Czym jest PCIe 4.0 i 5.0?

Nowsze standardy PCIe oznaczają połączenie o wyższej przepustowości z procesorami graficznymi, dyskami SSD i innymi urządzeniami peryferyjnymi. Systemy dwunastej generacji zapewniają obsługę PCIe 5.0, natomiast jednostki jedenastej generacji oferują obsługę PCIe 4.0. Wszystkie generacje PCIe są kompatybilne wstecz, więc nie ma powodu, aby zwlekać z modernizacją.

Najważniejsze informacje:

  • Nowsze standardy PCIe umożliwiają komputerowi wykorzystanie najnowszych procesorów graficznych i dysków SSD w pełni ich możliwości.

  • PCIe 4.0 podwaja przepustowość oferowaną przez standard 3.0, aktualny standard — 5.0 podwaja przepustowość oferowaną przez standard 4.0.

  • Dodatkowe linie PCIe procesora są dostępne zarówno dla karty graficznej, jak i dysku SSD.

  • Przejście na dysk SSD PCIe 4.0 przygotowuje system do nowych innowacji w świecie gier, takich jak DirectStorage.

  • Każda generacja PCIe jest kompatybilna wstecz.

author-image

Urządzenia PCIe 4.0 stają się coraz powszechniejsze. Procesory i płyty główne Intel® Core™ jedenastej generacji oferują obsługę PCIe 4.0, obecnie platformy dwunastej generacji zapewniają kompatybilność z PCI 5.0 i pełną kompatybilność ze standardami 4.0 i 3.0.

Jaka jest różnica między PCIe 5.0, 4.0 i 3.0? Jak działa kompatybilność PCIe wstecz? Jakie są zalety linii PCIe procesora w procesorach dwunastej i jedenastej generacji w porównaniu z liniami PCIe chipsetów?

Przyjrzyjmy się, jak działa standard PCIe 4.0 i dlaczego jest integralną częścią platformy jedenastej generacji.

Co to jest PCIe 4.0?

Jeśli masz już doświadczenie w składaniu komputerów, rozpoznasz gniazda PCIe biegnące wzdłuż płyty głównej. PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) to magistrala rozszerzeń o wysokiej przepustowości powszechnie stosowana do podłączania kart graficznych i dysków SSD, a także urządzeń peryferyjnych, takich jak karty przechwytujące i karty bezprzewodowe.

Na płycie głównej linie PCIe występują w wersjach x1, x2, x4, x8 i x16. Więcej linii oznacza większą przepustowość, a także dłuższe gniazdo. Karty graficzne zwykle montuje się w najwyższym gnieździe x16, ponieważ ma ono największą przepustowość i zazwyczaj zapewnia najbardziej bezpośrednie połączenie z procesorem. Nowoczesne dyski SSD PCIe m.2 wykorzystują linie x4.

Każda generacja PCIe jest dwukrotnie szybsza niż poprzednia wersja. Podczas gdy standard PCIe 3.0 miał szybkość przesyłania danych 8 gigatransferów na sekundę, PCIe 4.0 przesyła dane z szybkością 16 GT/s, zaś PCIe 5.0 z szybkością 32 GT/s. (Szybkość transmisji bitów jest mierzona w gigatransferach, aby pokazać teoretyczną maksymalną szybkość przed kodowaniem — osiągane szybkości mogą być mniejsze).

Na pierwszy rzut oka nowsze gniazda PCIe 4.0 wyglądają tak samo, jak 3.0. Również są kompatybilne ze starszymi i nowszymi standardami: do gniazda PCIe 4.0 można podłączyć dysk SSD PCIe 3.0, a do gniazda 3.0 można podłączyć dysk SSD PCIe 4.0.

Czym jest linie PCIe?

Główną zaletą procesorów Intel® Core™ dwunastej i jedenastej generacji jest dodanie linii PCIe zgodnie z nowymi standardami. Procesory Intel® Core™ dwunastej generacji oferują nawet 16 linii PCIe 5.0 procesora i nawet cztery linie PCIe 4.0 procesora, natomiast procesory Intel® Core™ jedenastej generacji, takie jak procesory Intel® Core™ i9-11900K, zapewniają nawet 20 linii PCIe 4.0 procesora.

Nie wszystkie linie PCIe działają tak samo — linie PCIe procesora łączą się bezpośrednio z procesorem, podczas gdy linie chipsetu (lub „linie PCH”) są częścią chipsetu płyty głównej i łączą się z procesorem za pośrednictwem łącza DMI (Direct Media Interface).

Linie PCH zwykle zarządzają funkcjami na płycie głównej, takimi jak urządzenia USB, sieci Wi-Fi oraz Ethernet i zintegrowana karta dźwiękowa. Ponieważ łącze między procesorem a chipsetem jest ograniczone do całkowitej przepustowości standardu 3.0 x8, można wykorzystać całą jego przepustowość po podłączeniu wielu urządzeń pamięci masowej i podczas korzystania z innych zasobów. Bezpośrednie połączenie z procesorem omija to wąskie gardła.

Dzięki 20 liniami PCIe w procesorach Intel® Core™ jedenastej generacji twórcy komputerów zyskują elastyczność w zapewnieniu optymalnego powiązania między GPU i NVMe SSD a CPU w tym samym czasie. Procesory Intel® Core™ dwunastej generacji zapewniają tę samą opcję z jeszcze większą przepustowością, ponieważ PCIe 5.0 z 16 liniami procesora oferuje dwukrotnie większą prędkość niż standard 4.0.

W przeszłości użytkownicy PCIe 3.0 z 16 liniami mogli wykorzystać optymalną ścieżkę do procesora tylko poprzez ograniczenie przepustowości do GPU, co powodowało powstawanie innego potencjalnego wąskiego gardła.

Dyski SSD PCIe m.2 i dyski SSD NVMe wykorzystujące karty rozszerzeń (riser) wyjściowo działają szybciej niż dyski podłączane za pośrednictwem przewodu danych SATA. Większa przepustowość PCIe umożliwia urządzeniom pamięci masowej NVMe szybko kolejkować więcej danych, a bezpośrednie połączenie z płytą główną zmniejsza opóźnienie. Połączenie do linii PCIe procesora pomaga dodatkowo zmniejszyć opóźnienia, eliminując odległość, którą dane muszą pokonać przez chipset.

Dlaczego warto przejść na standard PCIe 4.0?

Jak wspomniano powyżej, każda generacja PCIe podwaja przepustowość. Jednak prawdziwą zaletą PCIe 5.0 jest pełna kompatybilność wstecz i zabezpieczenie na przyszłość: wiesz, że nowy sprzęt nie będzie powodował wąskiego gardła w Twoim systemie.

Obecnie dyski SSD PCIe 4.0 są zaprojektowane tak, aby zapewniać wyższą maksymalną prędkość odczytu/zapisu niż SSD PCIe 3.0, ale ich obecne zalety w takich obszarach, jak czas ładowania i transfer dużych plików, są niewielkie. Jednak z czasem będą wprowadzane nowe kontrolery pamięci i nowoczesne dyski SSD będą zapewniały więcej korzyści podczas grania w gry i korzystania z aplikacji.

Jednym z rozwiązań w tym kierunku są nadchodzące technologie, takie jak DirectStorage, projektowane, aby poprawić wydajność dysków SSD przy dużych obciążeniach we/wy. Ponieważ dyski SSD stają się standardem w procesie rozwoju gier nowej generacji, może to przynieść korzyści w obszarach czasu ładowania, streamowania zasobów i projektowania.

Oczekiwana większa przepustowość PCIe 4.0 i 5.0 może być również korzystna dla kart graficznych, umożliwiając szybszy transfer danych do pamięci VRAM. Chociaż w syntetycznych testach porównawczych konfiguracje oparte na standardzie PCIe 4.0 przewyższają te oparte na standardzie 3.0, rzeczywiste korzyści dla graczy obecnie są niewielkie.

Niektóre testy wskazują, że nawet podczas obsługi gier w rozdzielczości 4K dostępne obecnie karty graficzne nie wykorzystują całej przepustowości gniazda PCIe 3.0 x16. Karta graficzna w konfiguracji PCIe 4.0 może zapewniać nieznacznie większą liczbę klatek na sekundę w porównaniu z taką samą kartą w konfiguracji 3.0, ale różnice są praktycznie niezauważalne.

Krótko mówiąc, komputery z procesorami dwunastej generacji i jedenastej generacji zapewniają platformę, która zapewnia swobodę modernizacji. Zapewniają one optymalne wykorzystanie przyszłych urządzeń, które mogą odblokować potencjał Twojego komputera.

Co jest potrzebne do PCIe 4.0 lub 5.0?

Procesor. W przypadku PCIe 5.0 będziesz potrzebować procesora Intel® Core™ dwunastej generacji zaprojektowany do obsługi gier od podstaw z PCIe 5.0 z nawet 16 liniami procesora i z PCIe 4.0 z nawet czterema liniami procesora. W przypadku standardu 4.0 będziesz potrzebować procesora Intel® Core™ jedenastej generacji do komputerów stacjonarnych, który jest zaprojektowany do obsługi gier od podstaw z funkcjami takimi jak PCIe 4.0 i nawet 20 liniami procesora w PCIe.

Płyta główna. W przypadku procesora dwunastej generacji będziesz potrzebować chipsetu z serii 600 z gniazdem LGA 1700. W przypadku procesora jedenastej generacji będziesz potrzebować płyty głównej z serii 500 z linii Z590 lub B560. 

Urządzenia PCIe 4.0 i 5.0. Nawet jeśli składając lub kupując nowy komputer nie możesz od razu kupić dysku SSD lub karty graficznej PCIe 4.0, nie trudno jest zrozumieć, dlaczego obsługa tego standardu będzie przydatna w przyszłości. Możliwe, że porty nowych gier konsolowych zaczną bardziej intensywnie korzystać z przesyłania strumieniowego zasobów, a dysk SSD PCIe 4.0 zapewnia zauważalnie płynniejsze działanie. Niewkluczone też, że karty graficzne nowej generacji zyskają na dwukrotnie większej przepustowości gniazd PCIe 4.0 i 5.0. (Uwaga: dzięki kompatybilności wstecz urządzenia PCIe 3.0 będą również działać normalnie na platforma PCIe 4.0 lub 5.0.)

Dlaczego PCIe 4.0 i 5.0 mają znaczenie?

Platformy PCIe 5.0 i 4.0 zapewniają większą elastyczność. Daje więcej możliwości do wyboru przy zakupie nowych urządzeń peryferyjnych i ich konfiguracji. Dzięki PCIe 5.0 zyskasz jeszcze więcej czasu do saturacji dostępnej przepustowości.

Wielu użytkowników wymienia dysk pamięci masowej lub kartę graficzną po pewnym czasie użytkowania systemu. Jeśli zaliczasz się do nich, wybierając rozwiązanie z obsługą PCIe 5.0, zyskujesz możliwość wykorzystania pełnego potencjału najnowocześniejszych dysków SSD i kart graficznych, które w ciągu kilku lat pojawią się na rynku

Ponadto 20 linii PCIe procesora zapewnia dwóm najważniejszym urządzeniom peryferyjnym systemu — karcie graficznej i dyskowi SSD — bardziej bezpośrednie połączenie z procesorem, co może zmniejszyć opóźnienie.

Trudno jest przewidzieć, jakie nowe urządzenia peryferyjne będą potrzebne za rok lub dwa lata, ale systemy dwunastej generacji zostały zaprojektowane, aby umożliwić optymalne wykorzystanie ich wydajności.