PCIe 3.0 vs PCIe 4.0 vs PCIe 5.0: Qual é a diferença?

Às vezes, é difícil acreditar o quão rápido a tecnologia está avançando. Parece que foi ontem que a AMD nos apresentou a sua série Ryzen 3000 de CPUs, que veio com PCI Express 4.0 como um de seus recursos principais. A Intel só alcançou seus CPUs Rocket Lake, lançados em 2021. No entanto, parece que a indústria está mais uma vez pronta para seguir em frente. Há rumores de que CPUs da Intel de 12ª geração Alder Lake vêm com PCI Express 5.0, a nova versão da especificação.

Você pode ter acabado de adquirir um novo PC flamejante com suporte para PCIe 4.0. Assim, surge a pergunta: quais são as diferenças entre o PCIe 5.0 e as versões existentes? E eu devo me importar?

PCIe 5.0 vs. PCIe 4.0: Dobre a largura de banda

Na maior parte, a maior melhoria entre as diferentes gerações de PCI Express é sempre um aumento na largura de banda quase exatamente o dobro.

A taxa de transferência da primeira versão do padrão, PCIe 1.0, era em torno de 250 MB / s em uma única faixa (x1) e era capaz de 2,5 GT / s (gigatransfers). Com a chegada do PCIe 2.0, ele foi dobrado para 500 MB / se 5 GT / s, respectivamente.

Com PCIe 4.0, aumentou para 1,97 GB / se 16 GT / s, dobrando de 985 MB / se 8 GT / s do PCIe 3.0. Tenho certeza de que você já entendeu o que fazer agora - cada nova geração dobra a largura de banda de sua antecessora ou chega perto de dobrá-la.

PCIe 5.0 não é uma exceção.

PCIe 5.0 é o sucessor direto do padrão PCIe 4.0. E mais uma vez, a largura de banda e a taxa de gigatransfer dobram em relação à geração anterior, permitindo que os dados sejam transferidos em velocidades significativamente mais rápidas. 32 gigatransfers por segundo, ou 32 GT / s, e uma taxa de transferência de 3,94 GB / s estão disponíveis. PCIe 4.0 já era extremamente rápido: você só precisa olhar para um SSD NVMe compatível com PCIe 4.0 e os tipos de velocidades de leitura / gravação que ele pode atingir. O PCIe 5.0 será duas vezes mais rápido no mesmo número de pistas.

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Claro, dobrar as velocidades é mais fácil de falar do que fazer. Embora a conexão física permaneça a mesma e o PCIe 5.0 permaneça totalmente compatível com as gerações anteriores do PCI Express, seus requisitos mudarão para acomodar a velocidade mais alta. Por exemplo, as placas-mãe que suportam PCIe 5 precisarão adicionar mais recursos sob o capô para lidar com a perda de sinal e ruído. Isso ocorre porque ir mais rápido pode encontrar mais problemas de integridade de sinal (SI), e isso precisa ser considerado para evitar erros o máximo possível.

A seguinte versão do PCI Express, PCIe 6.0, que já está em desenvolvimento (como você provavelmente já deve ter adivinhado, o Consórcio PCI-SIG move-se rapidamente), será ajudado em termos de aumento de largura de banda e integridade de sinal usando PAM-4 sinalização. O PCIe 5.0, no entanto, precisará usar métodos mais convencionais para abrir espaço para essas velocidades mais altas: traços de placa-mãe de melhor qualidade e PCBs mais grossos com mais camadas para minimizar a perda de sinal e impedância.

Por que devo me preocupar com o PCI Express 5.0?

Coisas como nossas placas de vídeo realmente não precisam da quantidade obscena de largura de banda que o PCIe 5.0 oferece, pelo menos não agora. Afinal, nem mesmo o maior e mais poderoso da linha atual da NVIDIA, o RTX 3090, consegue saturar totalmente uma conexão PCIe 4.0 x16. No entanto, há muitos casos de uso em que o PCIe 5.0 pode ser útil, tanto para casos de uso de consumidor quanto para profissionais. Dispositivos que podem se beneficiar de mais largura de banda serão capazes de usá-la adequadamente, enquanto outros que realmente não precisam de mais velocidade podem, em vez disso, trabalhar com mais eficiência usando menos faixas.

No lado do consumidor, o principal benefício do PCIe 5.0 é o armazenamento de alta velocidade. No lado do armazenamento, Drives NVMe com PCIe 5.0, as velocidades serão extremamente rápidas. Por exemplo, 980 Pro da Samsung, muitas vezes considerada a camada de ouro das unidades PCIe 4.0, pode atingir velocidades de leitura sequencial de até 6.900 megabytes por segundo. Uma unidade com velocidades PCIe 5.0 pode atingir o dobro disso. O armazenamento de alta velocidade é mais importante do que nunca, com coisas como DirectStorage da Microsoft prometendo melhorar muito a sua experiência de jogo. Portanto, embora o PCIe 5.0 não seja absolutamente essencial agora, é provável que seja útil no futuro.

O PCIe 5.0 também se tornará muito importante em data centers, pois o armazenamento rápido e a rede de alta velocidade são essenciais para a comunicação. Algumas interfaces de rede de servidor estão buscando uma transição de rede 100 GbE para 400 GbE em um futuro não tão distante, e o PCIe 5.0 tornará isso possível. A largura de banda full-duplex de um link PCIe 5.0 x16 é de 128 GB / s. Um link full-duplex de 400 GbE necessita de 800 Gbps de largura de banda. Em bytes, isso se traduz em 100 GB / s de largura de banda agregada, que uma conexão PCIe 5.0 x16 pode suportar.

Quando o PCIe 5.0 vem?

O padrão já foi lançado. A especificação final do PCI Express 5.0 foi lançada em 29 de maio de 2019, enquanto a Jiangsu Huacun apresentou o primeiro controlador PCIe 5.0 em novembro de 2019. No entanto, ainda não vimos isso em nenhum produto finalizado até agora. Os mais recentes CPUs da Intel e AMD, Rocket Lake e Zen 3 respectivamente, são atualmente apenas PCIe 4.0 compatível, como a maioria dos periféricos PCI Express atualmente no mercado, sejam placas gráficas ou NVMe SSD.

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No entanto, eles chegarão em breve. Esperamos que as CPUs de 12ª geração da Intel, com o codinome Alder Lake, tragam suporte PCIe 5.0 para computadores desktop, e devem ser lançadas no mercado no início de 2022. Alder Lake também lançar com um novo soquete, Suporte para RAM DDR5 e novos chipsets da placa-mãe. Quanto à AMD, embora novos processadores sejam lançados em breve com um novo soquete AM5, eles não devem vir com suporte PCIe 5.0 logo de cara. Em vez disso, pode levar algumas gerações até que a AMD entre em ação.

Armazenamento, rede e gráficos extremamente rápidos

PCI Express 5.0 será uma das novidades mais interessantes a chegar ao ecossistema de computadores. Com o dobro da taxa de transferência e largura de banda do PCIe 4.0 e quatro vezes a taxa de transferência do PCIe 3.0, é um salto geracional que terá impacto sobre como usamos nossos PCs e permitirá SSD alucinante e velocidades de rede e fará coisas que não eram possíveis antes de um realidade.

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