Разница между третьим и четвертым поколением PCI Express

Сегодня PCIe 4.0 быстро набирает популярность во всех аспектах применения этой технологии в сфере ПК и все чаще встречается в SSD, видеокартах, материнских платах и высокопроизводительных картах расширения. Но что представляет собой интерфейс PCIe 4-го поколения (PCIe Gen 4, PCIe 4.0)? Давайте разберем основные моменты.

PCI Express (PCIe) – стандартный интерфейс, в последние 10 лет обычно используемый для подключения высокоскоростных компонентов ПК к материнской плате. О выходе четвертого поколения этого интерфейса, или версии PCIe 4.0, было официально объявлено в 2017 году. Однако первые SSD-накопители и видеокарты с поддержкой новой версии технологии PCIe мы увидели только на Computex-2019.

Что такое PCIe Gen 4?

PCIe Gen 4 – это четвертая и на данный момент последняя из используемых версия спецификаций стандарта PCI Express. Обновленный аналог PCIe Gen 3, интерфейс PCIe Gen 4 сегодня является самой быстрой опцией PCIe из доступных на рынке.

Для чего используется PCIe Gen 4?

PCIe Gen 4 используется для подключения к системе высокопроизводительных устройств с интерфейсом PCIe, таких как видеокарты и NVMe (PCIe) SSD.

Зачем была разработана версия PCIe Gen 4?

Модернизация технологии PCIe обусловлена необходимостью удовлетворения растущих потребностей в высокоскоростном интерфейсе передачи данных, способном обеспечить адекватную скорость выполнения современных рабочих сценариев.

В чем разница между PCIe Gen 3 и PCIe Gen 4?

PCIe Gen 4 обеспечивает удвоенную скорость передачи данных по сравнению с PCIe Gen 3, то есть аналогичные устройства с PCIe Gen 4 могут работать вдвое быстрее. PCIe Gen 3 передает данные со скоростью 8 GT/s (гигатрансферов в секунду), что примерно эквивалентно одному гигабайту в секунду (ГБ/с) в пересчете на одну линию PCIe. Сравните: PCIe Gen 4 работает со скоростью 16 GT/s, или 2 ГБ/с на линию.

Что такое максимальная пропускная способность PCIe Gen 4?

Чтобы определить максимальную пропускную способность, обеспечиваемую устройством с PCIe Gen 4, необходимо знать количество линий PCIe, поддерживаемое данным устройством. Устройства с PCIe используют “линии” для приема и передачи данных, так что, чем больше линий PCIe может использовать устройство, тем больше максимальная пропускная способность PCIe на конкретном устройстве. Поддерживаемое устройством число линий PCIe обычно обозначается как “x4” для четырех линий, “x8” для восьми линий и т.д.

Обладает ли PCIe Gen 4 обратной совместимостью?

PCIe Gen 4 обладает полной обратной совместимостью, так что устройство с PCIe Gen 4, подключенное к системе с PCIe Gen 3, будет нормально работать со скоростями PCIe Gen 3. Это значит, что если вы покупаете NVMe SSD с PCIe Gen 4, то можете сразу подключать его к своей текущей системе, даже если она не поддерживает PCIe Gen 4. В дальнейшем, в случае апгрейда системы до PCIe Gen 4, вы сможете воспользоваться всем потенциалом производительности своего NVMe SSD с PCIe Gen 4.

Когда будет доступна версия PCIe Gen 4?

Стандарт PCIe Gen 4 уже принят в отрасли, и сегодня рынок предлагает достаточно много различных устройств с PCIe Gen 4. Однако в настоящее время PCIe Gen 4 поддерживают только новейшие модели устройств. Постепенно версия Gen 4 станет основным стандартом PCIe.

Как использовать PCIe Gen 4?

Чтобы вы могли воспользоваться преимуществами PCIe Gen 4, все коммуницирующие компоненты – процессор, материнская плата и PCIe-устройства – должны поддерживать PCIe Gen 4.

Какие настольные платформы в настоящее время поддерживают PCIe Gen 4?

В настоящее время PCIe Gen 4 поддерживают следующие линейки процессоров и материнских плат:

• процессоры AMD Ryzen 3000 и 5000;
• материнские платы AMD X570, B550 и TRX40;
• процессоры Intel Core 11-го поколения "Rocket Lake" и 12-го поколения “Alder Lake”;
• материнские платы Intel Z490, Z590 и Z690.

Что такое PCIe NVMe SSD?

PCIe NVMe SSD – это твердотельные накопители (SSD), которые используют высокоскоростной интерфейс PCIe для передачи данных, а также протокол NVMe (Non-Volatile Memory Express) для осуществления служебной коммуникации с хост-системой. Так как для чтения/записи данных эти диски используют быструю шину PCIe, они предлагают намного большую пропускную способность и намного более быстрый отклик, чем SATA SSD.

Являются ли PCIe NVMe SSD с PCIe Gen 4 еще более быстрыми?

Версия PCIe Gen 3 не позволяла использовать весь потенциал пропускной способности высокопроизводительных PCIe NVMe SSD, создавая, по существу, «узкое место». PCIe Gen 4 расширяет это «бутылочное горлышко», позволяя PCIe NVMe SSD осуществлять чтение и запись данных с намного большими скоростями.

Какие форм-факторы используются в категории PCIe NVMe SSD?

Накопители PCIe NVMe SSD могут выпускаться в различных форм-факторах, как то: AIC (карта расширения), M.2 и U.2. Пользовательские PCIe NVMe SSD обычно выпускаются в компактном формате M.2 2280, который удобен как для настольных ПК, так и для ноутбуков. PCIe NVMe SSD корпоративного класса бывают всех трех форматов, из которых наиболее популярен формат U.2, совместимый с серверными бэкплейнами.

Резюме

Платформы с PCIe 4.0 обладают большей гибкостью и потенциально большей пропускной способностью. SSD, использующие интерфейс PCIe 4.0, являются идеальным решением для всех видов нагрузки, где происходит интенсивный обмен данными с накопителем. Они обеспечивают более быструю загрузку операционной системы, игр и приложений. PCIe 4.0 также обладает большей энергетической эффективностью, то есть ваши устройства в процессе работы будут меньше нагреваться и потреблять меньше электричества. С ростом количества продукции с PCIe 4.0 выбор между версиям PCIe 3.0 и 4.0 станет очевидным. PCIe 4.0 станет общеупотребительным стандартом раньше, чем вы об этом узнаете.