PCI Express 4.0: Brzina i potreba

Dve godine nakon predstavljanja specifikacija, PCI Express 4.0 doživljava premijeru s novim AMD X570 čipsetom. Da li je protok zaista porastao sa 32 na 64 GB/s i šta takav skok znači za performanse čitavog sistema?

PC interfejsi se ne razvijaju baš brzo. Najveći motiv za razvoj su foto‑realistične igre, a za to je potrebna napredna „fizika“, VR, ray‑tracing… sve su to tehnologije koje zahtevaju izuzetno jak hardver. Taj hardver treba nekako povezati – najmoćnija grafička kartica na svetu vam neće pomoći ako je komunikacija kartice s procesorom spora. Snaga je (i) u matičnoj ploči, a mesto na kom „guma sreće put“ jeste PCI Express slot – interfejs koji omogućava da grafička kartica komunicira s drugim komponentama sistema.

Dve godine nakon predstavljanja novih specifikacija, PCI Express 4.0 doživljava tržišnu premijeru s novim AMD X570 čipsetom. PCI SIG, grupa zadužena za razvoj i održavanje standardizovanog pristupa perifernim komponentama, gotovo istovremeno je objavila PCI Express 5.0 specifikacije.

Kada je reč o implementaciji PCI Express 4.0 standarda u nove čipsetove, za sada od konkurencije (Intel i NVIDIA) nema ni pisma ni razglednice. AMD je proizvođač koji tržištu nudi ceo komplet najbitnijih komponenata – CPU, čipset i grafike, pa i ne čudi što su Ryzen 3000 serija novih procesora (Matisse) i Radeon RX 5700 serija grafika iskorišćeni kao povod za predstavljanje novog PCIe standarda kroz novi X570 čipset.

Šta je PCI Express 4.0?

Novi PCI Express 4.0 (ili možda već stari, pošto su objavljene specifikacije PCI Express 5.0), predstavlja narednu iteraciju PCIe interfejsa. PCIe je skraćenica od Peripheral Component Interconnect Express i predstavlja standard preko kojeg uređaji (grafičke kartice, M.2 SSD‑ovi, zvučne i Wi‑Fi kartice…) komuniciraju s procesorom. PCIe slotovi dolaze u četiri verzije – x1, x4, x8 i x16, u zavisnosti od toga s koliko linija raspolažu, odnosno koliko protoka omogućavaju. Nova generacija PCIe duplira ukupni protok prethodne generacije sa 32 na 64 GB/s, koliko podržava PCIe 4.0.

Ukoliko želite maksimalno da iskoristite PCIe 4.0 uređaje, moraćete da birate između grafike i PCIe 4.0 x16 kartice sa M.2 SSD‑ovima

AMD je na ovogodišnjem Computex sajmu otišao korak dalje. Javnosti je oslikana moć novog PCIe 4.0 kroz novi Futuremark test u kojem su poređeni novi Ryzen 7 3800X s Radeon RX 5700 grafikom sa PCIe 4.0 interfejsom, naspram Core i9‑9900K i GeForce RTX 2080 Ti sa PCIe 3.0 interfejsom. AMD‑ov PCIe 4.0 sistem imao je 69 odsto bolje performanse! Naravno, Futuremark test je jedno a realna upotreba sasvim druga stvar. Ogromnih 32 GB/s protoka, s koliko sada raspolaže PCIe 3.0, mogu biti usko grlo samo u vrlo specifičnim situacijama, gde bukvalno šaka igrača na svetu može da kaže da njihove potrebe prevazilaze mogućnosti PCIe 3.0.

Višenamenski PCI Express interfejs

Doskora je evolucija PCIe bila rezervisana samo za grafičke kartice i njihove potrebe, ali su se stvari, s pojavom novih, brzih PCIe M.2 SSD‑ova znatno promenile. I upravo su uređaji za skladištenje podataka ono na šta cilja AMD predstavljajući PCIe 4.0 kroz svoj novi čipset i procesore. Gigabyte je na novoj AORUS X570 ploči sa AORUS M.2 PCIe 4.0 SSD‑om postigao sekvencijalne brzine čitanja od 5 GB/s i 4,3 GB/s za upis, što je za trećinu brže od najbržih dostupnih M.2 PCIe 3.0 SSD‑ova danas.

Ako vam sve to ne deluje impresivno, kombinovanjem četiri AORUS M.2 PCIe 4.0 SSD‑a od po 2 TB na jednu PCIe 4.0 x16 karticu, u RAID 0 režimu, Gigabyte‑ovi inženjeri demonstrirali su brzine od 15,3 GB/s za čitanje i 15,5 za sekvencijalni upis podataka. Ako to stavimo u perspektivu s najbržom sličnom demonstracijom, Intel je pre dve godine koristio čak osam M.2 x4 PCIe 3.0 SSD‑ova u RAID 0 na X299 matičnoj ploči i ostvario „samo“ 11,6 GB/s!

Ako vam u fioci sede četiri M.2 x4 PCIe 4.0 SSD‑a na PCIe 4.0 x16 karti i niste sigurni šta ćete s njima, RAID 0 i preko 15 GB/s u oba smera su fantastičan način da ih upotrebite. Sadašnja Ryzen 3000 arhitektura podržava 40 PCIe linija, ali se one ne nalaze u precesoru, već su namenjene celoj platformi. U prevodu, od ukupno 40 linija CPU raspolaže sa 24, od kojih je 16 rezervisano za dodatne kartice (GPU), četiri za M.2 ili druge uređaje i četiri za vezu sa čipsetom. Preostalih 16 PCIe 4.0 linija predviđeno je za čipset.

Kvaka 22

Ukoliko želite maksimalno da iskoristite PCIe 4.0 uređaje, moraćete da birate između grafike i PCIe 4.0 x16 kartice sa M.2 SSD‑ovima. Ako vam u ovom trenutku padne na pamet da predložite korišćenje 16 PCIe 4.0 linija čipseta, samo se setite da upravo taj čipset sa CPU‑om komunicira preko četiri PCIe 4.0 linije. Takođe, tih 16 PCIe 4.0 linija čipset koristi da omogući vezu sa više M.2 slotova, PCIe, SATA i drugim portovima, bez potrebe da se nešto drugo ugasi. Ako ste ikada čitali specifikacije matičnih ploča i PCIe slotova, često ste mogli da naiđete na napomene koje kažu da ako koristite neki PCIe slot, drugi M.2 neće raditi i obratno. Doduše, kada povežete grafičku karticu u PCIe 4.0 x4 slot, i dalje raspolažete sa skoro 16 GB/s protoka, što je ekvivalent PCIe 3.0 u x8 režimu, dakle dovoljno za više od 95 odsto grafičkih kartica na tržištu.

Predstavljanjem podrške za PCIe 4, AMD „cilja“ pre svega na uređaje za skladištenje podataka, dakle M.2 SSD‑ove

AMD nije obezbedio kompatibilnost unazad, iako su neki proizvođači već najavili podršku za PCIe 4.0 na pločama sa PCIe 3.0, kroz ažuriranje BIOS‑a. AMD‑ovi predstavnici su na Computex‑u izjavili da PCIe 4.0 neće biti podržan na matičnim pločama pre X570, te da će 400 i 300 serije biti limitirane na PCIe 3.0. Zvanično objašnjenje glasi da su nove ploče dizajnirane za PCIe 4.0 i da AMD ne može da garantuje PCIe 4.0 funkcionalnost, performanse i stabilnost na starijim modelima, pa se od ove ideje odustalo.

Ukoliko ste imali prilike da gledate neku od demonstracija PCIe 4.0 performansi, verovatno ste uočili da je zajednički imenilac svih uređaja veliki broj hladnjaka, bilo da se radi o matičnoj ploči ili M.2 SSD‑ovima. Matematika je jasna – brzine koje postižu ovi uređaji oslanjaju se na više frekvencije, koje sa sobom nose veće temperature. Novi PCIe 4.0 SSD‑ovi i matične ploče nemaju velike hladnjake zarad upečatljivog stila, već zbog puke potrebe, što je element koji treba uzeti u obzir i prilikom odabira kućišta za mašinu naredne generacije.

PCI Express 4 ili 5

Simultano predstavljanje uređaja sa PCI Express 4.0 podrškom i objavljivanje PCI Express 5.0 specifikacija izazvalo je konfuziju, pa su pojedini korisnici pomislili da će Intel preskočiti PCIe 4.0 i odmah preći na petu generaciju. Teško da je tako nešto moguće – specifikacije za PCIe 4.0 su finalizirane u oktobru 2017, pa smo prve uređaje čekali skoro dve godine. Pravu korist od PCIe 5.0 interfejsa i uređaja koji ga podržavaju imaćemo tek sredinom 2021. godine.

Do tada, PCI Express 4.0 je potpuno logičan, očekivan korak u životnom razvoju PC platforme. Iako u ovom trenutku za dupliranjem PCI Express 3.0 protoka nema realne potrebe, bolje je spremiti se za budućnost i sve brže grafičke kartice i periferije nego ograničavati nove uređaje sporim interfejsima. U ovom trenutku za PCIe 4.0 treba da zahvalimo AMD‑u, a biće interesantno pratiti reakciju konkurencije…