ПЦИе 4.0^{(PCIe 4.0)} матичне плоче тек сада почињу да се испоручују купцима, али то не успорава развој овог кључног стандарда за периферне везе. ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} је већ на столу, са конкретним побољшањима у односу на тренутни врхунски стандард.

Пошто ПЦИе^(PCIe) постаје фундаменталан у рачунарима свих облика и величина, вреди разговарати о томе шта је ПЦИе^(PCIe) , за шта се користи и шта ће нови ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} понудити у будућности.

Основе ПЦИе

ПЦИе је скраћеница од Перипхерал Цомпонент Интерцоннецт Екпресс^{(Peripheral Component Interconnect Express)} . Неки од наших читалаца који су већ неко време око рачунара можда се сећају старог ПЦИ^(PCI) стандарда, али ПЦИе^(PCIe) је према оригиналном ПЦИ^(PCI) стандарду као што је борбени авион за папирни авион.

ПЦИе^(PCIe) је и протокол и стандард физичке хардверске везе. Најчешћи стандард ПЦИе^(PCIe) хардверске везе је слот за проширење матичне плоче. Повезујете картице за проширење на ове уторе, а комуникација се одвија преко прикључних пинова. Међутим, могуће је слати сигнале ПЦИе^(PCIe) протокола преко других врста веза.

НВМЕ ССД-ови који користе М.2^(M.2) конектор могу да користе ПЦИе^(PCIe) , и чини се да се ово не разликује од рачунара од ССД^(SSD) - а повезаног преко стандардног ПЦИе^(PCIe) слота. Тхундерболт 3^{(Thunderbolt 3)} и 4 стандарди такође подржавају слање ПЦИе^(PCIe) сигнала преко кабла. Овако су могући еГПУ^(eGPUs) (спољне графичке картице).

ПЦИе^(PCIe) уређаји шаљу податке на серијски начин, али преко више паралелних трака. к16 ПЦИе^(PCIe) слот на матичној плочи рачунара може да прими шеснаест канала података одједном. ПЦИе^(PCIe) такође нуди к8, к4 и к1 слотове. Уопштено говорећи, графичке картице користе к16 слот јер им је потребно што је могуће више пропусног опсега. Док су спорији слотови обично физички краћи, уобичајено је да дужина к16 поред примарног буде к8.

ПЦИе^(PCIe) картице нуде компатибилност уназад и унакрсну компатибилност, тако да можете да убаците к4 картицу у било који ПЦИе^(PCIe) слот који ће је физички прилагодити. Само ћете потрошити све ПЦИе^(PCIe) траке које к4 картица не користи. Исто важи и за коришћење ПЦИе 5.0^{(PCIe 5.0)} картице у, на пример, 4.0 слоту. Радиће, али ће бити ограничено на најмањи заједнички именилац.

Ко одлучује о ПЦИе стандарду?

ПЦИ Екпресс^{(PCI Express)} стандард је дизајниран и одобрен од стране ПЦИ Специал Интерест Гроуп^{(PCI Special Interest Group)} ( ПЦИ-СИГ^(PCI-SIG) ), конзорцијума са члановима из електронске и рачунарске индустрије који су заинтересовани за технологију.

ПЦИ-СИГ^(PCI-SIG) је основан 1992. године као група која је имала задатак да помогне произвођачима рачунара да правилно имплементирају Интел ПЦИ^{(Intel PCI)} стандард. Данас је то непрофитна организација са преко 800 чланова.

ПЦИ-СИГ^(PCI-SIG) плоча има АМД^(AMD) , АРМ^(ARM) , Делл^(Dell) , ИБМ^(IBM) , Интел^(Intel) , Нвидиа^(Nvidia) , Куалцомм^(Qualcomm) и више чланова. Можда ћете препознати ова имена као главне произвођаче рачунарских уређаја, а заједнички стандард чини њихов рад много лакшим, а да не спомињемо животе њихових купаца!

За шта се користи ПЦИе?

Већ смо поменули картице за проширење и ССД^(SSDs) -ове изнад, тако да вероватно имате општу представу о употреби ПЦИе-а.

ПЦИе стандард повезује скоро^(PCIe) сваки спољни периферни уређај који можете замислити. Нуди много шири пропусни опсег од УСБ-^(USB) а , посебно када се гледа на више трака. ПЦИе^(PCIe) такође пружа директан пут до ЦПУ-^(CPU) а, што га чини савршеним за апликације велике брзине и ниске латенције.

Модерни ГПУ-ови^{(Modern GPUs)} користе шеснаест трака  ПЦИе^(PCIe) пропусног опсега како би максимизирали своје перформансе, али није сваком периферном уређају толики пропусни опсег. Најновији ПЦИе 4.0 ^{(PCIe 4.0)} ССД^(SSDs) -ови користе „само“ четири траке, али то је довољно да избаци САТА стандард из воде. ^(SATA)Док САТА^(SATA) достиже максималну брзину од 600 MB/s , врхунски ПЦИе 4.0^{(PCIe 4.0)} дискови могу да се крећу више од 7000 MB/s .

ПЦИе^(PCIe) картице за проширење такође подржавају звучне картице^{(sound cards)} , картице за видео снимање, 10Гб Етхернет^(Ethernet) адаптер, ВиФи 6^{(WiFi 6)} картице,  Тхундерболт^{(Thunderbolt)} или УСБ^(USB) контролере и још много тога. Периферни уређаји који су интегрисани у матичну плочу вашег рачунара такође користе ПЦИ Екпресс^{(PCI Express)} . Само што је ожичење трајно, а не у облику прореза.

Како се ПЦИе 6.0 ^{(Does PCIe 6.0)} побољшава^(Improve) у односу на ПЦИе 5.0^{(PCIe 5.0)} ?

Побољшање наслова је обично велики скок у брзини података са сваком ПЦИе^(PCIe) ревизијом. То је количина информација која се може пренети кроз аутобус сваке секунде.

У том одељењу, ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} не разочарава. У потпуности удвостручује већ огромну брзину преноса података ПЦИе 5.0^{(PCIe 5.0)} са 32 Гигатрансфера у секунди ( GT/s ) на 64 GT/s по траци. Док ПЦИе 5.0^{(Whereas PCIe 5.0)} може да помери 63 гигабајта^(Gigabytes) у секунди ( GB/s ), 6.0 може да се креће до 128 GB/s . То је преко к16 везе, са више мањих веза које се смањују. То значи да к8 ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} слот сада има исте перформансе као к16 5.0 слот.

Ово ствара доста простора за будуће ГПУ^(GPUs) -ове и ултра-брза решења за складиштење података. Да не помињемо невероватан обим за спољне уређаје повезане преко ПЦИе^(PCIe) или картица за проширење које нуде Тхундерболт^{(Thunderbolt)} и УСБ 4^{(USB 4)} .

Нове функције у ПЦИ Екпресс 6.0

Направити тако монументалан скок у перформансама у једној генерацији није било лако. Да би постигли ове бројке, ПЦИ-СИГ^(PCI-SIG) инжењери су морали да развију неколико иновативних нових начина за померање електрона.

ПАМ4 сигнализација^{(PAM4 Signaling)}

Врло^(Quite) је могуће да је најзначајнија промена код ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} у поређењу са претходним генерацијама интерфејса начин на који се подаци кодирају. 

ПЦИ Екпресс 6.0^{(PCI Express 6.0)} користи ПАМ4^(PAM4) , што је скраћеница од пулсне  амплитудне модулације са четири нивоа. ^{( Pulse Amplitude Modulation with four levels.)}Ако знате било шта о електричним таласним облицима, знаћете да је „амплитуда“ таласа колико је врх таласа удаљен од основне линије.

Старије НРЗ^(NRZ) ( нон-ретурн-то-зеро^{(Non-return-to-zero)} ) ПЦИе^(PCIe) кодирање је имало само два нивоа амплитуде по импулсу током циклуса такта. ПЦИе^(PCIe) 6 удвостручује то на четири, повећавајући количину података кодираних са сваким циклусом. 

Исправљање грешака унапред (ФЕЦ)^{(Forward Error Correction (FEC))}

Док ПАМ4^(PAM4) метод кодирања пружа значајно повећање брзине, такође пружа велико повећање грешака у битовима. Другим речима, уместо нуле на одредиште стиже један, и обрнуто.

Да би се борио против овога, ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} има нову функцију за исправљање грешака унапред^{(Forward Error Correction)} , која проверава да ли подаци стижу тамо где треба да иду без оштећења, уз помоћ робусне имплементације ЦРЦ^(CRC) ( Цицлиц Редунданци Цхецк^{(Cyclic Redundancy Check)} ).

Једна опасност од додавања више корака за исправљање грешака у цевовод је да ћете додати више кашњења. Додатна^(Additional) латенција је све већа забринутост због различитих компоненти рачунара велике брзине. Иако могу да померају све више и више података, потребно им је више времена да реагују на захтев за подацима, што може изазвати проблеме.

ФЕЦ^(FEC) је дизајниран да циља додавање не више од две наносекунде латенције у поређењу са претходним верзијама ПЦИе^(PCIe) , што је мали део додатне латенције коју нико не може да открије.

ФЛИТ Моде^{(FLIT Mode)}

ФЛИТ^(FLIT) режим је још једна мера уведена за побољшање исправљања грешака у ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} . Он организује податке у јединице уједначене величине користећи наменску јединицу за контролу протока. Ово је неопходно за проверу грешака у пакетима јер можете применити алгоритам на сваки пакет података и проверити да ли пакет и даље даје резултат када стигне на други крај цевовода.

Ствар је у томе што се испоставило да ФЛИТ^(FLIT) режим такође доноси значајно повећање ефикасности на другим местима. Помаже у смањењу кашњења, чини коришћење пропусног опсега ефикаснијим и омогућава ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} да уклони већи део трошкова кодирања из претходних верзија. Дакле, иако ПАМ4^(PAM4) додаје до 2нс кашњења, ФЛИТ^(FLIT) режим штеди на кашњењу у другим областима.

Л0п Моде^{(L0p Mode)}

Једна занимљива карактеристика у ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} је Л0п^(L0p) режим. Овај режим смањује број трака које периферна јединица користи за слање и примање података. Дакле, ако ваш лаптоп ради на батерију и ГПУ^(GPU) -у није потребно 16 трака да би обавио свој тренутни посао, он ће се спустити на само онај број трака који му је потребан, штедећи електричну енергију повећањем енергетске ефикасности.

Да ли треба да сачекате ПЦИе 6.0?

Ако ускоро размишљате о куповини или изради новог рачунара, да ли би требало да сачекате да се ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} матичне плоче прво појаве? Увек је примамљиво покушати да направите рачунар отпоран на будућност. Шта ако се појави нови ГПУ^(GPU) или ССД^(SSD) коме је потребан ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} да би достигао свој пуни потенцијал?

Кратак одговор на ово питање је да не морате да бринете о чекању на ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} . У време писања овог текста, ПЦИе 5.0^{(PCIe 5.0)} матичне плоче су тек почеле да се пласирају потрошачима, а чак ни најсавременији тренутни ГПУ^(GPUs) -ови нису ни близу потребе за ПЦИе 5.0^{(PCIe 5.0)} .

У тестовима^(benchmarks) који упоређују водеће картице као што су РТКС 3080^{(RTX 3080)} или РТКС 3090 које раде на ПЦИе 3.0^{(PCIe 3.0)} и 4.0, разлика у перформансама је била негде између ништа и 3%. Да то је тачно. Тек сада достижемо границе ПЦИе 3.0^{(PCIe 3.0)} , и то само са најскупљим ГПУ-овима^(GPUs) на планети. Не брините се - барем не неколико година. 

Запамтите^(Remember) да је ПЦИ-СИГ^(PCI-SIG) објавио своју коначну ПЦИе^(PCIe) спецификацију за верзију 6.0 само на папиру. Иако се коначна спецификација неће променити, проћи ће неко време пре него што видимо много хардвера који то подржава, барем у потрошачком простору.

ПЦИе 6.0 данас ^{(PCIe 6.0)} има предности^{(Benefits Data)} центара података

То не значи да ПЦИе 6.0^{(PCIe 6.0)} већ некоме није користан. У гигантским центрима података, сви се ослањамо на услуге засноване на облаку, сваки додатни део пропусног опсега је драгоцен. Унутар тих ракова рачунара, наћи ћете системе са десетинама или стотинама ЦПУ језгара и низовима ^(CPU)ССД^(SSD) меморије велике брзине . Побољшања ПЦИе^(PCIe) пропусног опсега ће одмах помоћи да се скине притисак са ових напрегнутих цеви за податке.

Толико већи пропусни опсег значи да апликације за вештачку интелигенцију и машинско учење могу да анализирају више података за мање времена. То имплицира да ХПЦ^(HPC) ( Цомпутинг Хигх-Перформанце^{(High-Performance Computing)} ) апликације које обављају сложен посао у науци, инжењерству и физици могу проширити своје видике.

Чак и ИоТ^(IoT) ( Интернет^(Internet) ствари ) системи који шаљу поплаву података центрима података за обраду у реалном времену имаће велике користи од додатног пропусног опсега .^(Things)

Шта долази након ПЦИ Екпресс 6.0?

ПЦИе^(PCIe) технологија ће постојати дуго времена осим ако неко не изуме технологију периферног међусобног повезивања која је радикално боља. Компаније попут Интела^(Intel) , АМД^(AMD) -а и Аппле^(Apple) - а раде узбудљиве ствари са сродним технологијама између чипова унутар њихових процесорских пакета. Са процесорима^(CPUs) попут АМД^(AMD) - овог Ризен^(Ryzen) - а и Интел^(Intel) - овог Алдер^{(Alder Lake)} Лакеа који су до шкрга пуњени језгрима ЦПУ-а^(CPU) , они морају да пренесу огромну количину података. Сигурни смо да ПЦИ-СИГ^(PCI-SIG) може научити неколико ствари из онога што се дешава унутар ових процесора.

What Is PCIe 6.0 and How Is It Different?

PCIe 4.0 motherboards are only now ѕtarting to ship to customers, but that’s not slowing down the development of this crucial peripheral connectiоns 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

• Шта је Ви-Фи 7 и како се разликује?

• Зависност од интернета и друштвених мрежа

• Не могу да се повежем на Ксбок Ливе; Решите проблем са Ксбок Ливе Нетворкинг-ом у оперативном систему Виндовс 10

• Бесплатни алати за бежично умрежавање за Виндовс 10

• Алат за симулацију мреже Цисцо Пацкет Трацер и његове бесплатне алтернативе

• Мрежни адаптер не ради? 12 ствари које треба пробати

• Како да поправите „Немате дозволу да пошаљете овом примаоцу“

• Рецензија књиге - Хеад Фирст Нетворкинг

• Како се повезати са удаљеним регистром у Виндовс 7 и 10

• Како користити апликацију Људи за управљање налозима друштвених мрежа

• Како Фирефок-ова побољшана заштита од праћења спречава веб странице да вас шпијунирају

• Рецензија књиге - Бежично кућно умрежавање за лутке

• Може ли се повезати на бежични рутер, али не и на Интернет?

• Како контролисати Виндовс рачунар помоћу удаљене радне површине за Мац

• ХДГ објашњава: Шта је паркирани домен и које су његове предности?

• ХДГ објашњава: Шта је рачунарски порт и за шта се користе?

• Како онемогућити умрежавање у Виндовс Сандбок-у у оперативном систему Виндовс 10

• Како да поправите „Не могу да обновим ИП адресу“ у Виндовс-у

• 8 најбољих друштвених мрежа за графичке дизајнере да покажу своје портфеље

• 5 начина да обезбедите свој ВиФи