AMD je osigurao čast biti prva tvrtka koja je predstavila PCIe Gen 4 u stolnim računalima lansiranjem X570 čipseta u lipnju 2019. u Computexu. PCIe 4.0 obećava da će donijeti mnoga poboljšanja na sučelju PCI Express jer je to najveća promjena PCIe standarda od 2010. godine. U vrijeme pisanja ovog članka, PCIe Gen 4 još uvijek nije široko rasprostranjen, ali počinje sve više usvajati ne samo od proizvođača procesora i matičnih ploča poput AMD-a, već i od proizvođača grafičkih kartica poput Nvidije i AMD-ove vlastite Radeon divizije. No, trebate li stvarno PCIe Gen 4? A ako je tako, kako to dobiti? Prije nego što odgovorimo na ta pitanja, moramo shvatiti što je zapravo PCIe 4.0.
Ploče X570 poput linije ASUS ROG X570 podržavaju PCIe Gen 4 - Slika: ASUS
Što je PCIe 4.0?
PCIe 4.0 najnoviji je razvoj široko implementiranog komunikacijskog sučelja velike brzine poznatog kao PCI ili Peripheral Component Interconnect Express. Jednostavno rečeno, PCIe 4.0 je sljedeća iteracija PCIe sučelja koje se koristi za povezivanje dodatnih kartica poput grafičkih kartica i M.2 pogona na matičnu ploču. PCIeova trenutna generacija, PCIe 3.0, standard je za stolna računala od 2010. godine, a PCIe 4.0 sada to nadograđuje. U usporedbi sa starijim, ali još uvijek prilično brzim PCIe 3.0, novi PCIe 4.0 u osnovi pruža dvostruku ukupnu propusnost. To će reći da PCIe 4.0 pruža dvostruku propusnost kao PCIe 3.0, dolazi s nevjerojatnih 64 GB / s nasuprot slabih 32 GB / s PCIe 3.0 preko x16 veze. Sljedeća tablica PCI-SIG-a, tijela koje upravlja PCI standardom, prikazuje razliku u propusnosti između različitih generacija PCIe.
Poboljšanja propusnosti generacije PCIe - Slika: PCI-SIG
Međutim, dva su standarda strukturno vrlo slična. Ključna razlika leži samo u brzinama prijenosa, au nekim slučajevima i u materijalu koji se koristi za postizanje uspješnog prijenosa signala pri većoj brzini. Gdje je PCIe 3.0 radio na 8 GT / s (brzina bitova 0s i 1s), novi PCIe 4.0 radio je na 16 GT / s po traci. To udvostručuje ukupnu propusnost sa 32 GB / s standarda PCIe 3.0 na 64 GB / s PCIe 4.0. Ipak, osim prednosti propusnosti, vrlo je malo različitog između dvije generacije koje imaju ikakav značaj za krajnjeg korisnika. PCIe 4.0 ima bolju pouzdanost i integritet signala za poboljšane performanse.
Što ima novog?
Pa, već smo razgovarali da je glavna stvar koja razlikuje PCIe 4.0 od PCIe 3.0 veliko povećanje propusnosti. Tamo gdje je PCIe 3.0 imao maksimalnu propusnost od 32 GB / s, PCIe 4.0 to udvostručuje na 64 GB / s. Zanimljivo je ipak kako PCIe 4.0 uspijeva udvostručiti propusnost. Tehnika kodiranja mora se razumjeti kako bi se utvrdila stvarna količina podataka koja se može prenijeti.
PCIe Gen 3.0 i PCIe Gen 4.0 koriste tehniku kodiranja 128b / 130b, dok su starije generacije poput PCIe 2.0 koristile tehniku kodiranja 8b / 10b. Ova tehnika kodiranja pretvara 128-bitne podatke u 130-bitnu liniju koda. To osigurava poravnanje toka podataka, a također omogućuje razuman oporavak sata. Oporavak sata postupak je izdvajanja vremenskih podataka iz toka podataka. Sve to znači da maksimalna teoretska širina pojasa u Gbps svakog PCIe Gen 4.0 izgleda ovako:
16GT / s x (128b / 130b) = 15,754Gbps
Kodiranje nam omogućuje izračunavanje dodatnih troškova potrebnih za prijenos tokova podataka PCIe, a to se utvrđuje prema sljedećoj formuli:
([130b-128b] / 130b) x 100 = 1,54%
Udvostručavanje širine pojasa tada je omogućeno kroz nove PCIe kontrolere poput onoga na AMD X570 i B550 čipsetima. U procesu se koriste i dielektrični materijali s niskim gubicima koji omogućavaju daljnje širenje signala veće brzine kroz PCB.
Generacijska poboljšanja u PCIe standardima - Slika: PCI-SIG
PCIe 4.0 za igre
Ali što sve ove kalkulacije i teoretska dvostruka propusnost znače za igrače? Možemo li očekivati da će se performanse GPU-a udvostručiti zbog povećanja propusnosti? Pa, vjerojatno ste do sada mogli pretpostaviti da to jednostavno nije moguće. Da, PCIe 4.0 je uvelike poboljšao propusnost povezivosti GPU-a s matičnom pločom, ali to ne znači stvarne igračke performanse. PCIe 4.0 GPU-ovi sada postoje, i sa AMD RX 5000 i 6000 serijom, kao i sa Nvidia RTX 3000 serijom grafičkih kartica koje podržavaju PCIe Gen 4. Međutim, čak i ako te sjajne nove PCIe Gen 4 grafičke kartice spojite s PCIe Matična ploča Gen 4 poput X570 i PCIe Gen 4 CPU poput Ryzen 5000 serije zasnovane na Zen 3 AMD-a, još uvijek ne biste primijetili značajne napore u performansama.
Nvidia GeForce RTX 3000 serija podržava PCIe Gen 4
Ali zašto je to tako? Pa, glavni razlog zašto dodatna propusnost ne pomaže u poboljšanju performansi je taj što grafičke kartice danas ne koriste u potpunosti propusnost PCIe Gen 3.0. PCIe Gen 3.0 i dalje nudi puno propusnosti, a čak ga ni najmodernije grafičke kartice nisu ni približno zasitile. Zapravo, mnoge najkvalitetnije kartice poput Nvidia GeForce RTX 3080 mogu raditi s potpunim performansama čak i s vezom PCIe 3.0 x8 ili PCIe 2.0 x16. Prema tome, dodavanje više propusnosti veze koja još nije zasićena neće pomoći.
Ako ipak pokušamo zaviriti u budućnost, vidimo da dodatna propusnost PCIe 4.0 predstavlja prednost negdje u budućnosti. Veličina imovine i grafička složenost videoigara nastavljaju se povećavati iz dana u dan, tako da ćemo napokon uvidjeti neku prednost dodatnoj brzini PCIe veze ako sučelje PCIe 3.0 jednostavno ne može pratiti. Pogotovo kad aplikacije s velikim opterećenjem poput Strojnog učenja i dalje zahtijevaju sve veće i veće skupove podataka, PCIe 4.0 još uvijek može igrati veliku ulogu u omogućavanju da se budući strojevi ne sputavaju zbog nedostatka propusnosti PCIe veze.
PCIe 4.0 za pohranu
Sada smo došli do glavnog razloga zašto je PCIe 4.0 zapravo atraktivna nadogradnja. PCIe 4.0 omogućuje mnogo, puno brže mogućnosti pohrane. Postoje PCIe Gen 4 pogoni koji apsolutno uništavaju čak i najbrže NVMe PCIe Gen 3 pogone u smislu neobrađenih brojeva, a SATA pogone samo dovodi u krajnju sramotu. S PCIe Gen 4 napokon vidimo pogone koji prelaze broj od 5 GB / s u smislu sekvencijalnog čitanja, dok PCIe Gen 3 NVMe pogoni imaju tendenciju premašiti oko 3,5 GB / s. Jedan posebno brz pogon, Gigabyte Aorus M.2 PCIe 4.0 postiže nevjerojatnih 5 GB / s čitanja i 4.3 GB / s upisa, što je za oko 35-40% veće sekvencijalne performanse od čak i najbržeg M.2 PCIe Gen 3 SSD-a. To je zato što, za razliku od grafičkih kartica, SSD-ovi na ovoj platformi zapravo mogu iskoristiti dodatnu propusnost.
Brzine PCIe Gen 4 SSD-ova - Slika: HotHardware
Situacija postaje još ekstremnija ako u kombinaciju dodate RAID. Kao što smo objasnili u naš članak o RAID razinama , RAID 0 učinkovito udvostručuje brzinu dva pogona koja su stavljena u RAID, istodobno dovodeći u pitanje redundanciju pogona. Gigabyte je koristio PCIe 4.0 dodatnu karticu koja sadrži četiri 2TB PCIe M.2 SSD-a u RAID 0 i pogodio je očitavanje od 15,4 GB / s i upis od 15,5 GB / s. Ovo je dosad neviđena razina performansi koja je, iako doduše vrlo skupa, omogućena isključivo pukim poboljšanjem propusnosti PCIe Gen 4.
AIC koji je Gigabyte koristio za guranje ludih propusnih brojeva - Slika: PCWorld
Kako doći do PCIe 4.0?
Iako PCIe 4.0 zvuči moćno impresivno kad se čuju brojevi poput 15 GBps, doista postoji određeni skup zahtjeva koji moraju biti ispunjeni da bi PCIe 4.0 bio pokrenut. Postoje u osnovi 3 stvari koje moraju biti zadovoljene da bi se dobio PCIe Gen 4.
- Kompatibilna matična ploča PCIe Gen 4
- Procesor kompatibilan s PCIe Gen 4
- GPU / SSD kompatibilan s PCIe Gen 4
Ako govorimo o matičnim pločama, postoje dva AMD-ova čipseta koja trenutno podržavaju PCIe Gen 4 u vrijeme pisanja ovog članka. X570 čipset i B550 čipset jedina su dva čipseta u timu Red koji omogućuju kompatibilnost s PCIe Gen 4, a čak i između njih dvoje, samo X570 čipset omogućuje punopravnu kompatibilnost značajki PCIe Gen 4. Stariji B450, X470, B350, X370, A320, kao i A520 čipseti ne podržavaju PCIe Gen 4 i nikada neće podržati jer generacije PCIe nisu kompatibilne s unatrag. Štoviše, TRX40 Threadripper platforma i poslužiteljska platforma AMD EPYC Rome također podržavaju PCIe Gen 4.
S Intelove strane, platforma Z490 podržava PCIe Gen 4, iako trenutno nema Intelovih procesora koji podržavaju tu značajku. Uskoro se očekuje da će se to promijeniti jer se potvrđuje da je Intelov 11thStolni procesori Gen Rocket Lake neće raditi samo sa Z490 pločama već i također će podržavati PCIe Gen 4 tako da je to pozitivna stvar iz tima Blue. Ploče srednje serije B i proračunske serije H uopće ne podržavaju PCIe Gen 4.
Potvrđeno je da i 11. generacija Intel Rocket Lake procesora ima podršku za PCIe Gen 4 - Slika: Intel
Što se CPU-a tiče, i AMD Ryzen 3000 serija i nova AMD Ryzen 5000 serija službeno podržavaju PCIe Gen 4. Intel još uvijek nema podršku za PCIe Gen 4 na svojim stolnim procesorima u vrijeme pisanja ovog teksta, ali nadolazeće Rocket Lake 11thPotvrđeno je da generički procesori imaju podršku za tu značajku.
Konačno, proizvodi koje ćete zapravo staviti u PCIe utore. Što se GPU-a tiče, Nvidia RTX 3000 serija, AMD RX 5000 serija i AMD RX 6000 serija grafičkih kartica službeno podržavaju ovu značajku. Za SSD-ove imamo mnoštvo PCIe Gen 4 SSD-a koje možete izabrati između različitih proizvođača. Neki od značajnijih uključuju Corsair Force MP600, Sabrent Rocket 4.0, Samsung 980 Pro, Seagate FireCuda i Gigabyte Aorus PCIe 4.0 SSD.
Corsair MP600 jedan je od najbržih PCIe Gen 4 pogona - Slika: Corsair
Kompromisi
Kao i kod svake druge nadogradnje, postoji nekoliko kompromisa koji idu uz prednosti. Nema puno nedostataka za nadogradnju PCIe 4.0, ali tu i tamo ima nekoliko hirova kojih morate biti svjesni.
Prvo, PCIe Gen 4 radi vruće. Ne samo da se stvarni pogoni rade vruće, već i čipset na matičnoj ploči radi prilično vruće zbog implementacije PCIe Gen 4. Za pogone to znači da su gotovo svi pogoni koje smo do sada vidjeli imali hladnjak sa hladnjakom. Hladnjak pruža pasivno hlađenje memorijskih čipova i održava NAND bljeskalicu na optimalnoj temperaturi. Za čipset, proizvođači matičnih ploča smatrali su da je najbolje uključiti aktivno hlađenje, tako da gotovo sve ploče X570 imaju uključeni ventilator koji se okreće i omogućuje aktivno hlađenje nad čipsetom pod opterećenjem. Ploče B550 ipak su se riješile ventilatora u korist pasivnog hlađenja.
Gigabyte Aorus PCIe Gen 4 SSD ima hladnjak hladnjaka - Slika: Gigabyte
Osim komponenata koje se pokreću, postoji i kompromis koji je povezan s cijenom matičnih ploča koje sadrže implementaciju PCIe 4.0. Nije iznenađenje da su ploče X570, B550 i Z490 skuplje od opcija B-serije i H-serije u obje postave. To nadogradnju na PCIe 4.0 čini malo složenijom, jer kupac sada mora odmjeriti prednosti PCIe 4.0 i dodatnih troškova kako bi donio odluku o kupnji.
Trebate li nadograditi?
Dakle, postoji li razlog da kupite vrhunsku matičnu ploču, noviji CPU i skupi SSD za uživanje u PCIe 4.0? Pa vjerojatno ne. Glavna prednost PCIe 4.0 trenutno je u odjelu za pohranu. Ako ne gradite potpuno novi stroj od nule, čini se da u PCIe 4.0 nema dovoljno poticaja za opravdanje nadogradnje s B450 ili X470 ploča ili čak starijih Ryzen ili Intel CPU-a na novije ako zadržimo performanse jedna strana. Kao što smo ranije izbjegli, PCIe 4.0 ima malo ili nimalo utjecaja i na igračke performanse sustava, tako da nadogradnja grafičke kartice od sada ne uključuje pitanje podrške za PCIe 4.0.
Ako vam pohrana nije od najveće važnosti i ako je pogoni NVMe Gen 3 jednostavno više ne režu, čini se da PCIe 4.0 nije vrijedan nadogradnje sa starijih matičnih ploča. Pogoni PCIe Gen 4 nude značajne prednosti za korisnike koji rade s velikim datotekama putem mreže ili profesionalce kojima su potrebne veće brzine za profesionalne aplikacije i uređivanje videozapisa itd. Uz to, ako gradite potpuno novi sustav, zadani bi izbor trebao biti PCIe matične ploče i procesore kako bi bili sigurni da sustav neće zadržavati buduće nadogradnje ako želite da uđete u brzi Gen 4 pogon niz liniju. Stoga nema puno poticaja za nadogradnju sa starije matične ploče, ali za nove graditelje naša zadana preporuka bila bi da idu s matičnim pločama koje podržavaju značajku PCIe Gen 4.
