PCIe 4.0 matične ploče tek se sada počinju isporučivati ​​kupcima, ali to ne usporava razvoj ovog ključnog standarda perifernih veza. PCIe 6.0 je već na stolu, s konkretnim poboljšanjima u odnosu na trenutni vrhunski standard.

Budući da PCIe postaje temeljni u računalima svih oblika i veličina, vrijedi razgovarati o tome što je PCIe , za što se koristi i što će novi PCIe 6.0 nuditi u budućnosti.

Osnove PCIe

PCIe je skraćenica od Peripheral Component Interconnect Express . Neki od naših čitatelja koji su već neko vrijeme oko računala mogli bi se sjećati starog PCI standarda, ali PCIe je prema originalnom PCI standardu kao što je borbeni avion za papirnati avion.

PCIe je i protokol i standard fizičke hardverske veze. Najčešći standard PCIe hardverske veze je utor za proširenje matične ploče. Na ove utore spajate kartice za proširenje, a komunikacija se odvija preko spojnih pinova. Međutim, moguće je slati signale PCIe protokola preko drugih vrsta veza.

NVME SSD-ovi koji koriste M.2 konektor mogu koristiti PCIe , a čini se da se to ne razlikuje od računala od SSD - a spojenog preko standardnog PCIe utora. Thunderbolt 3 i 4 standardi također podržavaju slanje PCIe signala putem kabela. Ovako su mogući eGPU^(eGPUs) -ovi (vanjske grafičke kartice).

PCIe uređaji šalju podatke na serijski način, ali preko više paralelnih traka. x16 PCIe utor na matičnoj ploči računala može smjestiti šesnaest podatkovnih kanala odjednom. PCIe također nudi x8, x4 i x1 utore. Općenito, grafičke kartice koriste x16 utor jer im je potrebna što veća propusnost. Dok su sporiji utori obično fizički kraći, uobičajeno je da duljina x16 osim primarnog bude x8.

PCIe kartice nude kompatibilnost unatrag i unakrsnu kompatibilnost, tako da možete staviti x4 karticu u bilo koji PCIe utor koji će je fizički smjestiti. Samo ćete potrošiti sve PCIe trake koje x4 kartica ne koristi. Isto vrijedi i za korištenje PCIe 5.0 kartice u, na primjer, 4.0 utoru. Radit će, ali će biti ograničeno na najmanji zajednički nazivnik.

Tko odlučuje o PCIe standardu?

PCI Express standard je osmislila i odobrila PCI Special Interest Group ( PCI-SIG ), konzorcij s članovima iz elektroničke i računalne industrije koji su zainteresirani za tehnologiju.

PCI-SIG je osnovan 1992. godine kao grupa sa zadaćom pomoći proizvođačima računala da ispravno implementiraju Intel PCI standard. Danas je to neprofitna organizacija s preko 800 članova.

PCI - SIG^(PCI-SIG) ploča ima AMD , ARM , Dell , IBM , Intel , Nvidia , Qualcomm i više članova. Možda ćete prepoznati ova imena kao glavne proizvođače računalnih uređaja, a zajednički standard znatno olakšava njihov rad, a da ne spominjemo živote njihovih kupaca!

Za što se koristi PCIe?

Već smo gore spomenuli kartice za proširenje i SSD^(SSDs) -ove, tako da vjerojatno imate opću ideju o upotrebi PCIe-a.

PCIe standard povezuje gotovo^(PCIe) svaki vanjski periferni uređaj koji možete zamisliti. Nudi mnogo širu propusnost od USB -a , osobito kada se gleda na više traka. PCIe također pruža izravan put do CPU -a , što ga čini savršenim za aplikacije velike brzine i niske latencije.

Moderni GPU-ovi^{(Modern GPUs)} koriste šesnaest traka  PCIe propusnosti kako bi maksimizirali svoje performanse, ali nije svakom perifernom uređaju potrebna tolika propusnost. Najnoviji PCIe 4.0 SSD^(SSDs) -ovi koriste “samo” četiri trake, ali to je dovoljno da se SATA standard izbaci iz vode. Dok SATA dostiže 600 MB/s , vrhunski PCIe 4.0 diskovi mogu se kretati više od 7000 MB/s .

PCIe kartice za proširenje također prihvaćaju zvučne kartice^{(sound cards)} , kartice za snimanje videa, 10Gb Ethernet adapter, WiFi 6 kartice,  Thunderbolt ili USB kontrolere i još mnogo toga. Periferni uređaji koji su integrirani u matičnu ploču vašeg računala također koriste PCI Express . Samo što je ožičenje trajno, a ne u obliku utora.

Kako se PCIe 6.0 ^{(Does PCIe 6.0)} poboljšava^(Improve) u odnosu na PCIe 5.0 ?

Poboljšanje naslova obično je veliki skok u brzini podataka sa svakom PCIe revizijom. To je količina informacija koja se može premjestiti po autobusu svake sekunde.

U tom odjelu PCIe 6.0 ne razočarava. U potpunosti udvostručuje već ogromnu brzinu prijenosa podataka PCIe 5.0 s 32 Gigaprijenosa u sekundi ( GT/s ) na 64 GT/s po traci. Dok bi PCIe 5.0^{(Whereas PCIe 5.0)} mogao pomaknuti 63 gigabajta^(Gigabytes) u sekundi ( GB/s ), 6.0 se može pomaknuti do 128 GB/s . To je preko x16 veze, s više manjih veza koje se smanjuju. To znači da x8 PCIe 6.0 utor sada ima jednake performanse kao i x16 5.0 utor.

To stvara dosta prostora za buduće GPU^(GPUs) -ove i ultra-brza rješenja za pohranu. Da ne spominjemo nevjerojatan opseg za vanjske uređaje povezane putem PCIe ili kartica za proširenje koje nude Thunderbolt i USB 4 .

Nove značajke u PCI Express 6.0

Napraviti tako monumentalan skok u izvedbi u jednoj generaciji nije bilo lako. Da bi postigli ove brojke, PCI-SIG inženjeri su morali razviti nekoliko inovativnih novih načina za pomicanje elektrona.

PAM4 signalizacija^{(PAM4 Signaling)}

Vrlo^(Quite) je moguće da je najznačajnija promjena s PCIe 6.0 u usporedbi s prethodnim generacijama sučelja način na koji se podaci kodiraju. 

PCI Express 6.0 koristi PAM4 , što je skraćenica za  Pulse Amplitude Modulation s četiri razine. ^{( Pulse Amplitude Modulation with four levels.)}Ako znate nešto o električnim valnim oblicima, znat ćete da je “amplituda” vala koliko je vrh vala udaljen od osnovne linije.

Starije NRZ ( non-return-to-zero ) PCIe kodiranje imalo je samo dvije razine amplitude po impulsu tijekom ciklusa takta. PCIe 6 udvostručuje to na četiri, povećavajući količinu podataka kodiranih sa svakim ciklusom. 

Ispravljanje naprijed grešaka (FEC)^{(Forward Error Correction (FEC))}

Dok PAM4 metoda kodiranja pruža značajno povećanje brzina, također pruža veliko povećanje bitnih pogrešaka. Drugim riječima, umjesto nule na odredište stiže jedan, i obrnuto.

Za borbu protiv toga, PCIe 6.0 ima novu značajku Forward Error Correction , koja provjerava da li podaci dolaze kamo bi trebali ići bez oštećenja, uz pomoć robusne implementacije CRC ( Ciclic Redundancy Check^{(Cyclic Redundancy Check)} ).

Jedna opasnost od dodavanja više koraka ispravljanja pogrešaka u cjevovod je da ćete dodati više kašnjenja. Dodatna^(Additional) latencija je sve veća zabrinutost s raznim komponentama računala velike brzine. Iako mogu premještati sve više i više podataka, potrebno im je više vremena da reagiraju na zahtjev za podacima, što može uzrokovati probleme.

FEC je dizajniran za dodavanje ne više od dvije nanosekunde latencije u usporedbi s prethodnim verzijama PCIe , što je mali dio dodatne latencije koju nitko ne može otkriti.

FLIT način rada^{(FLIT Mode)}

FLIT način rada bio je još jedna mjera uvedena za poboljšanje ispravljanja pogrešaka u PCIe 6.0 . Organizira podatke u jedinice ujednačene veličine pomoću namjenske jedinice za kontrolu protoka. Ovo je potrebno za provjeru paketa na greške jer možete primijeniti algoritam na svaki paket podataka i provjeriti daje li paket još uvijek rezultat kada stigne na drugi kraj cjevovoda.

Stvar je u tome što se ispostavilo da FLIT način rada također donosi značajna poboljšanja učinkovitosti na drugim mjestima. Pomaže u smanjenju kašnjenja, čini korištenje propusnosti učinkovitijom i omogućuje PCIe 6.0 da ukloni veći dio troškova kodiranja iz prethodnih verzija. Dakle, iako PAM4 dodaje do 2ns latencije, FLIT način rada štedi na kašnjenju u drugim područjima.

L0p način rada^{(L0p Mode)}

Jedna zanimljiva značajka u PCIe 6.0 je L0p način rada. Ovaj način rada smanjuje broj traka koje periferna jedinica koristi za slanje i primanje podataka. Dakle, ako vaše prijenosno računalo radi na bateriju, a GPU -u ne treba 16 traka za obavljanje svog trenutnog posla, smanjit će se na korištenje samo broja traka koje mu je potrebno, štedeći električnu energiju povećanjem energetske učinkovitosti.

Trebate li čekati PCIe 6.0?

Ako uskoro razmišljate o kupnji ili izradi novog računala, trebate li pričekati da se prve pojave PCIe 6.0 matične ploče? ^{(PCIe 6.0)}Uvijek je primamljivo pokušati izgraditi računalo otporno na budućnost. Što ako se pojavi novi GPU ili SSD koji treba PCIe 6.0 da bi postigao svoj puni potencijal?

Kratak odgovor na ovo pitanje je da ne morate brinuti o čekanju na PCIe 6.0 . U vrijeme pisanja ovog teksta, PCIe 5.0 matične ploče tek su se počele uvoditi potrošačima, a čak ni najmoderniji trenutni GPU^(GPUs) -ovi nisu ni blizu potrebe za PCIe 5.0 .

U mjerilima^(benchmarks) koja uspoređuju vodeće kartice poput RTX 3080 ili RTX 3090 koje rade na PCIe 3.0 i 4.0, razlika u performansama bila je negdje između ništa i 3%. Da, tako je. Tek sada dolazimo do granica PCIe 3.0 , i to samo s najskupljim GPU-ovima^(GPUs) na planeti. Ne brinite se — barem ne nekoliko godina. 

Zapamtite^(Remember) da je PCI-SIG objavio svoju konačnu PCIe specifikaciju za verziju 6.0 samo na papiru. Iako se konačna specifikacija neće promijeniti, proći će neko vrijeme prije nego što vidimo mnogo hardvera koji to podržava, barem u potrošačkom prostoru.

PCIe 6.0 danas ima ^{(PCIe 6.0)} prednosti podatkovnih^{(Benefits Data)} centara

To ne znači da PCIe 6.0 već nekome nije koristan. U divovskim podatkovnim centrima svi se oslanjamo na usluge temeljene na oblaku, svaki dodatni dio propusnosti je dragocjen. Unutar tih polica s računalima pronaći ćete sustave s desecima ili stotinama CPU jezgri i nizovima brzih SSD memorija. Poboljšanja PCIe propusnosti će odmah pomoći da se skine pritisak s tih napregnutih podatkovnih cijevi.

Toliko veća propusnost znači da bi aplikacije za umjetnu inteligenciju i strojno učenje mogle analizirati više podataka u kraćem vremenu. To implicira da HPC ( High-Performance Computing ) aplikacije koje obavljaju složen posao u znanosti, inženjerstvu i fizici mogu proširiti svoje horizonte.

Čak i IoT ( Internet of Things ) sustavi koji šalju poplavu podataka u podatkovne centre za obradu u stvarnom vremenu imat će velike koristi od dodatne propusnosti.

Što dolazi nakon PCI Express 6.0?

PCIe tehnologija bit će prisutna još dugo, osim ako netko ne izumi tehnologiju perifernog međusobnog povezivanja koja je radikalno bolja. Tvrtke poput Intela^(Intel) , AMD -a i Applea^(Apple) rade uzbudljive stvari s povezanim tehnologijama između čipova unutar svojih procesorskih paketa. S procesorima^(CPUs) poput AMD - ovog Ryzena^(Ryzen) i Intelovog ^(Intel)Alder Lakea^{(Alder Lake)} koji su do škrga napunjeni CPU jezgrama, trebaju premjestiti ogromnu količinu podataka. Sigurni smo da PCI-SIG može naučiti nekoliko stvari iz onoga što se događa unutar ovih procesora.

What Is PCIe 6.0 and How Is It Different?

PCIe 4.0 motherboards are only now starting to ship to customerѕ, but that’s nоt slowing down the dеvelopment of this сruсial periphеral cоnnections standard. PCIe 6.0 is already on the table, with concrete improvements over the current cutting-edge standard.

Since PCIe is becoming fundamental in computers of all shapes and sizes, it’s worth talking about what PCIe is, what it’s used for, and what the new PCIe 6.0 will offer in the future.

The Basics of PCIe

PCIe is short for Peripheral Component Interconnect Express. Some of our readers who’ve been around computers for a while might remember the old PCI standard, but PCIe is to the original PCI standard as a fighter jet is to a paper airplane.

PCIe is both a protocol and a physical hardware connection standard. The most common PCIe hardware connection standard is the motherboard expansion slot. You connect expansion cards to these slots, and communication happens over the connecting pins. However, it’s possible to send PCIe protocol signals over other types of connections.

NVME SSDs using the M.2 connector can use PCIe, and this seems no different to the computer from an SSD connected through a standard PCIe slot. The Thunderbolt 3 and 4 standards also support sending PCIe signals over a cable. This is how eGPUs (external graphics cards) are possible.

PCIe devices send data in a serial fashion but across multiple, parallel lanes. An x16 PCIe slot on a computer’s motherboard can accommodate sixteen data channels at once. PCIe also offers x8, x4, and x1 slots. In general, graphics cards use the x16 slot because they need as much bandwidth as possible. While slower slots are usually physically shorter, it’s common for x16-length besides the primary one to be x8.

PCIe cards offer backward compatibility and cross-compatibility, so you can stick an x4 card in any PCIe slot that will physically accommodate it. It’s just that you’ll waste any PCIe lanes the x4 card doesn’t use. The same goes for using a PCIe 5.0 card in, for example, a 4.0 slot. It will work but be limited to the lowest common denominator.

Who Decides on the PCIe Standard?

The PCI Express standard is designed and approved by the PCI Special Interest Group (PCI-SIG), a consortium with members from the electronics and computer industry with a vested interest in the technology.

PCI-SIG was founded in 1992 as a group tasked with helping computer manufacturers correctly implement the Intel PCI standard. Today it’s a nonprofit organization with over 800 members.

The PCI-SIG board has AMD, ARM, Dell, IBM, Intel, Nvidia, Qualcomm, and more members. You might recognize these names as major computing device manufacturers, and having a shared standard makes their work much easier, not to mention the lives of their customers!

What Is PCIe Used For?

We’ve already mentioned expansion cards and SSDs above, so you’ve probably got a general idea of PCIe’s uses.

The PCIe standard connects just about any external peripheral device you can imagine. It offers a much wider bandwidth than USB, especially when looking at multiple lanes. PCIe also provides a direct path to the CPU, making it perfect for high-speed, low-latency applications.

Modern GPUs use sixteen lanes of  PCIe bandwidth to maximize their performance, but not every peripheral needs that much bandwidth. The latest PCIe 4.0 SSDs use “only” four lanes, but that’s enough to blow the SATA standard clear out of the water. While SATA tops out at 600 MB/s, high-end PCIe 4.0 drives can move more than 7000 MB/s.

PCIe expansion cards also accommodate sound cards, video capture cards, 10Gb Ethernet adapter, WiFi 6 cards,  Thunderbolt or USB controllers, and more. Peripherals that are integrated into your computer’s motherboard also use PCI Express. It’s just that the wiring is permanent and not in the form of a slot.

How Does PCIe 6.0 Improve on PCIe 5.0?

The headline improvement is usually a big leap in the data rate with every PCIe revision. That’s the amount of information that can be moved across the bus each second.

In that department, PCIe 6.0 does not disappoint. It fully doubles the already tremendous data transfer rate of PCIe 5.0 from 32 Gigatransfers per second (GT/s) to 64 GT/s per lane. Whereas PCIe 5.0 could shift 63 Gigabytes per second (GB/s), 6.0 can move up to 128 GB/s. That’s over an x16 connection, with more minor connections scaling down. It means an x8 PCIe 6.0 slot now has as much performance as an x16 5.0 slot.

This creates plenty of headroom for future GPUs and ultra-fast storage solutions. Not to mention incredible scope for external devices connected via PCIe or expansion cards that offer Thunderbolt and USB 4.

New Features in PCI Express 6.0

Making such a monumental performance leap in a single generation wasn’t easy. To achieve these numbers, the PCI-SIG engineers had to develop a few innovative new ways to move electrons around.

PAM4 Signaling

Quite possibly, the most significant change with PCIe 6.0 compared to previous generations of the interface is how data is encoded. 

PCI Express 6.0 uses PAM4, which is short for  Pulse Amplitude Modulation with four levels. If you know anything about electrical waveforms, you’ll know that the “amplitude” of the wave is how far the wave’s crest is from the baseline.

Older NRZ (Non-return-to-zero) PCIe encoding only had two amplitude levels per pulse during a clock cycle. PCIe 6 doubles that to four, increasing the amount of data encoded with each cycle. 

Forward Error Correction (FEC)

While the PAM4 encoding method provides a significant boost to speeds, it also provides a big boost to bit errors. In other words, one arrives at its destination instead of a zero, and vice versa.

To combat this, PCIe 6.0 has a new Forward Error Correction feature, which checks to make sure data is getting where it should go without getting corrupted, with the help of a robust CRC (Cyclic Redundancy Check) implementation.

One danger of adding more error correction steps into the pipeline is that you’ll add more latency. Additional latency has been a growing concern with various high-speed computer components. Although they can shift more and more data, they take longer to react to a request for data, which can cause issues of its own.

FEC has been designed to target adding no more than two nanoseconds of latency compared to previous versions of PCIe, which is a tiny bit of extra latency no human can detect.

FLIT Mode

FLIT mode was another measure introduced to improve error correction in PCIe 6.0. It organizes data into units of uniform size using a dedicated onboard flow control unit. This is necessary to check packets for errors since you can apply an algorithm to each data packet and check if the packet still gives the result when it reaches the other end of the pipeline.

The thing is, it turns out that FLIT mode also brings significant efficiency gains in other places. It helps lower latency, makes bandwidth usage more efficient, and lets PCIe 6.0 do away with much of the encoding overhead from previous versions. So although PAM4 adds up to 2ns of latency, FLIT mode saves on latency in other areas.

L0p Mode

One interesting feature in PCIe 6.0 is L0p mode. This mode reduces the number of lanes a peripheral uses to send and receive data. So if your laptop is running on battery power and the GPU doesn’t need 16-lanes to do its current job, it will drop down to only using the number of lanes it needs, saving electricity by increasing power efficiency.

Should You Wait for PCIe 6.0?

If you’re thinking about buying or building a new computer soon, should you wait for PCIe 6.0 motherboards to come out first? It’s always tempting to try and build a futureproof computer. What if a new GPU or SSD comes out that needs PCIe 6.0 to reach its full potential?

The short answer to this question is that you don’t have to worry about waiting for PCIe 6.0. At the time of writing, PCIe 5.0 motherboards have only started rolling out to consumers, and even the most high-end current GPUs are nowhere near needing PCIe 5.0.

In benchmarks comparing flagship cards like the RTX 3080 or RTX 3090 running on PCIe 3.0 and 4.0, the difference in performance was somewhere between nothing and 3%.  Yes, that’s right. We are only now reaching the limits of PCIe 3.0, and that’s only with the most expensive GPUs on the planet. Don’t sweat it—at least not for a few years. 

Remember that PCI-SIG has only published their final PCIe specification for version 6.0 on paper. While the final specification won’t change, it will be some time before we see much hardware that supports it, at least in the consumer space.

PCIe 6.0 Benefits Data Centers Today

That’s not to say PCIe 6.0 isn’t beneficial to someone already. In the giant data centers, we all rely on cloud-based services, every extra bit of bandwidth is precious. Inside those racks of computers, you’ll find systems with dozens or hundreds of CPU cores and arrays of high-speed SSD storage. The improvements in PCIe bandwidth will immediately help take the pressure off those straining data pipes.

Having so much more bandwidth means that AI and machine learning applications could analyze more data in less time. It implies that HPC (High-Performance Computing) applications that do complex work in science, engineering, and physics can broaden their horizons.

Even IoT (Internet of Things) systems that send a flood of data to data centers to process in real-time will benefit massively from the additional bandwidth.

What Comes After PCI Express 6.0?

PCIe technology will be around for a long time unless someone invents a peripheral interconnect technology that’s radically better. Companies like Intel, AMD, and Apple are doing exciting things with the related technologies between chips inside their processor packages. With CPUs like AMD’s Ryzen and Intel’s Alder Lake stuffed to the gills with CPU cores, they need to move a tremendous amount of data. We’re sure the PCI-SIG can learn a few things from what’s happening inside these processors.

Related posts

• Što je Wi-Fi 7 i po čemu se razlikuje?

• Ovisnost o internetu i društvenim mrežama

• Ne mogu se spojiti na Xbox Live; Riješite problem s Xbox Live Networkingom u sustavu Windows 10

• Besplatni alati za bežično umrežavanje za Windows 10

• Alat za simulaciju mreže Cisco Packet Tracer i njegove besplatne alternative

• Što je CDN i zašto je jedan bitan ako posjedujete domenu?

• HDG objašnjava: Što je računalni priključak i za što se koriste?

• Pristupna točka u odnosu na usmjerivač: koje su razlike?

• Recenzija knjige - Referenca za stolne višenamjenske mreže za kućno umrežavanje za lutke

• Kako funkcionira automatsko prebacivanje HDMI-ja

• Što učiniti sa starim usmjerivačem: 8 sjajnih ideja

• Što je vatrozid i koja je njegova svrha?

• Što je oblak i kako ga najbolje iskoristiti

• Kako postaviti NAS (mrežna pohrana)

• Što je Localhost i kako ga možete koristiti?

• Kako Firefoxova poboljšana zaštita od praćenja sprječava da vas web stranice špijuniraju

• Kako koristiti Xbox Networking u sustavu Windows 10, da provjerite svoju vezu s Xbox Liveom

• Kako izbjeći i riješiti DNS prekide

• 5 načina da osigurate svoj WiFi

• Kako onemogućiti umrežavanje u Windows Sandboxu u sustavu Windows 10