PCIe 3.0 vs PCIe 4.0 vs PCIe 5.0: qual è la differenza?

A volte, è difficile credere a quanto velocemente la tecnologia stia avanzando. Sembra che ieri AMD ci abbia presentato la sua serie di CPU Ryzen 3000, dotata di PCI Express 4.0 come una delle sue caratteristiche principali. Intel ha raggiunto solo le sue CPU Rocket Lake, lanciate nel 2021. Tuttavia, sembra che l'industria sia ancora una volta pronta ad andare avanti. Si dice che le CPU Intel di 12a generazione di Alder Lake siano dotate di PCI Express 5.0, la nuova versione delle specifiche.

Potresti aver appena ottenuto un nuovo PC fiammeggiante con supporto per PCIe 4.0. Quindi, sorge la domanda: quali sono le differenze tra PCIe 5.0 e le versioni esistenti? E dovrei preoccuparmi?

PCIe 5.0 vs. PCIe 4.0: raddoppia la larghezza di banda

Per la maggior parte, il più grande miglioramento tra le diverse generazioni di PCI Express è sempre un aumento della larghezza di banda di quasi esattamente il doppio.

La velocità di trasferimento della prima versione dello standard, PCIe 1.0, era di circa 250 MB/s su una singola corsia (x1) ed era in grado di raggiungere 2,5 GT/s (gigatransfer). Con l'arrivo di PCIe 2.0, è stato raddoppiato a 500 MB/s e 5 GT/s, rispettivamente.

Con PCIe 4.0, è aumentato a 1,97 GB/s e 16 GT/s, raddoppiando rispetto ai 985 MB/s e 8 GT/s di PCIe 3.0. Sono sicuro che ormai avrai capito bene: ogni nuova generazione raddoppia la larghezza di banda del suo predecessore o si avvicina al raddoppio.

PCIe 5.0 non fa eccezione.

PCIe 5.0 è il diretto successore dello standard PCIe 4.0. E ancora, la larghezza di banda e la velocità di trasferimento giga raddoppiano rispetto alla generazione precedente, consentendo il trasferimento dei dati a velocità notevolmente più elevate. 32 gigatransfer al secondo, o 32 GT/s, e una velocità di trasferimento di 3,94 GB/s sono tutti sul tavolo. PCIe 4.0 era già follemente veloce: basta guardare un SSD NVMe compatibile con PCIe 4.0 e i tipi di velocità di lettura/scrittura che può raggiungere. PCIe 5.0 sarà due volte più veloce sullo stesso numero di corsie.

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Ovviamente raddoppiare la velocità è più facile a dirsi che a farsi. Sebbene la connessione fisica rimanga la stessa e PCIe 5.0 rimarrà completamente retrocompatibile con le precedenti generazioni PCI Express, i suoi requisiti cambieranno per adattarsi alla maggiore velocità. Ad esempio, le schede madri che supportano PCIe 5 dovranno aggiungere maggiori capacità sotto il cofano per gestire la perdita di segnale e il rumore. Questo perché andare più veloce può incontrare più problemi di integrità del segnale (SI) e questo deve essere preso in considerazione per tenere a bada gli errori il più possibile.

La seguente versione di PCI Express, PCIe 6.0, che è già in fase di sviluppo (come probabilmente avrai già intuito, il Il consorzio PCI-SIG si muove velocemente), sarà aiutato in termini di aumento della larghezza di banda e integrità del segnale utilizzando PAM-4 segnalazione. PCIe 5.0, tuttavia, dovrà utilizzare metodi più convenzionali per fare spazio a queste velocità più elevate: tracce della scheda madre di migliore qualità e PCB più spessi con più strati per ridurre al minimo la perdita di segnale e impedenza.

Perché dovrei preoccuparmi di PCI Express 5.0?

Cose come le nostre schede grafiche non hanno davvero bisogno delle quantità oscene di larghezza di banda che PCIe 5.0 offre, almeno non in questo momento. Dopotutto, nemmeno il più grande e potente della gamma attuale di NVIDIA, l'RTX 3090, riesce a saturare completamente una connessione PCIe 4.0 x16. Tuttavia, ci sono molti casi d'uso in cui PCIe 5.0 potrebbe tornare utile, sia per i casi d'uso dei consumatori che per quelli più professionali. I dispositivi che possono trarre vantaggio dall'avere più larghezza di banda saranno in grado di utilizzarla correttamente, mentre altri che non hanno realmente bisogno di più velocità possono invece lavorare in modo più efficiente utilizzando meno corsie.

Dal punto di vista dei consumatori, il vantaggio principale di PCIe 5.0 è l'archiviazione ad alta velocità. Dal lato dello stoccaggio, Unità NVMe con PCIe 5.0 le velocità saranno velocissime. Per esempio, Samsung 980 Pro, spesso considerato il livello d'oro delle unità PCIe 4.0, può raggiungere velocità di lettura sequenziale fino a 6.900 megabyte al secondo. Un'unità con velocità PCIe 5.0 potrebbe potenzialmente raggiungere il doppio. L'archiviazione ad alta velocità è più importante che mai, con cose come DirectStorage di Microsoft promettendo di migliorare notevolmente la nostra esperienza di gioco. Quindi, sebbene PCIe 5.0 non sia assolutamente essenziale in questo momento, è probabile che tornerà utile in futuro.

PCIe 5.0 diventerà molto importante anche nei data center, poiché lo storage veloce e il networking ad alta velocità sono essenziali per la comunicazione. Alcune interfacce di rete del server stanno esaminando una transizione dalla rete da 100 GbE a 400 GbE in un futuro non così lontano e PCIe 5.0 lo renderà realizzabile. La larghezza di banda full-duplex di un collegamento PCIe 5.0 x16 è di 128 GB/s. Un collegamento full-duplex da 400 GbE richiede 800 Gbps di larghezza di banda. In byte, questo si traduce in 100 GB/s di larghezza di banda aggregata, che può gestire una connessione PCIe 5.0 x16.

Quando arriverà PCIe 5.0?

La norma è già stata rilasciata. La specifica finale PCI Express 5.0 è stata rilasciata il 29 maggio 2019, mentre Jiangsu Huacun ha mostrato il primo controller PCIe 5.0 a novembre 2019. Tuttavia, dobbiamo ancora vederlo in tutti i prodotti finalizzati finora. Le ultime CPU di Intel e AMD, rispettivamente Rocket Lake e Zen 3, sono attualmente solo PCIe 4.0 compatibile, come la maggior parte delle periferiche PCI Express attualmente sul mercato, siano esse schede grafiche o NVMe SSD.

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Tuttavia, arriveranno presto. Prevediamo che le CPU Intel di dodicesima generazione, nome in codice Alder Lake, porteranno il supporto PCIe 5.0 ai computer desktop e dovrebbero essere rilasciate sul mercato entro l'inizio del 2022. Anche Alder Lake lanciati con una nuova presa, supporto RAM DDR5 e nuovi chipset della scheda madre. Per quanto riguarda AMD, mentre le nuove CPU verranno presto lanciate con un nuovo socket AM5, non ci si aspetta che vengano fornite con il supporto PCIe 5.0 fin dall'inizio. Invece, potrebbero passare un paio di generazioni prima che AMD entri in azione.

Archiviazione, rete e grafica incredibilmente veloci

PCI Express 5.0 sarà una delle novità più interessanti in arrivo nell'ecosistema informatico. Con il doppio della velocità di trasferimento e della larghezza di banda da PCIe 4.0 e quattro volte la velocità di trasferimento di PCIe 3.0, è un salto generazionale che influenzerà il modo in cui utilizziamo i nostri PC e consentirà velocità di rete e SSD strabilianti e renderà le cose che non erano possibili prima di un realtà.

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