→ Pci Express 4.0 gen4

PCI Express 4.0 은 차세대 AMD Ryzen Zen2 및 AMD X570 칩셋 의 출시 덕분에 데스크탑 컴퓨터에서 이미 실현되었습니다. 새로운 PCI-SIG 표준은 2017 년부터 우리와 함께 있었지만, 올해 상반기에 제조업체가 가치있는 사용을 시작할 수있는 옵션이되었습니다. 이 기사에서는 새로운 또는 더 잘 알려진 업데이트 된 통신 인터페이스에 대해 알아야 할 모든 것을 볼 수 있습니다.

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PCI Express의 진화와 뉴스

PCI Express 또는 간단히 PCI-e 라고도하는이 장치는 오늘날 모든 데스크탑 및 전문 컴퓨팅 장비에 사용되는 고속 버스입니다. 컴퓨터의 거의 모든 고성능 구성 요소는 이러한 버스를 통해 입력 및 출력 데이터를 전송합니다.

이 통신 표준에 따른 실체는 PCI-SIG 이며 2017 년에 처음으로이 버전 4.0을 잠금 해제했지만 2019 년까지 우리와 심지어 데스크탑까지 도달하지 못했습니다. 그 이유는 지금까지 매우 간단합니다 . PCIe 3.0보다 높은 대역폭이 필요한 장치는 거의 없지만 새로운 NVMe 솔리드 스테이트 스토리지 장치가 등장하고 CPU와 칩셋 간의 데이터 교환 밀도가 높아짐에 따라이 버스는 업계에서 포장.

이 표준은 2003 년에 구현 된 이후 총 4 개의 업데이트를 거쳤습니다. 그들 모두에 상수가 있었고, 그것은 각 반복에서 버스 너비 를 두 배로 늘리는 것입니다. 시판되는 각 버전의 기간은 2017 년까지 7 년 이상 유지 된 3.0 버전이 출시 될 때까지 약 4 년입니다. PCI-SIG는 2019 년 같은 분기에 다음 업데이트 인 PCIe 5.0 에서도 이미 잠금을 해제했지만 데스크톱에서는 이러한 대역폭이 여전히 필요한 장치가 거의 없기 때문에 3 년 이상이 버스를 유지합니다.

밴드 폭

PCI Express는 고속도로의 차선과 유사한 차선 또는 데이터 차선을 기반으로 하지만 전기의 경우에도 자동차가 양방향으로 순환 할 수 있습니다. 특히, PCIe 4.0은 버전 3.0의 전송 속도를 두 배로 늘릴 수 있으므로 양방향이라는 사실 때문에 위와 아래 레인 각각에 대해 16GT / s (Transfer Gigabits) 이상에 도달 할 수 있습니다. 이 측정 값을 매일 사용하는 값으로 전달 하면 PCIe 3.0 버스의 984.6MB / s와 비교하여 각 레인 당 1969.2MB / s의 속도에 직면하게 됩니다.

또한 개선되는 다른 양상은, 대응하는 PCIe 제어기에 의해 각각의 레인의 전기적 마진의 정보를 관리하는 PHY 수신기 및 더 큰 버스 폭을 갖는 통신에서 의 레이턴시이다. 실제적인 목적으로 I / O 통신에서 버스 포화 관리 기능이 개선되고 대기 시간이 단축되어 연결하는 장치에 따라 확장 성이 향상됩니다.

현재 PCI Express 4.0은 아직 필수 불가결 한 것이 아니라 가까운 미래를 준비하는 방법입니다. 특히 5G가 등장함에 따라 10Gbps의 네트워크 통신이 더욱 빈번 해지고 있습니다. 이미 3.94GB / s의 한계를 발견 한 새로운 NVMe PCIe x4 SSD 와 함께 USB 3.1 Gen2 연결성 및 곧 20Gbps의 USB 3.2에 대한 수요가 그 구현의 주요 원인 중 하나였습니다.

다음 표에서 사용 가능한 구성에 따른 속도로 다른 버전의 PCIe를 비교해 보겠습니다.

V.	소개	차선으로 환승	밴드 폭
× 1	× 4	× 16
1.0	2003 년	2.5 GT / 초	250MB / 초 (2Gb / 초)	1.0GB / 초	4.0GB / s (32Gb / s)
2.0	2007 년	5.0 GT / 초	500MB / 초 (4Gb / 초)	2.0GB / 초	8.0GB / s (64Gb / s)
3.0	2010 년	8.0 GT / 초	984.6MB / s (7.9Gb / s)	3.94GB / 초	15.8GB / s (126Gb / s)
4.0	2017 년	16.0 GT / 초	1969MB / s (15.8Gb / s)	7.88GB / 초	31.5GB / s (252.1Gb / s)
5.0	2019 년	32.0 GT / 초	3938MB / 초 (31.6Gb / 초)	15.75GB / 초	63.0GB / s (32Gb / s)

이전 버전과의 호환성 PCI Express 4.0이 필요합니까?

현재 PCIe 슬롯을 사용하는 것으로 가장 유명한 응용 프로그램은 그래픽 카드를 통하는 것입니다. 이 시점에서 우리는 자존심있는 게임 팀을 위해 PCIe 3.0 x16을 통해 작동하는 전용 그래픽 카드 가 필요하다는 것을 알고 있습니다. 즉, 데이터를 전송할 수있는 126Gbps 버스가 있습니다. 그러나 우리는 실제로 얼마나 필요한가? 144Hz 및 10 비트 색 심도에서 4K 해상도로 게임을 전송 하려면 약 35.8Gbps 버스 가 필요합니다.

이것은 이미지 데이터 전송을위한 버스 폭이 약 70 %라는 것을 의미합니다. 데이터가 양방향 데이터이므로 여기서 상류 및 하류 버스에 대한 고려가 이미 시작되었습니다. 예를 들어, 그래픽 카드에 PCie 4.0을 설치하는 것은 현재 의미가 없습니다. 멀티 GPU에 대해 이야기한다면, 병렬 처리로 인해 너비가 훨씬 더 많이 사용 되지만 여전히 충분합니다.

그러나 우리는 또한 그것이 필요하다고 말할 수 있으며 이는 새로운 NVMe SSD의 통합 때문 입니다. 지금까지 그들은 모두 PCI 3.0 x4를 사용했지만이 측면에서 제조업체는 곧 한계를 찾아서 사용 가능한 3.94GB / s에 매우 가까운 읽기 속도에 도달했습니다. 이 솔루션은 단순히 CPU 및 칩셋의 용량을 제한하여 M.2 슬롯에 더 많은 레인을 도입하는 것이 아니라 AORUS 또는 Corsair와 같은 제조업체가 이미 자체 M.2 PCie 4.0을 가지고 있으므로 대역폭을 두 배로 늘리는 것입니다 . 4000MB / s 이상

PCIe 3.0을 유지 관리하고 주변 장치 4.0을 사용하려는 사용자에게는 어떤 일이 발생합니까? PCIe는 처음부터 이전 표준과의 호환성을 제공 했기 때문에 연결성 측면에서 아무런 문제가 없습니다. 실제로 3.0, 4.0 및 5.0은 곧 전송시 128b / 130b 인코딩 을 계속 사용합니다. 유일한 단점은 버스 속도를 제한한다는 것입니다.

SSD 및 그래픽 카드의 PCI Express 4.0

견고한 스토리지에서 수행 된 탁월한 작업이 반드시 강조되어야합니다. M.2 인터페이스는 x4 레인 및 NVMe 프로토콜에서 작동하는 것처럼 보였으므로 몇 개월 만에 속도가 배가되어 3D NAND를 기반으로하는 메모리 구성에 4000MB / s 이상이 필요합니다.

AORUS 또는 Corsair와 같은 제조업체 는 순차 판독 에서 이론적 속도 5000MB / s 및 Toshiba의 NAND 3D TLC 아키텍처를 사용하여 글쓰기에서 4400MB / s의 속도 로 작동 할 수있는 새로운 SSD를 발표했습니다 . 이 수치는 이전 세대 SSD보다 약 40 % 높으며, 4 레인에서 7 , 88GB / s까지 사용할 수 있기 때문에 한계에 도달하지는 못했습니다.

이 변경으로 인해 SSD를 설치할 때 고려해야 할 사항 (예: 더 나은 전송을 위해 쓰기 캐시 정책 활성화)이 필요합니다. 물론, 약간 중요한 세부 사항은 PCIe 호환 보드가 있다는 것입니다. 현재로서는 AMD 만 사용할 수 있습니다.

SSD에서 최상의 성능을 발휘하려면 두 옵션을 모두 확인하는 것이 좋습니다.

PCI Express 4.0과 함께 시장에 출시 된 다른 장치는 새로운 AMD Radeon RX 5700 및 5700 XT 그래픽 카드입니다. 실질적인 목적을 위해 중요한 것은 아닙니다. 3.0으로 우리가 남은 것을 분명히 알았지 만 새로운 표준을 구현하고 길을 인도하는 것은 잘못이 아닙니다.

PCI Express 4.0과 최초로 호환되는 AMD Ryzen 3000 및 AMD X570

이 새로운 PCIe 4.0으로 데스크탑 시장에 처음 진출한 제조업체는 차세대 Ryzen 프로세서 덕분에 AMD 였습니다. 7nm FinFET의 리소그래피 기능이있는 일부 CPU 는 Zen2로 세례를 받았으며 이제는 그래픽 카드 의 통신 인터페이스 I / O 에 16 레인 PCIe 4.0 을 제공하고 총 24 레인을 제공 합니다. 프로세서는 명령어 처리 성능이 크게 향상되었을뿐만 아니라 훨씬 더 많은 양의 데이터를 처리 할 수 ​​있습니다.

실제로, 이 새로운 세대에 적합한 새로운 마더 보드는 PCI Express 4.0 레인 이 20 개 이상인 AMD X570 칩셋 을 사용합니다 . 우리가 이미 준비한 기사에서 X570과 X470 칩셋 등의 비교를 볼 수 있으며 주요 내용 중 하나는 이것입니다. 기본 구성은 PCIe 4.0에 필수 인 8 개의 레인으로 구성되며 SATA 와 같은 다른 장치 나 USB와 같은 주변 장치에 다른 8 개의 레인을 사용할 수 있습니다. 나머지 4 개 레인 은 제조업체가 무료로 선택할 수 있지만 원칙적으로 4x SATA 6Gbps 또는 2x PCIe 4.0 x2의 구성을위한 것입니다.

이 두 가지 요소의 힘으로 인해 CPU와 칩셋 간의 통신 버스는 4 개의 PCI Express 4.0 레인으로 구성됩니다. 슬롯 할당에 관해서는 칩셋 자체가 다른 PCIe x1 및 x16 슬롯 (x4에서 작동) 4.0 및 심지어 두 개의 M.2 x4 슬롯 을 도입 했기 때문에 이전 세대와 비교하여 상당히 새로운 기능이 있습니다. 이 새로운 SSD. 또 다른 실질적인 변화는 최대 8 개의 USB 3.1 Gen2 10Gbps 포트 를 지원한다는 것인데, 지금까지는 불가능했습니다.

PCI Express 4.0과 호환되는 다른 하드웨어에 대해서는 IBM POWER9 프로세서 또는 Intel의 10nm 제조 프로세서를 갖춘 Falcon Mesa FPGA를 언급 할 수 있습니다.이 프로세서 는 PCI Express 4.0과 내장 IP 블록으로 호환됩니다. EMIB. 차세대 인텔 프로세서는 아직 출시되지 않았으며 PCI Express 4.0도 구현할 것입니다.

NVME 성능 차이 PCI Express 3.0과 PCI Express 4.0

리뷰를 통해 빠르게 검색 할 수 있지만 PCI Express 4.0 SSD 의 순차적 읽기 및 쓰기와 PCI Express 4.0 의 4 세대를 비교할 것입니다. 완벽한 후보는 Corsair MP510과 MP600입니다.

모형	순차적 읽기 (MB / s)	순차적 쓰기 (MB / s)
해적 MP510	3, 480MB / 초	2, 700MB / 초
해적 MP600	4, 950MB / 초	4, 250MB / 초

그리고 우리의 테스트:

업계의 결론과 미래

우리가 분명히 알아야 할 것이 있다면 , 현재 PCI e 4.0은 저장 장치 및 장치 간 내부 통신 (예: CPU 및 칩셋) 측면에서 최대 이점을 제공한다는 것입니다. 그래픽 카드와 같은 하드웨어는 여전히 버전 3.0 이하에서 문제가되지 않으므로이 4.0보다 훨씬 적습니다. 따라서 게이머의 경우 결과는 실제로 성능이 동일합니다.

PCI-SIG는 올해 PCIe 5.0 인터페이스를 이미 잠금 해제 했지만, 현재 표준의 수명을 조금 더 연장하기 위해 적어도 2022 년 까지이 버스가있는 마더 보드를 볼 수 없을 것입니다. 각각에서 일반 사용자에 이르기까지 광범위한 응용 프로그램이 없습니다.

우리는 다음과 같은 기사를 남깁니다.

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