Ci Pci express 4.0: все, что мы знаем до сих пор

В начале года консорциум стандартов PCI-SIG ратифицировал и опубликовал спецификацию PCI Express 4.0 в версии 1.0. Это отмечает полную версию PCIe 4.0 и следует за выпуском спецификации пересмотра 0.9 июня прошлого года. В этой статье мы собираемся проанализировать все, что известно о PCI Express 4.0.

Указатель содержания

PCI Express 4.0 удваивает пропускную способность текущей спецификации 3.0

В настоящее время PCI Express - это высокоскоростная шина, используемая почти всеми высокопроизводительными компонентами компьютеров. Обе видеокарты, твердотельные накопители NVMe, сетевые карты и многие другие устройства подключаются через этот расширенный интерфейс, что делает его очень важным. PCI Express 4.0 удваивает пропускную способность 8 GT / с на линию в PCIe 3.0, предлагая скорость передачи 16 GT / с на линию, обеспечивая значительные преимущества производительности ввода-вывода, полезные для хранилища и высокоскоростные сети, а также приложения для искусственного интеллекта. В то же время PCI-SIG сконцентрировался на Q2 2019 для выпуска окончательной спецификации PCIe 5.0, поэтому версия PCIe 4.0 не будет столь же долговечной, как PCIe 3.0.

Рекомендуем прочитать:

• PCI Express - Что это такое и что это за Mini PCI Express Что это такое и почему это в ноутбуках?

Ранее PCI-SIG поддерживал четырехлетний темп для PCIe 1.0 (2003), PCIe 2.0 (2006) и PCIe 3.0 (2010). Что касается семилетней задержки, PCI-SIG отметил, что PCIe 3.0 обеспечивает достаточную пропускную способность в течение некоторого времени, опережая разработки и растущие требования к вычислительным нагрузкам AI, PCIe NVMe и 3D XPoint, а также скорости сети, в особенности, поскольку 10GbE становится все более доступным для потребителей.

PCI Express 4.0 поддерживает обратную совместимость, а SSM-накопители NVMe значительно выиграют от его преимуществ

Что касается вычислительных графических процессоров, ограничения пропускной способности PCIe 3.0 уже побудили Nvidia разработать собственное межсоединение NVLink. Следовательно, в PCI Express 4.0 и более поздних версиях PCI-SIG стремится вернуться к более нормальной частоте, особенно с учетом того, что в настоящее время устранены некоторые основные технические препятствия, чтобы обеспечить более высокие скорости передачи данных через стандарт PCIe 4.0. Другим аспектом является характер организации. PCI-SIG насчитывает почти 800 компаний-членов, из которых ежегодно выбирают совет директоров; На 2017–2018 годы в состав Совета директоров входят представители AMD, Intel и Nvidia. Разрабатывая и поддерживая открытые спецификации PCI, участники сотрудничают в технических комитетах и ​​рабочих группах, представляя и анализируя изменения в спецификациях. Некоторые из последних работ PCI-GIS оптимизируются в этом процессе.

Как только спецификации будут окончательно оформлены, участники должны пройти тестирование совместимости и соответствия продуктов на одном из многочисленных семинаров по соответствию PCI-GIS в течение года, чтобы продукт был добавлен в Список Интеграторы, которые OEM-производители и системные интеграторы используют для выбора оборудования. Для PCIe 4.0 компания PCI-SIG впервые провела предварительные семинары по соблюдению, используя предыдущую версию 0.9, но только на предварительном уровне «FYI Test». В остальное время года PCI-SIG предложит FYI PCIe 4.0 Testing на семинарах по соответствию; PCIe 4.0 в настоящее время не указан в Официальной программе соответствия или в списке интеграторов.

Как и в предыдущих итерациях PCIe, PCIe 4.0 обладает обратной совместимостью, а карты PCIe 1.x, 2.x и 3.x соответствуют слотам PCIe 4.0 и работают нормально. PCIe 4.0 также поддерживает 128b / 130b кодировку PCIe 3.0, которая будет продолжать использоваться в PCIe 5.0. Среди других улучшений, различные функции более актуальны для дизайнеров и разработчиков, чем для конечных пользователей. По мере увеличения скорости передачи данных увеличивается производительность и ухудшается целостность сигнала.

Более высокая производительность

Имея это в виду, PCIe 4.0 предлагает запас по полосе на приемнике PHY, где контроллер PCIe получает информацию о запасе по электричеству от каждой полосы PCIe для измерения допуска к изменению. PCIe 4.0 также имеет расширенные метки и кредиты, функции, которые работают вместе для маскировки задержки и обеспечения полного насыщения полосы пропускания. Другие улучшения включают снижение общей задержки системы, виртуализацию ввода-вывода и интеграцию с платформой, а также добавленную масштабируемость пропускной способности / пропускной способности, а также повышение надежности, доступности и возможностей емкости. сервис (РАН).

В то время как игровые видеокарты являются наиболее заметным устройством PCIe для потребителей, дополнительные издержки пропускной способности PCIe вряд ли повлияют на игровую производительность, по крайней мере, сразу. Однако, учитывая ограниченный объем доступной пропускной способности PCIe для большинства потребительских процессоров, это также будет иметь большое значение для ослабления давления, связанного с тем, что комбинация графических процессоров, NVMe SSD и сетей 10GigE может быть расположена на пропускная способность системы ввода / вывода. Что также может иметь значение, так это более высокая мощность вторичных разъемов.

Что касается решений для поставщиков PCIe 4.0, Synopsys и Cadence, среди прочего, разрабатывают или предлагают драйверы PHY и 16 GT / s, средства проверки и многие другие приложения. IBM POWER9 имеет соединения PCIe 4.0, а Intel Falcon Mesa FPGA 10nm поддерживает PCIe 4.0 в качестве встроенного IP-блока через EMIB. Между тем AMD предлагает поддержку PCIe 4.0 с новыми Radeon Instinct MI50 и MI60. Также ожидается, что Navi и Zen 2 будут поддерживать PCI Express 4.0.

В следующей таблице приведены наиболее важные функции различных версий PCI Express на сегодняшний день:

версия	введение	Переезд по полосе	Ширина полосы
× 1	× 2	× 4	× 8	× 16
1, 0	2003	2, 5 ГТ / с	250 МБ / с	0, 50 ГБ / с	1, 0 ГБ / с	2, 0 ГБ / с	4, 0 ГБ / с
2, 0	2007	5, 0 ГТ / с	500 МБ / с	1, 0 ГБ / с	2, 0 ГБ / с	4, 0 ГБ / с	8, 0 ГБ / с
3.0	2010	8, 0 ГТ / с	984, 6 МБ / с	1, 97 ГБ / с	3, 94 ГБ / с	7, 88 ГБ / с	15, 8 ГБ / с
4, 0	2017	16, 0 ГТ / с	1969 МБ / с	3, 94 ГБ / с	7, 88 ГБ / с	15, 75 ГБ / с	31, 5 ГБ / с
5.0	Ожидается в Q2 2019	32, 0 ГТ / с	3938 МБ / с	7, 88 ГБ / с	15, 75 ГБ / с	31, 51 ГБ / с	63, 0 ГБ / с

На этом мы завершаем нашу статью о протоколе PCI Express 4.0, и мы надеемся, что он помог вам лучше понять важность этой новой версии наиболее широко используемого высокоскоростного интерфейса на сегодняшний день.

Источник в Википедии