Устройства PCIe 4.0 встречаются все чаще. Поддержка PCIe 4.0 была добавлена для процессоров Intel® Core™ 11-го поколения и системных плат, теперь платформа 12-го поколения обеспечивает обратную совместимость PCIe 4.0,3.0 и 5.0.
Но в чем разница между PCIe 5.0, 4.0 и 3.0? Как работает обратная совместимость PCIe? Какие преимущества линий PCIe ЦП 12-го и 11 поколений по сравнению с линиями микросхем PCIe?
Давайте подробнее рассмотрим принципы работы интерфейса PCIe 4.0 и расскажем, почему он является неотъемлемой частью платформ 11-го поколения.
Что такое PCIe 4.0?
Если вы уже собирали ПК, вы узнаете разъемы PCIe, расположенные горизонтально на системной плате. PCIe (экспресс-интерфейс подключения периферийных компонентов) — это высокоскоростная шина расширения, которая обычно используется для подключения видеокарт и SSD-накопителей, а также периферийных устройств, в том числе карт записи видео и адаптеров беспроводной связи.
На системных платах используются каналы PCIe x1, x2, x4, x8 и x16. Чем больше каналов, тем выше пропускная способность и тем длиннее разъем для подключения. Видеокарты обычно устанавливаются в верхний разъем x16, потому что он имеет самую большую пропускную способность и обычно имеет прямое соединение с процессором. Современные SSD-накопители PCIe m.2 используют каналы x4.
Каждое новое поколение PCIe имеет в два раза выше пропускную способность по сравнению с предыдущим. Стандарт PCIe 3.0 обеспечивал скорость передачи данных в 8 гигатрансфер в секунду, стандарт PCIe 4.0 обеспечивает скорость передачи 16 ГТ/с, а PCIe 5.0 32 ГТ/с. (битовая скорость измеряется в гигатрансферах, чтобы показать теоретическую максимальную скорость до кодирования; реальная скорость может быть ниже).
Внешне разъемы на новых PCIe выглядят так же, как и на 3.0. Они обладают обратной и прямой совместимостью. Вы можете подключить SSD-накопитель PCIe 3.0 к разъему PCIe 4.0, а также подключить SSD-накопитель PCIe 4.0 к разъему 3.0.
Что такое линии PCIe?
Ключевым преимуществом процессоров Intel® Core™ 12-го и 11-го поколений является добавление линий PCIe ЦП согласно новым стандартам. ЦП Intel® Core™ 12-го поколения обеспечивают до 16 линий PCIe 5.0 и до четырех линий PCIe 4.0 ЦП, а ЦП Intel® Core™ i9-11900K 11-го поколения обеспечивают до 20 линий PCIe 4.0 ЦП.
Не все каналы PCIe работают одинаково. Каналы между процессором и PCIe напрямую связаны с процессором, а каналы набора микросхем (или каналы PCH) проходят через набор микросхем системной платы, который подключается к процессору через интерфейс DMI.
Блок контроллеров PCH обычно управляет на системной плате работой с устройствами USB, сетями Wi-Fi и Ethernet и встроенной звуковой системой. Поскольку связь между процессором и набором микросхем ограничена пропускной способностью x8 3.0, существует возможность перегрузки канала при подключении нескольких устройств хранения одновременно с использованием других ресурсов. Прямая связь с процессором позволяет избавиться от этого узкого места.
Благодаря 20 каналам PCIe ЦП процессоров Intel® Core™ 11-го поколения разработчики ПК получают гибкость ГП и SSD-накопителя NVMe для оптимальной одновременной работы ЦП. ЦП Intel® Core™ 12-го поколения обеспечивают одни и те же возможности с более высокой пропускной способностью при том, что 16 PCIe 5.0 ЦП имеют вдвое большую скорость по сравнению с 4.0.
В прошлом пользователи с 16 линиями PCIe 3.0 могли использовать только оптимальный путь к процессору, обеспечивая пропускную способность ГП, создавая другой потенциальный узкий путь.
SSD-накопители PCIe m.2 и SSD-накопители NVMe с переходными платами уже превосходят по скорости накопители, подключаемые через кабель данных SATA. Высокая пропускная способность интерфейса PCIe позволяет накопителям NVMe быстро ставить в очередь больше данных, а прямое подключение к системной плате помогает снизить время задержки. Подключение к линиям PCIe ЦП помогает снизить задержку в результате удаления условия, чтобы данные передавались по микросхемам на расстоянии.
Почему стоит перейти на PCIe 4.0?
Как указано ранее, каждое поколение PCIe имеет вдвое большую пропускную способность по сравнению с предыдущим поколением. Однако настоящим преимуществом PCIe 5.0 — полная обратная совместимость и проверка в будущем. Новое аппаратное обеспечение не будет ограничиваться в системе.
В настоящее время SSD-накопители PCIe 4.0 обеспечивают более высокую максимальную скорость чтения/записи, чем PCIe 3.0, однако современные реальные преимущества в таких областях, как время нагружения и передача файлов большого размера являются небольшими. Однако со временем появятся новые контроллеры памяти, и игры и приложения будут эффективнее использовать преимущества современных SSD-накопителей.
Это может случиться благодаря таким новым технологиям как технология DirectStorage, призванная повысить производительность SSD-накопителей при выполнении задач с большой нагрузкой на систему ввода-вывода. SSD-накопители становятся нормой при разработке игр нового поколения, и это может повлечь за собой прорывы в области времени загрузки, потоковой передачи ресурсов и дизайна уровней.
Повышенная пропускная способность PCIe 4.0 и 5.0 может быть полезна и для видеокарт, поскольку позволит им быстрее перемещать данные в память VRAM. Однако, хотя системы с PCIe 4.0 превосходят системы с PCIe 3.0 в синтетических тестах, реальные преимущества в играх пока не очень заметны.
Некоторые тесты показывают, что даже запуск игр в качестве 4K с существующими видеокартами не переполнит пропускную способность разъема PCIe 3.0 x16. При использовании одной и той же видеокарты в конфигурации PCIe 4.0 и в конфигурации 3.0 возможно незначительное улучшение показателя FPS, однако оно практически незаметно.
Короче говоря, настольные ПК 12-го поколения и настольные ПК 11-го поколения создают платформу для обновления. Они помогут вам максимально использовать будущие устройства, что разблокирует потенциал вашего ПК.
Что мне нужно для PCIe 4.0 или 5.0?
Процессор. Для PCIe 5.0 вам потребуется ЦП Intel® Core™ 12-го поколения, созданный для поддержки игр при помощи до 16 линий PCIe 5.0 ЦП и до четырех линий PCIe 4.0 ЦП. Для 4.0 вам потребуется ЦП Intel® Core™ 11-го поколения, созданный для поддержки игр при помощи функций, например, PCIe 4.0 и до 20 линий PCIe ЦП.
Системная плата. Для процессора 12-го поколения вам потребуется набор микросхем серии 600 с разъемом LGA 1700. Для 11-го поколения вам потребуется системная плата серии 500 линеек Z590 или B560.
Устройства PCIe 4.0 и 5.0. Хотя вы можете быть не готовы использовать SSD-накопитель или видеокарту PCIe 4.0 сразу после сборки или покупки ПК, их поддержка может оказаться полезной в будущем. Возможно перенесенные на ПК версии новых игр для приставок начнут больше полагаться на потоковую передачу ресурсов, а SSD-накопители PCIe 4.0 обеспечат существенное ускорение работы. Возможно следующее поколение видеокарт будет использовать все преимущества удвоенной пропускной способности разъемов PCIe 4.0 и 5.0. (Обратите внимание, что устройства PCIe 3.0 также работают на платформе PCIe 4.0 или 5.0 благодаря обратной совместимости.)
Почему важно использовать PCIe 4.0 и 5.0?
Платформы PCIe 5.0 и 4.0 обеспечивают большую гибкость. У вас будет больше вариантов выбора при покупке новых периферийных устройств и выборе их конфигурации. Благодаря PCIe 5.0 вы будете иметь еще больше времени, прежде чем продукция получит доступную пропускную способность.
Многие пользователи меняют накопители или видеокарты в период эксплуатации системы. Если это относится и к вам, поддержка PCIe 5.0 даст вам возможность использовать все преимущества новых SSD-накопителей и видеокарт, которые появятся в ближайшие годы.
Кроме того, 20 каналов прямой связи между процессором и интерфейсом PCIe дают возможность прямого подключения к процессору двух самых важных периферийных устройств компьютера, видеокарты и SSD-накопителя, что может существенно снизить время задержки.
Сейчас сложно предсказать, какие новые периферийные устройства мы захотим подключить через год или два. но системы 12-го поколения уже готовы к тому, чтобы обеспечить их работу с оптимальной производительностью.