▷ Pci express 4.0: allt vi vet hittills

I början av året ratificerade och publicerade PCI-SIG standardkonsortiet PCI Express 4.0-specifikationen i version 1.0. Detta markerar den fullständiga versionen av PCIe 4.0 och följer lanseringen av revisionsspecifikationen från juni 0.9 förra året. I de här artiklarna kommer vi att analysera allt som hittills är känt om PCI Express 4.0.

Innehållsindex

PCI Express 4.0 fördubblar bandbredden för den aktuella 3.0-specifikationen

PCI Express är för närvarande den höghastighetsbuss som används av nästan alla högpresterande komponenter i datorer. Både grafikkort, NVMe SSD: er, nätverkskort och många andra enheter är anslutna via detta avancerade gränssnitt, varav dess stora vikt. PCI Express 4.0 fördubblar 8 GT / s bandbredd per körfält med PCIe 3.0 och erbjuder därmed en överföringshastighet på 16 GT / s per körfält, vilket ger betydande I / O-fördelar som är användbara för lagring och höghastighetsnätverk, liksom applikationer av artificiell intelligens. Samtidigt fokuserade PCI-SIG på Q2 2019 för att släppa den slutgiltiga PCIe 5.0-specifikationen, så PCIe 4.0 kommer inte att vara en så hållbar version som PCIe 3.0 har varit.

Vi rekommenderar att du läser:

• PCI Express - Vad är det och vad är det för Mini PCI Express Vad är det och varför finns det i bärbara datorer?

PCI-SIG har tidigare upprätthållit en fyraårig kadens för PCIe 1.0 (2003), PCIe 2.0 (2006) och PCIe 3.0 (2010). Beträffande den sjuåriga förseningen noterade PCI-SIG att PCIe 3.0 tillhandahöll tillräckligt med bandbredd under en tid, före utvecklingen och ökade kraven på AI, PCIe NVMe och 3D XPoint beräknande arbetsbelastningar, och nätverkshastigheter, särskilt när 10GbE blir mer och mer tillgängligt för konsumenterna.

PCI Express 4.0 upprätthåller bakåtkompatibilitet, och NVMe SSD: er kommer att dra stor nytta av dess fördelar

För beräkning av GPU: er hade PCIe 3.0-bandbreddbegränsningar redan föranlett Nvidia att utveckla sin egenutvecklade NVLink-sammankoppling. Följaktligen försöker PCI-SIG med PCI Express 4.0 och återvända till en mer normal kadens, särskilt eftersom de nu har löst några av de viktigaste tekniska hindren för att möjliggöra snabbare överföringshastigheter genom PCIe 4.0-standarden. Den andra aspekten är organisationens natur. PCI-SIG har nästan 800 medlemsföretag, varav årligen väljer en styrelse; För 2017-2018 inkluderar styrelsen medlemmar från AMD, Intel och Nvidia. Genom att utveckla och upprätthålla öppna PCI-specifikationer samarbetar medlemmarna i tekniska kommittéer och arbetsgrupper, lämnar in och granskar ändringar i specifikationerna. En del av det senaste PCI-GIS-arbetet effektiviseras i denna process.

När specifikationerna har slutförts måste medlemmarna ha produkter som passerar interoperabilitets- och efterlevnadstester på en av de många PCI-GIS-överensstämmelsesworkshops under året, så att produkten läggs till i listan över Integratorer, som OEM och systemintegratörer använder för att välja hårdvara. För PCIe 4.0 erbjöd PCI-SIG för första gången kompletteringsworkshops med tidigare version 0.9, men endast på en preliminär nivå av "FYI Test". Under resten av året kommer PCI-SIG att erbjuda FYI PCIe 4.0-testning i efterlevnadsverkstäder; PCIe 4.0 är för närvarande inte listad i det officiella överensstämmelseprogrammet eller på integratörslistan.

Liksom i tidigare PCIe-iterationer har PCIe 4.0 bakåtkompatibilitet, och PCIe 1.x, 2.x och 3.x kort överensstämmer med PCIe 4.0-kortplatser och fungerar normalt. PCIe 4.0 upprätthåller också 128b / 130b-kodningen av PCIe 3.0, som fortsätter att användas i PCIe 5.0. Bland de andra förbättringarna är olika funktioner mer relevanta för designers och utvecklare än för slutanvändare. När datahastigheterna ökar ökar prestationsvariationen och signalintegriteten försämras.

Högre prestanda

Med detta i åtanke erbjuder PCIe 4.0 en spårmarginal på PHY-mottagaren, där PCIe-regulatorn erhåller informationen om den elektriska marginalen från varje PCIe-körfält för att mäta toleransen för variation. PCIe 4.0 har också utökade etiketter och krediter, funktioner som arbetar tillsammans för att maskera latens och främja full bandbreddmättnad. Andra förbättringar inkluderar minskad total systemfördröjning, I / O-virtualisering och plattformsintegration och ökad skalbarhet för bandbredd / bandbredd, samt förbättrad tillförlitlighet, tillgänglighet och kapacitet. service (RAS).

Även om spelgrafikkort är den mest synliga PCIe-enheten för konsumenterna, är det inte troligt att den extra omkostnaden för PCIe-bandbredd påverkar spelprestanda, åtminstone direkt. Med tanke på den begränsade mängden tillgänglig PCIe-bandbredd med de flesta konsument-CPU: er kommer detta också att gå långt mot att underlätta trycket att kombinationen av GPU: er, en NVMe SSD och 10GigE-nätverk kan placeras på system I / O-bandbredd. Det som också kan vara relevant är en högre effektkapacitet för de sekundära anslutningarna.

Vad gäller PCIe 4.0-leverantörslösningar utvecklar eller erbjuder bland annat Synopsys och Cadence PHY- och 16 GT / s-drivrutiner, valideringsverktyg och många andra applikationer. IBM POWER9 har PCIe 4.0-anslutningar och Intel Falcon Mesa FPGA 10nm stöder PCIe 4.0 som ett inbyggt IP-block via EMIB. Samtidigt erbjuder AMD PCIe 4.0-stöd med sina nya Radeon Instinct MI50 och MI60. Navi och Zen 2 förväntas också stödja PCI Express 4.0.

Följande tabell sammanfattar de viktigaste funktionerna i de olika versionerna av PCI Express hittills:

version	införandet	Överföring med körfält	Bandbredd
× 1	× 2	× 4	× 8	× 16
1, 0	2003	2, 5 GT / s	250 MB / s	0, 50 GB / s	1, 0 GB / s	2, 0 GB / s	4, 0 GB / s
2, 0	2007	5, 0 GT / s	500 MB / s	1, 0 GB / s	2, 0 GB / s	4, 0 GB / s	8, 0 GB / s
3, 0	2010	8, 0 GT / s	984, 6 MB / s	1, 97 GB / s	3, 94 GB / s	7, 88 GB / s	15, 8 GB / s
4, 0	2017	16, 0 GT / s	1969 MB / s	3, 94 GB / s	7, 88 GB / s	15, 75 GB / s	31, 5 GB / s
5, 0	Förväntad i Q2 2019	32, 0 GT / s	3938 MB / s	7, 88 GB / s	15, 75 GB / s	31, 51 GB / s	63, 0 GB / s

Detta avslutar vår artikel om PCI Express 4.0-protokollet, vi hoppas att det har hjälpt dig att bättre förstå vikten av denna nya version av dagens mest använda höghastighetsgränssnitt.

Theregisterwikipedia källa