PCIe 4.0 - Apa yang Baru dan Haruskah Anda Tingkatkan?

AMD mendapatkan kehormatan menjadi perusahaan pertama yang menghadirkan PCIe Gen 4 di PC desktop dengan peluncuran chipset X570 pada Juni 2019 di Computex. PCIe 4.0 berjanji untuk membawa banyak perbaikan pada antarmuka PCI Express karena ini merupakan perubahan terbesar pada standar PCIe sejak 2010. Pada saat penulisan, PCIe Gen 4 masih belum tersebar luas tetapi mulai menerima adopsi yang meluas bukan hanya dari produsen CPU dan motherboard seperti AMD tetapi juga dari produsen kartu grafis seperti Nvidia dan divisi Radeon milik AMD sendiri. Tetapi apakah Anda benar-benar membutuhkan PCIe Gen 4? Dan jika demikian, bagaimana Anda mendapatkannya? Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, kita perlu memahami apa sebenarnya PCIe 4.0 itu.

Apa itu PCIe 4.0?

PCIe 4.0 adalah evolusi terbaru dari antarmuka komunikasi berkecepatan tinggi yang diimplementasikan secara luas yang dikenal sebagai PCI atau Peripheral Component Interconnect Express. Sederhananya, PCIe 4.0 adalah iterasi berikutnya dari antarmuka PCIe yang digunakan untuk menghubungkan kartu tambahan seperti kartu grafis dan drive M.2 ke motherboard. Generasi PCIe saat ini, PCIe 3.0, telah menjadi standar di PC desktop sejak 2010 dan PCIe 4.0 sekarang menyediakan peningkatan untuk itu. Dibandingkan dengan PCIe 3.0 yang lebih lama tetapi masih cukup cepat, PCIe 4.0 yang baru pada dasarnya memberikan throughput keseluruhan dua kali lipat. Artinya, PCIe 4.0 menyediakan bandwidth dua kali lipat dibandingkan PCIe 3.0, dengan kecepatan 64 GB / dtk vs. PCIe 3.0 sebesar 32 GB / dtk melalui tautan x16. Bagan berikut dari PCI-SIG, badan yang mengelola standar PCI, menjabarkan perbedaan bandwidth antara berbagai generasi PCIe.

Kedua standar tersebut, bagaimanapun, secara struktural masih sangat mirip. Perbedaan utama hanya terletak pada kecepatan transfer dan dalam beberapa kasus, bahan yang digunakan untuk mencapai transmisi sinyal yang berhasil pada kecepatan yang lebih tinggi. Jika PCIe 3.0 beroperasi pada 8 GT / dtk (laju bit 0 dan 1), PCIe 4.0 baru beroperasi pada 16 GT / dtk per jalur. Ini menggandakan bandwidth keseluruhan dari 32 GB / dtk pada standar PCIe 3.0 menjadi 64 GB / dtk pada PCIe 4.0. Terlepas dari keuntungan bandwidth, ada sangat sedikit perbedaan antara dua generasi yang memiliki arti penting bagi pengguna akhir. PCIe 4.0 memang memiliki keandalan dan integritas sinyal yang lebih baik untuk meningkatkan kinerja.

Apa yang baru?

Nah, kita sudah membahas bahwa hal utama yang membedakan PCIe 4.0 dari PCIe 3.0 adalah peningkatan besar dalam bandwidth. Jika PCIe 3.0 memiliki bandwidth maksimum 32 GB / dtk, PCIe 4.0 menggandakannya menjadi 64 GB / dtk. Yang menarik adalah bagaimana PCIe 4.0 berhasil menggandakan bandwidth. Teknik pengkodean harus dipahami untuk menentukan jumlah sebenarnya dari data yang dapat ditransfer.

PCIe Gen 3.0 dan PCIe Gen 4.0 menggunakan teknik pengkodean 128b / 130b sedangkan generasi sebelumnya seperti PCIe 2.0 menggunakan teknik pengkodean 8b / 10b. Teknik pengkodean ini mengubah data 128-bit menjadi baris kode 130-bit. Ini memastikan keselarasan aliran data dan juga memungkinkan pemulihan jam yang wajar. Pemulihan Jam adalah proses mengekstraksi informasi waktu dari aliran data. Semua ini berarti bandwidth teoretis maksimum dalam Gbps dari setiap PCIe Gen 4.0 terlihat seperti ini:

16GT / dtk x (128b / 130b) = 15.754Gbps

Pengkodean memungkinkan kami menghitung biaya tambahan yang diperlukan untuk mengirimkan aliran data PCIe dan ini ditemukan dengan rumus berikut:

([130b-128b] / 130b) x 100 = 1,54%

Penggandaan bandwidth kemudian dimungkinkan melalui pengontrol PCIe baru seperti yang ada pada chipset AMD X570 dan B550. Material Dielektrik Rugi Rendah juga digunakan dalam proses yang memungkinkan sinyal berkecepatan lebih tinggi untuk menyebar lebih jauh melalui PCB.

PCIe 4.0 untuk Gaming

Tapi apa arti semua perhitungan ini dan teoritis bandwidth ganda bagi para gamer? Bisakah kita mengharapkan kinerja GPU menjadi dua kali lipat karena peningkatan bandwidth? Nah, Anda mungkin sekarang sudah menebak bahwa itu tidak mungkin. Ya, PCIe 4.0 telah banyak meningkatkan bandwidth konektivitas GPU ke motherboard, tetapi ini tidak diterjemahkan ke dalam performa gaming dunia nyata. GPU PCIe 4.0 memang ada sekarang, dengan seri AMD RX 5000 dan seri 6000 serta kartu grafis seri Nvidia RTX 3000 yang mendukung PCIe Gen 4. Namun, meskipun Anda memasangkan kartu grafis PCIe Gen 4 baru yang mengkilap dengan PCIe Motherboard Gen 4 seperti X570 dan CPU PCIe Gen 4 seperti seri Ryzen 5000 berbasis Zen 3 dari AMD, Anda masih tidak akan melihat peningkatan kinerja yang berarti.

Tapi kenapa bisa begitu? Nah, alasan utama mengapa bandwidth ekstra tidak membantu meningkatkan kinerja adalah karena bandwidth PCIe Gen 3.0 tidak sepenuhnya digunakan oleh kartu grafis saat ini. PCIe Gen 3.0 masih menawarkan banyak bandwidth dan bahkan kartu grafis paling high-end bahkan belum mendekati jenuh. Faktanya, banyak kartu kelas atas seperti Nvidia GeForce RTX 3080 dapat berjalan mendekati kinerja penuhnya bahkan dengan tautan PCIe 3.0 x8 atau tautan PCIe 2.0 x16. Oleh karena itu, menambahkan lebih banyak bandwidth ke koneksi yang belum jenuh tidak akan membantu.

Namun, jika kami mencoba melihat ke masa depan, kami dapat melihat bandwidth ekstra PCIe 4.0 menjadi keuntungan di masa mendatang. Ukuran aset video game dan kompleksitas grafis terus meningkat dari hari ke hari sehingga kami akhirnya dapat melihat beberapa keuntungan pada kecepatan ekstra dari tautan PCIe jika antarmuka PCIe 3.0 tidak dapat mengimbangi. Terutama dengan aplikasi intensif beban seperti Pembelajaran mesin yang terus membutuhkan kumpulan data yang lebih besar dan lebih besar, PCIe 4.0 mungkin masih memainkan peran besar dalam memungkinkan mesin di masa depan tidak tertahan oleh kurangnya bandwidth tautan PCIe.

PCIe 4.0 untuk Penyimpanan

Sekarang kita sampai pada alasan utama mengapa PCIe 4.0 sebenarnya merupakan peningkatan yang menarik. PCIe 4.0 memungkinkan opsi penyimpanan yang jauh lebih cepat. Ada drive PCIe Gen 4 di luar sana yang benar-benar menghancurkan bahkan drive NVMe PCIe Gen 3 tercepat dalam hal jumlah mentah, dan hanya membuat drive SATA benar-benar memalukan. Dengan PCIe Gen 4, kami akhirnya melihat drive melintasi angka 5 GB / s dalam hal pembacaan berurutan sementara drive PCIe Gen 3 NVMe cenderung mencapai sekitar 3,5 GB / s. Satu drive yang sangat cepat, Gigabyte Aorus M.2 PCIe 4.0 mencapai pembacaan 5GB / dtk dan tulis 4,3GB / dtk, yang merupakan kinerja sekuensial 35-40% lebih tinggi daripada bahkan SSD M.2 PCIe Gen 3 tercepat. Ini karena, tidak seperti kartu grafis, SSD pada platform ini sebenarnya dapat memanfaatkan bandwidth ekstra.

Situasinya menjadi lebih ekstrim jika Anda menambahkan RAID ke dalam campuran. Seperti yang kami jelaskan di artikel kami tentang level RAID, RAID 0 secara efektif menggandakan kecepatan dua drive yang dimasukkan ke dalam RAID, sekaligus membahayakan redundansi drive. Gigabyte menggunakan kartu tambahan PCIe 4.0 yang menampung empat SSD PCIe M.2 2TB dalam RAID 0 dan mencapai pembacaan 15,4 GB / dtk dan penulisan 15,5 GB / dtk yang memukau. Ini adalah tingkat kinerja yang belum pernah terjadi sebelumnya yang, meskipun diakui sangat mahal, telah dimungkinkan secara eksklusif melalui peningkatan bandwidth PCIe Gen 4 yang sangat besar.

Bagaimana cara mendapatkan PCIe 4.0?

Meskipun PCIe 4.0 terdengar sangat mengesankan ketika seseorang mendengar angka seperti 15GBps, memang ada serangkaian persyaratan tertentu yang harus dipenuhi agar PCIe 4.0 aktif dan berjalan. Pada dasarnya ada 3 hal yang harus dipenuhi untuk mendapatkan PCIe Gen 4.

• Motherboard yang Kompatibel dengan PCIe Gen 4
• CPU yang Kompatibel dengan PCIe Gen 4
• GPU / SSD yang Kompatibel dengan PCIe Gen 4

Jika kita berbicara tentang motherboard, ada dua chipset dari AMD yang saat ini mendukung PCIe Gen 4 pada saat penulisan. Chipset X570 dan Chipset B550 adalah satu-satunya dua chipset pada tim Merah yang memungkinkan kompatibilitas PCIe Gen 4 dan bahkan di antara keduanya, hanya Chipset X570 yang memungkinkan kompatibilitas fitur PCIe Gen 4 yang lengkap. Chipset B450, X470, B350, X370, A320 serta A520 yang lebih lama tidak mendukung PCIe Gen 4 dan tidak akan pernah mendukung karena generasi PCIe tidak kompatibel dengan versi sebelumnya. Selain itu, platform TRX40 Threadripper dan platform server AMD EPYC Rome juga mendukung PCIe Gen 4.

Di sisi Intel, platform Z490 memang mendukung PCIe Gen 4, meskipun saat ini tidak ada CPU Intel yang mendukung fitur tersebut. Itu diperkirakan akan segera berubah setelah dikonfirmasi bahwa Intel 11^th CPU Desktop Gen Rocket Lake tidak hanya akan bekerja dengan papan Z490 tetapi juga juga akan mendukung PCIe Gen 4 jadi itu hal positif dari Tim Biru. Papan seri B midrange dan seri H anggaran tidak mendukung PCIe Gen 4 sama sekali.

Sejauh CPU berjalan, baik seri AMD Ryzen 3000 dan seri AMD Ryzen 5000 yang baru mendukung PCIe Gen 4 secara resmi. Intel masih belum mendapatkan dukungan apa pun untuk PCIe Gen 4 pada CPU desktopnya hingga saat penulisan, tetapi Rocket Lake 11 yang akan datang^th CPU Gen dipastikan memiliki dukungan untuk fitur tersebut.

Terakhir, produk yang akan Anda masukkan sebenarnya ke dalam slot PCIe. Sejauh GPU pergi, seri Nvidia RTX 3000, seri AMD RX 5000, dan kartu grafis seri AMD RX 6000 mendukung fitur ini secara resmi. Untuk SSD, kami memiliki beragam SSD PCIe Gen 4 yang dapat dipilih oleh banyak produsen berbeda. Beberapa yang terkenal termasuk Corsair Force MP600, Sabrent Rocket 4.0, Samsung 980 Pro, Seagate FireCuda, dan Gigabyte Aorus PCIe 4.0 SSD.

Kompromi

Sama seperti peningkatan lainnya, ada beberapa kompromi yang sejalan dengan keuntungannya. Tidak banyak kerugian dari peningkatan PCIe 4.0, tetapi ada beberapa kebiasaan di sana-sini yang perlu Anda waspadai.

Pertama, PCIe Gen 4 berjalan panas. Tidak hanya drive yang sebenarnya menjadi panas, tetapi chipset pada motherboard juga berjalan cukup panas karena implementasi PCIe Gen 4. Untuk drive, ini berarti bahwa hampir semua drive yang kita lihat sampai sekarang telah menyertakan pendingin heatsink dengannya. Heatsink memberikan pendinginan pasif pada chip memori dan menjaga NAND Flash pada suhu optimal. Untuk chipset, pabrikan motherboard berpikir bahwa yang terbaik adalah memasukkan pendinginan aktif sehingga hampir semua papan X570 memiliki kipas yang berputar dan memberikan pendinginan aktif pada chipset yang sedang dimuat. Papan B550 menyingkirkan kipas dan mendukung pendinginan pasif.

Selain komponen hot running, ada juga kompromi yang terkait dengan harga motherboard yang memuat implementasi PCIe 4.0. Tidak mengherankan jika papan X570, B550, dan Z490 lebih mahal daripada opsi seri-B dan seri-H di kedua jajaran. Hal ini membuat peningkatan ke PCIe 4.0 sedikit rumit, karena pembeli sekarang harus mempertimbangkan keunggulan PCIe 4.0 terhadap biaya tambahan untuk membuat keputusan pembelian.

Haruskah Anda meningkatkan?

Jadi, adakah alasan bagi Anda untuk keluar dan membeli motherboard kelas atas, CPU yang lebih baru, dan SSD yang mahal untuk menikmati PCIe 4.0? Mungkin tidak. Keuntungan utama PCIe 4.0 saat ini ada di departemen penyimpanan. Kecuali Anda membuat mesin baru dari awal, tampaknya tidak ada cukup insentif di PCIe 4.0 untuk menjamin peningkatan dari papan B450 atau X470, atau bahkan CPU Ryzen atau Intel yang lebih lama ke yang lebih baru jika kami menjaga kinerjanya. satu sisi. Seperti yang telah kita pelajari sebelumnya, PCIe 4.0 juga memiliki pengaruh yang kecil atau bahkan tidak sama sekali pada kinerja sistem game, sehingga peningkatan kartu grafis tidak mencakup pertanyaan tentang dukungan PCIe 4.0 seperti saat ini.

Kecuali penyimpanan adalah yang paling penting bagi Anda dan drive NVMe Gen 3 sudah tidak dapat digunakan lagi, PCIe 4.0 tampaknya tidak sebanding dengan peningkatan dari motherboard lama. Drive PCIe Gen 4 memang menawarkan keuntungan yang signifikan bagi pengguna yang bekerja dengan file besar melalui jaringan atau profesional yang membutuhkan kecepatan lebih tinggi untuk aplikasi profesional dan pengeditan video dll. Dengan demikian, jika Anda membangun sistem baru, pilihan defaultnya adalah motherboard dan CPU PCIe untuk memastikan bahwa sistem tidak akan menahan upgrade di masa mendatang jika Anda ingin memasukkan drive Gen 4 yang cepat ke bawah. Oleh karena itu, tidak banyak insentif untuk mengupgrade dari motherboard lama, tetapi untuk builder baru, rekomendasi default kami adalah menggunakan motherboard yang mendukung fitur PCIe Gen 4.