe 4.0 для SSD-накопителей достигает максимальной скорости примерно 8 ГБ/с . Это соответствует показателям большинства высокопроизводительных потребительских SSD-накопителей PCIe 4.0, таких как Samsung 990 PRO и WD Black SN850X.

Большинство графических процессоров (GPU) имеют интерфейс шины x8 или x16 , чего достаточно даже для более старых версий PCIe. Однако Radeon RX 6500 XT является исключением , имея ограниченный интерфейс x4 . Если ваш компьютер использует PCIe 3.0 для первого слота x16 , пропускная способность будет ограничена всего 4 ГБ/с с RX 6500 XT. Это приводит к разнице в производительности до 70% в некоторых играх между PCIe 4.0 и PCIe 3.0.

Кроме того, при использовании видеокарты с архитектурой x8/x16 вы можете потерять часть кадров . Если вы не собирали свой ПК давно, скорее всего, у вас будет PCIe 4.0, поскольку эта технология была представлена ​​в процессорах Intel Rocket Lake-S ( 11-е поколение ) и AMD Zen2 (Ryzen 3000), хотя вам потребуется как минимум материнская плата B550 или X570 .

Страх, неуверенность и сомнение

Рынок резко перешёл от PCIe 4.0 к системам, оснащённым PCIe 5.0, всего за несколько лет. Производители процессоров постепенно внедряют всё больше слотов PCIe 5.0 в новых чипсетах. Кроме того, скорость SSD-накопителей выше 8 ГБ/с технически ограничена стандартом PCIe 4.0. Так что, пора ли обновляться?

В целом, все современные графические процессоры не поддерживают ничего выше PCIe Gen 4.0. Можно было бы ожидать значительной разницы в производительности между PCIe 4.0 и PCIe 3.0, но это не так.

Издание Gamer's Nexus провело тесты и обнаружило, что, несмотря на удвоение пропускной способности , частота кадров (FPS) улучшилась лишь незначительно — на 2-3% — между третьим и четвертым поколениями. Разумеется, PCIe Gen 5.0 обеспечит еще меньшее улучшение.

В разделе твердотельных накопителей (SSD) первый аргумент заключается в том, что SSD с поддержкой PCIe 5.0 стоят дорого. При одинаковой емкости SSD-накопители 5-го поколения примерно вдвое дороже, чем SSD-накопители 4-го поколения . Во-вторых, прирост скорости незначителен, поскольку технология PCIe 5.0 еще не раскрыла свой полный потенциал. За скорость, которая в 1.5-1.6 раза выше (до 12 000 МБ/с ), придется заплатить вдвое больше .

Наконец, твердотельные накопители PCIe 5.0 работают при чрезвычайно высоких температурах . Для поддержания максимальной производительности почти всегда требуется радиатор или даже активное охлаждение . Если ваши рабочие нагрузки не могут в полной мере использовать такой уровень пропускной способности, инвестиции не оправданы.

↪ Потенциальные преимущества обновления

Однако, одним из главных преимуществ PCIe 5.0 является то, что, по слухам, некоторые будущие материнские платы Intel Z890 будут оснащены слотом x8 PCIe 5.0 (эквивалентным x16 PCIe 4.0 для скорости 32 ГБ/с ) для видеокарты. Это оставляет три слота x4 PCIe 5.0 для SSD-накопителей , напрямую подключенных к процессору, плюс еще один слот x4 PCIe 4.0 . Таким образом, вы получаете лучшее из обоих миров, обеспечивая при этом более чем достаточную пропускную способность для видеокарты.

Следует отметить, что это всего лишь слух, и не все высокопроизводительные материнские платы Z890 будут поддерживать эту конфигурацию.

В конечном итоге, любая современная система должна иметь как минимум один слот PCIe 4.0 x16 , а также дополнительный слот x4 , поддерживающий либо PCIe 4.0 , либо PCIe 3.0 , в зависимости от модели материнской платы. Учитывая эти факты, можно с уверенностью сказать, что модернизировать систему следует, исходя из процессора , видеокарты и других компонентов, а не поколения PCIe.

Даже при обновлении до PCIe 4.0 производительность старых видеокарт в компьютерах, поддерживающих PCIe 3.0, может не значительно повыситься. То же самое можно сказать и о современных видеокартах, хотя, что интересно, ни одна видеокарта пока не поддерживает PCIe 5.0 . Если ваш бюджет ограничен, PCIe 4.0 / 3.0 будет вполне достаточно.

Однако, если вам нужна более продвинутая система, грядущие чипсеты могут эффективно предоставить вам несколько вариантов хранения данных ( 3 x4 PCIe 5.0 + 1 x4 PCIe 4.0 ), а также достаточную пропускную способность графического процессора, хотя вам потребуется графический процессор, поддерживающий PCIe 5.0 ( x8 ), который в настоящее время недоступен. Это связано с тем, что RTX 4090 будет работать на скорости PCIe 4.0 x8 ( 16 ГБ/с , что эквивалентно PCIe 3.0 x16), поскольку она поддерживает только PCIe 4.0.