Что даёт интерфейс PCI-E 5.0 в современных компьютерах

Вы наверняка слышали о PCI-E, когда собирали компьютер или выбирали комплектующие. Это та самая шина, к которой подключаются видеокарта, быстрые SSD-накопители и другие важные устройства. Каждое новое поколение интерфейсов повышает скорость, и PCI-E 5.0 не исключение. Это следующий этап развития, который обещает сделать наши компьютеры ещё более мощными и отзывчивыми.

Представьте себе многополосное движение данных от компонентов к процессору. Хотя PCI-E 4.0 уже обеспечивал превосходную скорость, PCI-E 5.0 увеличивает количество полос, не меняя ширину. Это означает, что в два раза больше информации можно передать одновременно по одному физическому соединению. На самом деле это значительный рост пропускной способности.

Поскольку основным потребителем этой скорости являются сверхскоростные SSD, а не видеокарты, Накопители NVMe стандарта с PCI-E 5.0 могут практически мгновенно принимать большие объемы данных и приложений. Это может быть незаметно для обычного пользователя, но для профессионалов, которые работают с видео в 8K, большими базами данных или сложными симуляциями, эта скорость меняет правила игры и экономит часы ожидания.

Что это дает вам сегодня? Вы можете не заметить заметного роста в играх или повседневных задачах, если вы не энтузиаст, гоняющий за самыми современными комплектующими. Тем не менее PCI-E 5.0 обеспечивает основу для будущего. Это открывает дверь в будущее, которое обеспечит запас производительности для следующих поколений видеокарт и накопителей, что полностью раскроет потенциал скоростного интерфейса.

↑ Что такое PCI-E 5.0

Итак, друзья, PCI-E 5.0 (PCI Express 5.0) – компьютерная шина передачи данных с версией интерфейса 5.0. По устоявшейся традиции для PCI-E пропускная способность версии 5.0 вдвое больше предыдущей версии 4.0, и имеет место быть обратная совместимость с предыдущими версиями, т.е. если мы подключим к разъёму PCI-E 5.0 устройство с ранней версией, либо устройство PCI-E 5.0 подключим к разъёму с ранней версией, всё будет работать на скоростях ранней версии – 4.0, 3.0 или 2.0. Разъём PCI-E может иметь от 1-й (х1) до 16-ти (х16) линий (в массовом сегменте). Пропускная способность одной линии PCI-E 5.0 составляет 32 ГТ/с, т.е. примерно 4 Гб/с. Соответственно, чем больше у разъёма линий, тем больше в целом его пропускная способность. И у разъёма PCI-E 5.0 с 16-ю линиями (х16) для подключения видеокарт пропускная способность составляет примерно 64 Гб.

Таблица эволюции интерфейса PCI-E позволяет осмыслить огромный потенциал, который существует на сегодняшний день.

Шина PCI-E позволяет подключать различные устройства к компьютеру, такие как SSD NVMe, видеокарты, сетевые адаптеры, звуковые карты и контроллеры-переходники, которые могут преобразовать PCI-E в другие интерфейсы и разъемы подключения, такие как SATA, USB и M.2, а также для промышленных и сервисных устройств. Несмотря на то, что многим из этих устройств не требуется большая пропускная способность, возможности PCI-E 5.0 позволяют только двум устройствам — накопителям SSD NVMe и видеокартам — достичь новых высот в массовом сегменте. Возможно также говорить о возможностях сокращения количества линий PCI-E 5.0, используемых устройствами; это позволит увеличить количество подключений этих устройств. Пока же у нас действительно очень мало:

• Реализованный в процессорах Intel Core 12-го поколения интерфейс PCI-E 5.0, но даже не во всех моделях, и реализованный только в виде 16-ти линий для слота PCI-E х16;
• Отсутствие поддержки PCI-E 5.0 чипсетами 600-й серии Intel под 12-е поколение;
• Отсутствие видеокарт PCI-E 5.0;
• Единичные накопители SSD NVMe PCI-E 5.0.

Теперь мы поговорим о каждом из этих элементов.

↑ Intel Core 12-го поколения

Итак, билет в реальную массовую жизнь интерфейсу PCI-E 5.0 дали процессоры Intel Core 12-го поколения. Эти процессоры первые с поддержкой PCI-E 5.0, но это поддержка только 16 линий из возможных 20. Оставшиеся 4 линии идут PCI-E 4.0. Не все процессоры Intel Core 12-го поколения поддерживают PCI-E 5.0, в каждой из линеек – Core i3, i5, i7, i9 — есть некоторые модели, которые идут с поддержкой 16-ти линий PCI-E 4.0 и 4-х линий PCI-E 3.0. Это, друзья, первый намёк на то, что PCI-E 5.0 – интерфейс на перспективу, возможно, не ближнюю. 16 процессорных линий PCI-E 5.0 нам даются только на один слот PCI-E х16, который мы как хотим, так и используем. Хотим, втыкаем туда видеокарту PCI-E 5.0, а хотим – переходник под накопитель SSD PCI-E 5.0. Переходник – единственный способ подключить такой накопитель, ибо оставшиеся из двадцатки 4 процессорные линии и все чипсетные линии, которые идут на слот M.2 для SSD NVMe – это PCI-E 4.0. Так, на материнских платах на чипсетах 600-й серии под Intel Core 12-го поколения процессорные 16 линий PCI-E 5.0 мы получаем в слоте PCI-E х16.

Для подключения SSD NVMe в слотах M.2 доступен только PCI-E 4.0.

И если у нас в слот PCI-E 5.0 х16 будет воткнута видеокарта, то никакой SSD PCI-E 5.0 с переходником мы уже никуда не вставим. Но даже если у нас PCI-E 5.0 х16 будет свободен по причине использования интегрированной графики, нужно ли в принципе заморачиваться с SSD PCI-E 5.0, да ещё и с переходником под него?

PCI-E 5.0 работает вдвое быстрее предыдущей версии в области внутреннего соединения компьютера. Для новых быстрых видеокарт, быстрых накопителей и серверного оборудования, которые требуют мгновенной передачи больших объемов данных, эта скорость особенно полезна. Хотя обычные пользователи еще не смогут полностью насладиться всеми преимуществами, технология создает условия для будущих ускорений в различных областях, таких как работа с видео, игры и сложные вычисления.

↑ SSD NVMe PCI-E 5.0

О подготовке накопителей SSD NVMe с интерфейсом PCI-E 5.0 успели заявить несколько производителей устройств, но компания Samsung – передовик на рынке SSD-накопителей – уже успела и представить публике накопитель PCI-E 5.0 PM1743. Это SSD корпоративного сегмента в форм-факторе E3.S.

В системе на базе процессора 12-го поколения Intel Core i9-12900K этот накопитель смог выдать в синтетических тестах впечатляющие скорости: последовательное чтение — 13.8 Гб/с, последовательная запись – 6.6 Гб/с. Увы, нет сведений о том, какие реальные скорости копирования данных у этого накопителя. А они у SSD NVMe от синтетических тестов разительно отличаются. Так, даже самые быстрые SSD NVMe PCI-E 4.0 в синтетике могут читать данные с последовательной скоростью порядка 7000 Мб/с, а записывать — с последовательной скоростью порядка 5000 Мб/с. Но при обычном копировании данных в проводнике Windows выдают скорость записи не более 2000 Мб/с. И это только в рамках SLC-кэша. За его пределами скорость записи просаживается в лучшем случае до 700 Мб/с. В плане записи данных пропускная способность PCI-E 4.0 не является узким местом SSD NVMe. Как и не является узким местом рандомной обработки данных: в условиях большой глубины очереди в лучшем случае скорость чтения и записи будет немногим больше 500 Мб/с.

Внедряя накопитель PCI-E 5.0 для корпоративного сегмента, Samsung демонстрирует, что обычному потребителю этот потенциал больше не нужен. Это еще одна индикация того, что широкое применение PCI-E 5.0 с вилами по воде является реальным. В настоящее время на рынке SSD NVMe наблюдается активная конкуренция между разнообразием накопителей PCI-E 4.0 и дружелюбием цен на накопители PCI-E 3.0. Накопители PCI-E 5.0, включенные в это чудо, будут востребованы из-за их огромного избыточного потенциала для массового рынка.

Обновление: пожалуйста, прочитайте подробный обзор SSD-накопителей с PCI-E 5.0.

Таким образом, основное преимущество PCI-E 5.0 — огромный запас скорости в будущем. Текущая версия PCI-E 4.0 пока достаточно для обычных видеокарт или SSD-накопителей. Но технологии не стоят на месте, и этот новый стандарт подготовит следующее поколение комплектующих, гораздо более требовательных к пропускной способности.

Прямо сейчас энтузиасты и профессионалы, работающие с огромными массивами данных, видят его основное преимущество. Если вы работаете над монтажом видео в сверхвысоком разрешении, сложными научными расчетами или используете мощные сетевые карты, удвоенная скорость передачи информации по сравнению с прошлым поколением будет ощутимым плюсом. Это как замена обычной дороги на многополосную магистраль для данных.

Таким образом, PCI-E 5.0 не требует срочного обновления компьютера. Это означает, что когда вы купите новый компьютер в будущем, эта технология станет стандартом и позволит вам раскрыть потенциал устройств, которые только что вышли на рынок. Это своевременный и разумный шаг вперед в развитии, который обеспечит нам запас производительности на годы вперед.