PCIe 5.0 contro PCIe 4.0: in arrivo la larghezza di banda raddoppiata

Lo standard PCI Express, o PCIe, è stato un punto fermo per il collegamento di periferiche e componenti del PC a un desktop. Se acquisti nuovi componenti per PC nel 2021, probabilmente supporteranno l’attuale quarta generazione. Ma con l’imminente lancio di Intel Lago dell'ontano processori entro la fine dell'anno, passeremo già alla quinta generazione dell'interfaccia PCI Express nota come PCIe 5, che dovrebbe offrire trasferimenti di dati significativamente più veloci.

Originariamente introdotto con specifiche preliminari nel 2017, lo standard PCIe 5 è stato formalmente ratificato dal PCI Special Interest Group nel 2019. Non si prevede che lo standard arrivi sui PC fino al fine 2021, quando Intel integra il supporto PCIe Gen 5 sulla sua prossima linea di processori e sulle nuove schede madri. Con questo in mente, cos'è esattamente PCIe 5 e da cosa sarà un aggiornamento sostanziale PCIe4?

PCIe Gen 4 vs. PCIe Gen 5

La differenza principale tra ciascuna generazione PCIe è la velocità. PCIe 1 aveva una larghezza di banda di 8 GB/s e 2,5 GT/s (gigatransfer al secondo) con clock ad una frequenza di 2,5 GHz. Sull'attuale standard PCIe Gen 4 utilizzato su molti processori moderni da AMD e Intel, la larghezza di banda può arrivare fino a 64 GB/s ed è disponibile un gigatransfer massimo di 16 GT/s con una frequenza di 16GHz.

PCIe 5.0 è visto come un'estensione dello standard PCIe Gen 4. Con PCIe 5, la larghezza di banda, il gigatransfer e la frequenza sono tutti raddoppiati rispetto alla generazione precedente, il che significa che i dati possono essere trasferiti a velocità sostanzialmente più elevate. Qui stai guardando 32 gigatransfer al secondo, o 32 GT/s, una larghezza di banda di 128 GB/s in una configurazione x16 e una frequenza di 32 GHz.

La differenza principale tra la misurazione del gigatransfer (GT/s) e della larghezza di banda (GB/s) è che la prima è una misura della velocità grezza, mentre la seconda è la velocità di trasferimento dei dati. La velocità grezza misura quanti bit possono essere trasferiti ogni secondo, mentre la velocità di trasferimento dei dati deve tenere conto anche del sovraccarico di codifica.

Come un esempio, un collegamento PCIe 5 x8 significa che ottieni 32 GT/s di velocità grezza, ma solo 31,5 GB/s di larghezza di banda.

Se vuoi essere tra i primi ad adottare PCIe 5 per la tua prossima build desktop, dovrai aspettare fino alla seconda metà del 2021, quando Intel rilascerà il suo Famiglia Alder Lake di processori, che saranno disponibili per dispositivi mobili e desktop. Finora Intel è l'unica azienda ad annunciare il supporto per il nuovo standard.

Alder Lake, secondo recenti indiscrezioni, richiederà un nuovo socket e una nuova scheda madre e l'aggiornamento a quest'ultima Il silicio richiederà ai giocatori di dotarsi di una nuova scheda per beneficiare di tutte le ultime modifiche, incluso PCIe 5 supporto. Una combinazione di modifiche architetturali, il passaggio alla produzione SuperFin da 10 nm e il supporto PCIe 5, insieme a una memoria DDR5 più veloce, consentirà Alder Lake per ottenere una prestazione 2x miglioramento nelle applicazioni multithread, secondo l'ultima fuga di notizie.

A causa delle velocità più elevate, esiste una maggiore possibilità di perdita di segnale, quindi lo standard integra funzionalità per gestire meglio il rumore e la perdita di segnale rispetto a PCIe Gen 4 per preservare l'integrità dei dati.

Hai bisogno di aggiornare?

Le velocità di trasferimento più elevate saranno importanti per le applicazioni che includono l’apprendimento automatico e l’intelligenza artificiale, gli usi dei data center e gli ambienti informatici ad alte prestazioni. Ciò aiuterà l'A.I. le applicazioni elaborano più dati a velocità più elevate. Dato che PCIe è l’autostrada che collega processore, scheda grafica, storage, FPGA e acceleratori ASIC, il passaggio a PCIe Gen 5 più veloce potrebbe rendere estrazione di criptovaluta ancora più redditizio.

In generale, la maggior parte degli utenti e dei giocatori di PC domestici troveranno le velocità e le capacità delle specifiche PCIe 4 - e anche delle precedenti PCIe 3 - più che sufficienti.

Nel nostro confronto di PCIe 4 rispetto a PCIe 3, abbiamo scoperto che anche le schede grafiche capaci, come la Nvidia GeForce RTX 2080 Ti - non sfruttare ancora appieno la larghezza di banda disponibile in uno slot PCIe Gen 3 x16. Quindi, PCIe 5 sarà eccessivo per la maggior parte dei giocatori. Come i vantaggi del passaggio dalla Gen 3 alla Gen 4, l’aumento di velocità di PCIe Gen 5 sarà molto vantaggioso per coloro che necessitano di un accesso più rapido alle unità di archiviazione NVMe e alle configurazioni RAID.

Si spera che in futuro, con velocità più elevate, le periferiche, come le GPU, che si collegano a uno slot PCIe richiederanno meno corsie. Invece di richiedere le linee x16 dell’attuale standard PCIe 4, possiamo ridurre tale requisito solo a x8 su PCIe 5. Con requisiti di corsie più piccole per raggiungere velocità simili, i giocatori possono potenzialmente costruire sistemi altrettanto potenti in una torre più piccola e compatta.

Cos'è PCIe?

PCIe è noto come Express di interconnessione dei componenti periferici utilizzato per collegare vari componenti nel PC desktop. È uno degli standard di connettività più importanti su un PC moderno, poiché consente a vari componenti di comunicare tra loro.

Come standard di interfaccia, PCIe ti aiuta a connetterti ad alta velocità unità a stato solido (SSD), schede grafichee schede di rete wireless al processore. Su un desktop, collegherai varie schede allo slot PCIe del tuo scheda madree il numero di slot PCIe disponibili e il tipo di slot varieranno a seconda della scheda selezionata.

Noterai spesso che gli slot e le schede PCIe sono designati con un valore numerico preceduto da una x. Le configurazioni includono PCIe x1, x2, x4, x8, x16 e x32. Questi numeri indicano quante corsie sono disponibili: maggiore è il numero, più velocemente i dati possono viaggiare. PCIe x1 significa che esiste una sola corsia, mentre PCIe x16 indica che ci sono 16 corsie disponibili.

Schede e slot possono essere mischiati e abbinati nonostante il numero di corsie indicato da ciascun componente, con la larghezza di banda dati determinata dalla parte più lenta. Ad esempio, se hai uno slot PCIe x4 sulla scheda madre, puoi collegare una scheda PCIe x1. Qui, la tua larghezza di banda è limitata dall’unica corsia disponibile della scheda, che è un bit per ciclo. Al contrario, se si inserisce una scheda PCIe x8 nello slot PCIe x4, i dati viaggeranno solo a metà della larghezza di banda rispetto a una scheda inserita in uno slot PCIe x8.

Per i giocatori, il numero magico è il PCIe x16 e la maggior parte delle GPU richiederà uno slot PCIe x16 per sfruttare appieno le capacità della scheda. In generale, anche se esiste PCIe x32, è costoso e raro e la maggior parte dei componenti del PC raggiunge il limite x16.

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