PCIe 5 so với PCIe 4: Gấp đôi băng thông

Tiêu chuẩn PCI Express, hay PCIe, đã trở thành một thành phần không thể thiếu để kết nối các linh kiện và phụ kiện máy tính để bàn. Nếu bạn mua các linh kiện máy tính mới trong năm 2021, chúng rất có thể hỗ trợ phiên bản thứ tư hiện tại. Tuy nhiên, với việc Intel sẽ ra mắt bộ vi xử lý Alder Lake vào cuối năm 2021, chúng ta đã sẵn sàng chuyển sang thế hệ thứ năm của giao diện PCI Express được biết đến là PCIe 5, sẽ mang lại tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn đáng kể.

Ban đầu được giới thiệu với các thông số kỹ thuật sơ bộ vào năm 2017, tiêu chuẩn PCIe 5 đã được Hiệp hội quan tâm đặc biệt PCI chính thức chấp thuận vào năm 2019. Dự kiến ​​tiêu chuẩn này sẽ không xuất hiện trên các máy tính cho đến cuối năm 2021, khi Intel tích hợp hỗ trợ PCIe Gen 5 trên dòng bộ xử lý và bo mạch chủ mới sắp ra mắt. Với những điều đó, PCIe 5 chính xác là gì và liệu nó có phải là một nâng cấp đáng kể so với PCIe 4?

PCIe Gen 4 so với PCIe Gen 5

Sự khác biệt chính giữa mỗi thế hệ PCIe là tốc độ. PCIe 1 có băng thông 8 GB/s và mức gigatransfer 2.5 GT/s (gigatransfer trên giây) với tần số 2.5GHz. Trên tiêu chuẩn PCIe Gen 4 hiện tại được sử dụng trên nhiều bộ xử lý hiện đại từ AMD và Intel, băng thông có thể lên đến 64 GB/s và có tối đa 16 GT/s gigatransfer với tần số 16GHz.

PCIe 5.0 được coi là một sự mở rộng của tiêu chuẩn PCIe Gen 4. Với PCIe 5, băng thông, gigatransfer và tần số đều tăng gấp đôi so với thế hệ trước, điều này có nghĩa là dữ liệu có thể được truyền với tốc độ nhanh hơn đáng kể. Ở đây, bạn đang nhìn vào 32 gigatransfers mỗi giây, hay 32 GT/s, băng thông 128 GB/s trong cấu hình x16 và tần số 32GHz.

Sự khác biệt chính giữa đo lường gigatransfer (GT/s) và băng thông (GB/s) là GT/s đo lường tốc độ thô, trong khi GB/s là tốc độ truyền dữ liệu. Tốc độ thô đo lường số bit có thể truyền trong mỗi giây, trong khi tốc độ truyền dữ liệu cũng phải tính đến chi phí mã hóa.

Ví dụ

Một liên kết PCIe 5 x8 có nghĩa là bạn đang nhận được tốc độ thô 32 GT/s, nhưng chỉ có 31.5 GB/s băng thông.

Nếu bạn muốn là người đầu tiên áp dụng PCIe 5 cho việc xây dựng máy tính để bàn tiếp theo của bạn, bạn phải chờ đến nửa cuối năm 2021, khi Intel phát hành dòng bộ xử lý Alder Lake, sẽ có sẵn cho các thiết bị di động và máy tính để bàn. Đến nay, Intel là công ty duy nhất đã thông báo hỗ trợ tiêu chuẩn mới.

Theo thông báo gần đây, Alder Lake sẽ yêu cầu một socket và bo mạch chủ mới, và nâng cấp lên vi xử lý mới này sẽ đòi hỏi người chơi game phải có bo mạch chủ mới để tận dụng tất cả các thay đổi mới nhất, bao gồm hỗ trợ PCIe 5. Sự kết hợp của các thay đổi kiến trúc, chuyển sang quy trình sản xuất 10nm SuperFin và hỗ trợ PCIe 5, cùng với bộ nhớ DDR5 nhanh hơn, sẽ cho phép Alder Lake đạt hiệu suất gấp đôi trong các ứng dụng đa luồng, theo rò rỉ mới nhất.

Vì tốc độ nhanh hơn, cơ hội mất tín hiệu cũng cao hơn, do đó tiêu chuẩn này xây dựng tính năng để xử lý tạp âm và mất tín hiệu tốt hơn so với PCIe Gen 4 để bảo toàn tính toàn vẹn dữ liệu.

Bạn có cần nâng cấp không?

Tốc độ truyền nhanh sẽ quan trọng đối với các ứng dụng bao gồm học máy và trí tuệ nhân tạo, việc sử dụng trung tâm dữ liệu và môi trường tính toán hiệu năng cao. Điều này sẽ giúp các ứng dụng trí tuệ nhân tạo xử lý nhiều dữ liệu với tốc độ nhanh hơn. Vì PCIe là con đường kết nối bộ xử lý, card đồ họa, lưu trữ và các bộ gia tốc FPGAs và ASIC, việc chuyển sang PCIe Gen 5 nhanh hơn có thể làm cho việc đào tiền mã hóa trở nên hấp dẫn hơn.

Tóm lại

Hầu hết người dùng máy tính cá nhân và người chơi game sẽ thấy tốc độ và khả năng của PCIe 4 – và thậm chí cả PCIe 3 trước đó – là đủ. Trong so sánh giữa PCIe 4 và PCIe 3 của chúng tôi, chúng tôi nhận thấy ngay cả card đồ họa có khả năng mạnh mẽ – như Nvidia GeForce RTX 2080 Ti – không tận dụng hết băng thông có sẵn trong khe cắm PCIe Gen 3 x16. Vì vậy, PCIe 5 sẽ quá mạnh cho hầu hết người chơi game. Tương tự như lợi ích từ việc chuyển từ Gen 3 sang Gen 4, tăng tốc độ của PCIe Gen 5 sẽ hữu ích nhất đối với những người cần truy cập nhanh hơn đến ổ đĩa lưu trữ NVMe và cấu hình RAID.

Hy vọng trong tương lai, với tốc độ nhanh hơn, các thiết bị ngoại vi như card đồ họa kết nối với khe cắm PCIe sẽ yêu cầu ít làn đường hơn. Thay vì yêu cầu 16 làn đường từ tiêu chuẩn PCIe 4 hiện tại, chúng ta có thể giảm yêu cầu đó xuống chỉ còn 8 làn đường trên PCIe 5. Với yêu cầu làn đường nhỏ hơn để đạt được tốc độ tương tự, người chơi game có thể xây dựng hệ thống có sức mạnh tương đương trong một tháp nhỏ gọn hơn hoặc giúp giảm chi phí của họ.

PCIe là gì ?

PCIe là giao diện nối tiếp được biết đến như là “peripheral component interconnect express” được sử dụng để kết nối các thành phần khác nhau trong máy tính để bàn của bạn. Đây là một trong những tiêu chuẩn kết nối quan trọng nhất trên một máy tính hiện đại, vì nó cho phép các thành phần khác nhau truyền thông với nhau.

Là một tiêu chuẩn giao diện, PCIe giúp bạn kết nối ổ đĩa thể rắn (SSD) tốc độ cao, card đồ họa và card mạng không dây vào bộ xử lý của bạn. Trên một máy tính để bàn, bạn sẽ kết nối các card khác nhau vào khe cắm PCIe trên bo mạch chủ, và số lượng khe cắm PCIe và loại khe cắm sẽ thay đổi tùy thuộc vào bo mạch bạn chọn.

Bạn thường sẽ nhận thấy rằng các khe cắm PCIe và card được chỉ định bằng một giá trị số đi trước bởi chữ “x”. Cấu hình bao gồm PCIe x1, x2, x4, x8, x16 và x32. Những số này cho biết có bao nhiêu làn đường có sẵn – số càng cao, dữ liệu di chuyển càng nhanh. PCIe x1 có nghĩa là chỉ có một làn đường, trong khi PCIe x16 có nghĩa là có 16 làn đường có sẵn.

Các card và khe cắm có thể được kết hợp với nhau bất kể số làn đường được chỉ định bởi từng thành phần, với băng thông dữ liệu được xác định bởi thành phần chậm nhất.

Ví dụ

Nếu bạn có một khe cắm PCIe x4 trên bo mạch chủ của bạn, bạn có thể kết nối một card PCIe x1. Ở đây, băng thông của bạn bị giới hạn bởi một làn đường duy nhất của card, là một bit mỗi chu kỳ. Ngược lại, nếu bạn chèn một card PCIe x8 vào khe cắm PCIe x4, dữ liệu chỉ di chuyển với nửa băng thông so với một card được chèn vào khe cắm PCIe x8.

Đối với người chơi game hợp lý nhất là PCIe x16, và hầu hết các GPU sẽ yêu cầu một khe cắm PCIe x16 để tận dụng đầy đủ khả năng của card. Nói chung, mặc dù PCIe x32 tồn tại, nhưng nó đắt đỏ và hiếm, và hầu hết các thành phần máy tính chỉ hỗ trợ tối đa PCIe x16.