PCI Express 5.0: новый стандарт максимальной производительности

Интерфейс PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) – один из самых важных интерфейсов для подключения к вычислительным устройствам таких компонентов, как графические процессоры, твердотельные накопители и карты захвата. В последние месяцы PCIe 5.0 все чаще встречается в современных материнских платах и твердотельных накопителях, а новый стандарт позволил значительно повысить производительность интерфейса PCI Express 4-го поколения.

Но действительно ли разница в скорости передачи данных, пропускной способности и частоте делает переход от PCIe Gen 4 целесообразным для рядового потребителя? О шине PCI Express 5.0 нужно многое прояснить, поэтому вот что вам нужно знать о новейшей высокоскоростной шине расширения.

Что такое интерфейс PCIe 5.0 ?

PCIe 5.0 или Gen 5 – это новый стандарт PCIe, который, по сути, обеспечивает вдвое большую пропускную способность по сравнению с PCIe 4.0 или Gen 4. Это повышает производительность практически всех периферийных устройств PCIe, включая SSD и в некоторой степени видеокарты. Материнские платы AMD AM5 и Intel LGA 1700 в той или иной степени поддерживают стандарт PCIe 5.0.

Что касается компонентов, то многие твердотельные накопители PCIe 5.0 начнут появляться с середины 2023 года, а вот графические процессоры PCIe 5.0 пока не встречаются. Чтобы использовать PCIe 5.0, оба периферийного устройства должны поддерживать PCIe 5.0. Если на вашей материнской плате есть шина PCI Express 5.0 (PCIe 5.0), но вы используете SSD с шиной PCIe 4.0 (или наоборот), накопитель будет работать на скорости PCIe 4.0.

Кстати, вы наверняка слышали о блоках питания PCIe 5.0, но вам может быть интересно, что это значит, поскольку блоки питания обеспечивают питание и не имеют никакого отношения к фактической передаче данных. Спецификации PCIe 5.0 и рекомендации для устройств, которые их используют, – это новые блоки питания ATX 3.0 и определяют, как должны работать новые 16-контактные кабели 12VHPWR. По сути, вам нужно знать, что для питания устройства PCIe 5.0 не нужен блок питания PCIe 5.0 – маркировка PCIe 5.0 означает, что у него есть собственный 16-контактный разъем с таким стандартом.

PCIe Gen 5 против PCIe Gen 4

PCIe Gen 4 – это текущий стандарт, поддерживаемый большинством процессоров и материнских плат, и хотя он впечатлял, когда только появился, его производительность начинает становиться уязвимым местом. Например, большинство SSD накопителей выполнены в форм-факторе M.2 NVMe, что означает, что они могут использовать только четыре канала связи. При скорости PCIe 4.0 устойчивая передача данных составляет 8 ГБ/с, и самые быстрые SSD, которые вы можете купить, приближаются к этому пределу в 8 ГБ/с PCIe 5.0 Твердотельные накопители работают вдвое быстрее – 16 ГБ/с. Пропускная способность 32-канальных устройств PCIe 5.0 составляет 128 ГБ/с, что намного быстрее, чем у устройств, использующих старые версии PCIe.

Так стоит ли переходить на компоненты PCIe 5.0? В конечном итоге продукты оцениваются по тому, что они могут делать на практике, а не по тому, что они могут делать в теории. Нельзя отрицать, что PCIe 5.0 существует для разработки более быстрых устройств, но PCIe 5.0 не делает видеокарту или SSD диск сразу же намного лучше. Особенно это касается графических процессоров, которые, как правило, уже имеют более чем достаточную пропускную способность, поэтому маловероятно, что PCI Express 5.0 изменит правила игры для видеокарт. Ведь даже лучшие графические процессоры RTX 4090 не нуждаются в такой пропускной способности.

Однако шумиха вокруг твердотельных накопителей PCIe 5.0 определенно оправдана. Ведь увеличенная пропускная способность позволяет повысить скорость последовательного чтения и записи, что очень важно при работе с большими файлами. Блогеры в интернете провели обзор нескольких твердотельных накопителей PCIe Gen 5, включая Crucial T700 и Seagate FireCuda 540, и оба они показали лучшие результаты, чем топовые модели PCIe Gen 4, такие как Samsung 990 Pro.

Пожалуй, самым важным моментом при переходе на PCIe 5.0 является тот факт, что требуется совместимая материнская плата, а поддерживаются только материнские платы AMD 600-й серии (для процессоров Ryzen 7000) и Intel 600-й и 700-й серий (для 12-го и 13-го поколения процессоров). Чтобы использовать устройства PCIe 5.0, необходимо обновить материнскую плату, процессор и даже оперативную память. Разные материнские платы имеют разный уровень поддержки PCIe 5.0, а платы с большим количеством слотов PCIe 5.0 стоят очень дорого.

Также необходимо учитывать тепловое воздействие новых твердотельных накопителей PCIe Gen 5, представленных на рынке, поскольку для них требуются огромные радиаторы и даже активные системы охлаждения, такие как Corsair MP700 Pro SSD. Использование таких SSD не является обязательным условием, так как радиаторы не обязательны, но это хороший индикатор того, что может произойти в будущем.

Это делает более выгодным использование платформ с PCIe 4.0 или даже 3.0. Они также позволяют более старым платформам с PCIe Gen 4 получить более высокую производительность от своих ПК и почти наверняка приведут к росту цен за гигабайт до тех пор, пока твердотельные накопители PCIe 5.0 не станут массовыми.

Когда выйдет PCIe 5.0 ?

Стандарт PCI Express 5.0 был выпущен в 2019 году, и, к счастью, устройства, совместимые с PCIe 5.0, уже начали появляться на рынке, по крайней мере в сегменте SSD дисков. Такие накопители, как MSI Spatium M570, могут использовать преимущества быстрой скорости передачи данных PCIe Gen 5 для своих рабочих нагрузок и это очень хорошие продукты для профессионалов. К сожалению, одних SSD недостаточно для продвижения нового стандарта PCIe 5.0, и ситуация с видеокартами с таким же интерфейсом остается довольно сложной.

В настоящее время даже самые быстрые видеокарты от Intel, AMD и Nvidia по-прежнему используют устаревший стандарт PCIe 4.0. Конечно, их можно подключать к материнским платам PCIe Gen 5, но они все равно не смогут воспользоваться преимуществами более высоких скоростей нового интерфейса. К счастью, ходят слухи, что будущие графические процессоры Nvidia RTX 5000 будут поддерживать PCIe 5.0. Однако пока они не появятся в 2025 году, им придется обходиться старыми интерфейсами PCIe Gen 4.

Вот почему PCIe 4.0 не исчезнет в ближайшее время. Даже нынешнее поколение материнских плат высокого класса не на 100% совместимы с PCIe 5.0, а большинство материнских плат среднего класса используют PCIe 4.0. Пройдет некоторое время, прежде чем PCIe 5.0 станет мейнстримом. Разъема PCIe 6.0 практически не существует на данный момент. Поэтому мы, вероятно, увидим появление устройств PCIe 6.0, как только это произойдет.

Говоря о PCIe 6.0, можно задаться вопросом, когда он появится: если график внедрения PCIe 5.0 является каким-то показателем, то PCIe 6.0 должен появиться примерно в 2025 или 2026 году. Это, вероятно, означает, что материнские платы AM5 не увидят PCIe 6.0. А что касается Intel, то возможно, что PCIe 6.0 будет представлен в следующем сокете компании, но если Intel будет придерживаться своего графика выпуска новых процессоров и материнских плат каждый год, то, скорее всего, компания Intel внедрит этот разъем в свой новый сокет.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Что такое PCI Express (PCIe)?

Ответ: Peripheral Component Interconnect Express – это интерфейс, который соединяет высокоскоростные компоненты с вычислительными устройствами. Каждая материнская плата имеет различное количество слотов PCIe и используется для подключения периферийных устройств PCIe, таких как видеокарты, твердотельные накопители и карты захвата PCIe 1.0 был представлен в 2003 году и в конечном итоге заменил AGP в качестве наиболее распространенного соединения для графических процессоров 2011 года. В 2012 году PCIe стал основой для интерфейса NVMe (Non-Volatile Memory Express), используемого в основном для твердотельных накопителей PCIe 5.0 – это пятое поколение межсоединений PCIe.

Вопрос: Каковы различные конфигурации слотов PCIe?

Ответ: Слоты PCIe бывают разных размеров (дорожек): x1, x4, x8, x16 и, очень редко, x32. Цифра после “x” указывает на количество дорожек в слоте PCIe. Например, слот PCIe x4 имеет четыре дорожки.

Вопрос: Можно ли вставлять в слоты Gen 5 старые периферийные устройства, совместимые с PCIe 4.0?

Ответ: Да, слоты PCIe 5 обратно совместимы, и в новые слоты можно вставлять периферийные устройства старого поколения. Однако соединение работает на скорости самого медленного устройства, поэтому твердотельные накопители PCIe 4.0 будут работать только на скорости PCIe 4.0, даже в слотах с поддержкой PCIe 5.0.

Вопрос: Какова максимальная пропускная способность PCIe 5.0?

Ответ: Пропускная способность PCIe 5.0 составляет 3,94 гигабайта в секунду на дорожку – примерно 63 ГБ/с для 16-полосных устройств (например, таких как графических процессоров) и 16 ГБ/с для 4-полосных устройств (например, твердотельных накопителей).