PCIe 5.0 vs. PCIe 4.0: Die doppelte Bandbreite kommt

Der PCI-Express-Standard (PCIe) ist ein fester Bestandteil für den Anschluss von PC-Peripheriegeräten und -Komponenten an einen Desktop. Wenn Sie im Jahr 2021 neue PC-Teile kaufen, unterstützen diese voraussichtlich die aktuelle vierte Generation. Aber mit der bevorstehenden Markteinführung von Intel Erlensee Prozessoren später in diesem Jahr werden wir bereits auf die fünfte Generation der PCI-Express-Schnittstelle namens PCIe 5 umsteigen, die deutlich schnellere Datenübertragungen ermöglichen soll.

Der PCIe-5-Standard wurde ursprünglich 2017 mit vorläufigen Spezifikationen eingeführt und 2019 von der PCI Special Interest Group offiziell ratifiziert. Der Standard wird voraussichtlich erst auf PCs verfügbar sein Ende 2021, wenn Intel PCIe Gen 5-Unterstützung in seine kommende Prozessorreihe und neue Motherboards einbaut. Vor diesem Hintergrund: Was genau ist PCIe 5 und wird es ein wesentliches Upgrade sein? PCIe 4?

PCIe Gen 4 vs. PCIe Gen 5

Der Hauptunterschied zwischen den einzelnen PCIe-Generationen ist die Geschwindigkeit. PCIe 1 hatte eine Bandbreite von 8 GB/s und 2,5 GT/s (Gigatransfer pro Sekunde) bei einer Taktfrequenz von 2,5 GHz. Auf dem aktuellen PCIe-Gen-4-Standard, der auf vielen modernen Prozessoren von verwendet wird AMD und Intel kann die Bandbreite bis zu 64 GB/s betragen und es gibt ein Gigatransfer-Maximum von 16 GT/s bei einer Frequenz von 16 GHz.

PCIe 5.0 gilt als Erweiterung des PCIe Gen 4-Standards. Mit PCIe 5 werden Bandbreite, Gigatransfer und Frequenz im Vergleich zur vorherigen Generation verdoppelt, was bedeutet, dass Daten mit wesentlich schnelleren Geschwindigkeiten übertragen werden können. Hier sehen Sie 32 Gigatransfers pro Sekunde oder 32 GT/s, eine Bandbreite von 128 GB/s in einer x16-Konfiguration und eine Frequenz von 32 GHz.

Der Hauptunterschied zwischen der Gigatransfer- (GT/s) und der Bandbreitenmessung (GB/s) besteht darin, dass erstere ein Maß für die Rohgeschwindigkeit ist, während letztere die Datenübertragungsrate ist. Die Rohgeschwindigkeit misst, wie viele Bits pro Sekunde übertragen werden können, während bei der Datenübertragungsrate auch der Codierungsaufwand berücksichtigt werden muss.

Als Beispielbedeutet eine PCIe 5 x8-Verbindung, dass Sie eine Rohgeschwindigkeit von 32 GT/s, aber nur 31,5 GB/s Bandbreite erhalten.

Wenn Sie zu den Ersten gehören möchten, die PCIe 5 für Ihren nächsten Desktop-Build einführen, müssen Sie bis zur zweiten Hälfte des Jahres 2021 warten, wenn Intel es veröffentlicht Familie Alder Lake von Prozessoren, die für Mobilgeräte und Desktops verfügbar sein werden. Bisher ist Intel das einzige Unternehmen, das die Unterstützung des neuen Standards angekündigt hat.

Jüngsten Leaks zufolge benötigt Alder Lake einen neuen Sockel und ein neues Motherboard sowie ein Upgrade auf die neueste Version Silizium erfordert, dass Gamer sich ein neues Board besorgen, um von den neuesten Änderungen, einschließlich PCIe 5, profitieren zu können Unterstützung. Eine Kombination aus Architekturänderungen, einem Wechsel zur 10-nm-SuperFin-Fertigung und PCIe 5-Unterstützung sowie schnellerem DDR5-Speicher wird dies ermöglichen Alder Lake erhält eine 2-fache Leistung Steigerung bei Multithread-Anwendungen, heißt es in dem neuesten Leak.

Aufgrund der höheren Geschwindigkeiten besteht ein größeres Risiko für Signalverluste. Daher verfügt der Standard über Funktionen zur besseren Bewältigung von Rauschen und Signalverlusten als PCIe Gen 4, um die Datenintegrität zu wahren.

Müssen Sie ein Upgrade durchführen?

Die schnelleren Übertragungsgeschwindigkeiten werden für Anwendungen wichtig sein, die maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz umfassen, für den Einsatz in Rechenzentren und für Hochleistungsrechnerumgebungen. Dies wird der KI helfen. Anwendungen verarbeiten mehr Daten mit höherer Geschwindigkeit. Angesichts der Tatsache, dass PCIe die Schnittstelle ist, die Prozessor, Grafikkarte, Speicher sowie FPGAs und ASIC-Beschleuniger verbindet, könnte der Wechsel zu schnellerem PCIe Gen 5 sinnvoll sein Kryptowährungs-Mining noch lukrativer.

Im Allgemeinen werden die meisten Heim-PC-Benutzer und Gamer die Geschwindigkeiten und Fähigkeiten der PCIe 4-Spezifikationen – und sogar der vorherigen PCIe 3-Spezifikationen – als mehr als ausreichend empfinden.

In unserer Vergleich Von PCIe 4 versus PCIe 3 haben wir festgestellt, dass selbst leistungsfähige Grafikkarten – wie die Nvidia GeForce RTX 2080 Ti – Nutzen Sie die in einem PCIe Gen 3 x16-Steckplatz verfügbare Bandbreite noch nicht vollständig aus. Daher wird PCIe 5 für die meisten Gamer übertrieben sein. Neben den Vorteilen des Wechsels von Gen 3 zu Gen 4 wird die Geschwindigkeitssteigerung von PCIe Gen 5 vor allem für diejenigen von Vorteil sein, die einen schnelleren Zugriff auf NVMe-Speicherlaufwerke und RAID-Konfigurationen benötigen.

Hoffentlich werden Peripheriegeräte wie GPUs, die an einen PCIe-Steckplatz angeschlossen werden, in Zukunft angesichts der höheren Geschwindigkeiten weniger Lanes benötigen. Anstatt die x16-Lanes des heutigen PCIe-4-Standards zu erfordern, können wir diese Anforderung bei PCIe 5 auf nur x8 reduzieren. Mit geringeren Lane-Anforderungen zur Erzielung ähnlicher Geschwindigkeiten können Gamer möglicherweise ebenso leistungsstarke Systeme in einem kleineren, kompakteren Tower bauen.

Was ist PCIe?

PCIe ist als Peripheriekomponenten-Interconnect-Express bekannt, der zum Verbinden verschiedener Komponenten in Ihrem Desktop-PC verwendet wird. Es handelt sich um einen der wichtigsten Konnektivitätsstandards auf einem modernen PC, da er die Kommunikation verschiedener Komponenten untereinander ermöglicht.

Als Schnittstellenstandard ermöglicht Ihnen PCIe eine Hochgeschwindigkeitsverbindung Solid State Drives (SSDs), Grafikkartenund drahtlose Netzwerkkarten an Ihren Prozessor. Auf einem Desktop-PC schließen Sie verschiedene Karten an den PCIe-Steckplatz Ihres Computers an Hauptplatine, und die Anzahl der verfügbaren PCIe-Steckplätze und die Art der Steckplätze variieren je nach der von Ihnen ausgewählten Karte.

Sie werden häufig feststellen, dass PCIe-Steckplätze und -Karten mit einem numerischen Wert gekennzeichnet sind, dem ein x vorangestellt ist. Die Konfigurationen umfassen PCIe x1, x2, x4, x8, x16 und x32. Diese Zahlen geben an, wie viele Spuren verfügbar sind – je höher die Zahl, desto schneller können Daten übertragen werden. PCIe x1 bedeutet, dass nur eine Lane vorhanden ist, während PCIe x16 angibt, dass 16 Lanes verfügbar sind.

Karten und Steckplätze können trotz der von jeder Komponente angegebenen Anzahl an Lanes gemischt und angepasst werden, wobei die Datenbandbreite durch den langsameren Teil bestimmt wird. Wenn Ihr Motherboard beispielsweise über einen PCIe-x4-Steckplatz verfügt, können Sie eine PCIe-x1-Karte anschließen. Hier wird Ihre Bandbreite durch die einzelne verfügbare Spur der Karte begrenzt, die ein Bit pro Zyklus beträgt. Wenn Sie umgekehrt eine PCIe x8-Karte in den PCIe x4-Steckplatz einsetzen, werden die Daten nur mit der halben Bandbreite übertragen wie bei einer Karte, die in einen PCIe x8-Steckplatz eingesetzt wurde.

Für Gamer ist die magische Zahl PCIe x16, und die meisten GPUs benötigen einen PCIe x16-Steckplatz, um die Fähigkeiten der Karte vollständig nutzen zu können. Obwohl es PCIe x32 gibt, ist es im Allgemeinen teuer und selten, und die meisten PC-Komponenten sind mit x16 ausgestattet.

Empfehlungen der Redaktion

• Hier erfahren Sie, warum PCIe 7 ein großes Upgrade für Ihren PC darstellt
• Technologieführer fordern eine Pause der GPT-4.5- und GPT-5-Entwicklung aufgrund „großer Risiken“
• Asus ZenBook S 13 Flip vs. HP Spectre x360 13,5: Da kann man nichts falsch machen
• Microsoft Surface Pro 9 vs. Lenovo IdeaPad Duet 5i: Welches 2-in-1 ist das Beste?
• Die Samsung 990 Pro SSD ist für PS5 und DirectStorage konzipiert