Os dispositivos PCIe 4.0 estão se tornando cada vez mais prevalentes.
Qual a diferença entre PCIe 5.0, 4.0 e 3.0? Como funciona a compatibilidade com versões anteriores do PCIe? E quais são os benefícios das vias PCIe da CPU quando comparadas com as vias PCIe do chipset?
Vamos mergulhar para explorar como o PCIe 4.0 funciona e por que é uma parte integral da sua experiência de PC.
O que é PCIe 4.0?
Se você construiu um PC antes, reconhecerá os slots PCIe horizontais em sua placa-mãe. O PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) é um barramento de expansão de alta largura de banda comumente usado para conectar placas gráficas e SSDs, bem como periféricos, tais como placas de captura e placas de rede sem fio.
Na placa-mãe, as vias PCIe aparecem em variações de x1, x2, x4, x8 e x16. Mais vias significam mais largura de banda, bem como um slot mais longo. GPUs são geralmente instaladas no slot x16 superior, pois tem a maior largura de banda e, tradicionalmente, a conexão mais direta com a CPU. SSDs PCIe M.2 modernos usam vias x4.
Cada geração PCIe é duas vezes mais rápido que seu antecessor. Enquanto o PCIe 3.0 tinha uma taxa de transferência de dados de 8 gigatransfers por segundo (GT/s), o PCIe 4.0 transfere dados a 16 GT/s e o PCIe 5.0 a 32 GT/s. (A taxa de bits é medida em gigatransfers para mostrar a velocidade máxima teórica antes da codificação — as velocidades reais podem ser mais lentas.)
Na aparência, os slots PCIe mais novos são iguais ao 3.0. Eles também apresentam compatibilidade com versões anteriores e futuras: você não apenas pode conectar uma SSD PCIe 3.0 a um slot PCIe 4.0, como também pode conectar uma SSD PCIe 4.0 a um slot 3.0.
O que são faixas PCIe?
Nem todas as vias PCIe funcionam da mesma maneira — as vias PCIe da CPU se conectam diretamente à CPU, enquanto as vias do chipset (ou “vias PCH”) passam pelo chipset da placa-mãe, que se conecta à CPU por meio de um link DMI (Direct Media Interface).
O PCH geralmente gerencia recursos em sua placa-mãe, como dispositivos USB, redes Wi-Fi e Ethernet, além de som integrado. Como o link entre a CPU e o chipset é limitado à largura de banda total de x8 3.0, é possível saturar o link se você conectar vários dispositivos de armazenamento e usar outros recursos. A conexão direta com a CPU evita esse gargalo.
No passado, os usuários com 16 vias PCIe 3.0 disponíveis só podiam aproveitar esse caminho ideal para a CPU reduzindo pela metade a largura de banda da GPU, criando outro potencial gargalo.
SSDs PCIe M.2 e SSDs NVMe usando placas riser já desfrutam de vantagens de velocidade em relação às unidades que se conectam por meio de um cabo de dados SATA. A maior taxa de transferência do PCIe permite que o armazenamento NVMe enfileire rapidamente mais dados e a conexão direta com a placa-mãe reduz a latência. A conexão com vias PCIe da CPU ajuda a reduzir a latência, eliminando a distância que os dados devem percorrer pelo chipset.
Por que atualizar para o PCIe 4.0?
Como mencionado acima, cada geração de PCIe dobra em taxa de transferência. Mas o benefício real do PCIe 5.0 é a compatibilidade completa com versões anteriores e a proteção para o futuro: você sabe que o novo hardware não ficará engarrafado no seu sistema.
Atualmente, as SSDs PCIe 4.0 são projetadas para ter velocidades máximas de leitura/gravação mais altas do que as SSDs PCIe 3.0, mas suas atuais vantagens reais em áreas como tempos de carregamento e transferência de arquivos grandes são pequenas. Com o tempo, no entanto, novos controladores de memória serão lançados e espera-se que jogos e aplicativos tirem maior proveito das SSDs modernas.
Uma maneira de isso acontecer é por meio de tecnologias futuras, como DirectStorage, projetadas para melhorar o desempenho da SSD em cargas de trabalho de E/S pesadas. À medida que as SSDs se tornam a norma no desenvolvimento de jogos de última geração, isso pode levar a avanços nos tempos de carregamento, streaming de ativos e design de níveis.
A maior largura de banda do PCIe 4.0 e 5.0 também pode beneficiar as placas gráficas, pois a maior taxa de transferência ajuda a permitir uma transferência mais rápida de dados para a VRAM. Mas, embora as configurações do PCIe 4.0 superem a 3.0 em parâmetros de referência sintéticos, os benefícios reais para jogos são atualmente menores.
Alguns testes indicam que mesmo ao executar jogos em 4K com placas gráficas atuais não saturará a largura de banda de um slot PCIe 3.0 x16. Pode haver vantagens menores de FPS ao comparar a mesma GPU executada na configuração PCIe 4.0 em comparação com 3.0, mas as diferenças são pequenas o suficiente para serem imperceptíveis.
O que preciso para o PCIe 4.0 ou 5.0?
CPU. O PCIe 5.0 é construído para suportar jogos desde o início com até 16 vias PCIe 5.0 da CPU e até quatro vias PCIe 4.0 da CPU. O 4.0 é construído para suportar jogos desde o início com recursos como PCIe 4.0 e até 20 vias PCIe da CPU.
Placa-mãe. Você precisará de um chipset série 600 com um soquete LGA 1700 ou uma placa-mãe da série 500 das linhas Z590 ou B560, dependendo da sua CPU.
Dispositivos PCIe 4.0 e 5.0 Embora você não deseje uma SSD ou GPU PCIe 4.0 durante sua construção ou compra inicial, é fácil ver por que o suporte é útil no futuro. Talvez conversões de jogos de consoles comecem a depender mais fortemente do streaming de ativos, e uma SSD PCIe 4.0 fornece uma experiência tangivelmente mais suave. Ou a próxima geração de GPUs se beneficia da taxa de transferência dobrada dos slots PCIe 4.0 e 5.0. (Observe que os dispositivos PCIe 3.0 também funcionarão normalmente em uma plataforma PCIe 4.0 ou 5.0, graças à compatibilidade com versões anteriores.)
Por que o PCIe 4.0 e 5.0 são importantes?
As plataformas PCIe 5.0 e 4.0 oferecem mais flexibilidade para você. Você terá mais opções quando comprar novos periféricos e mais opções quando os configurar. E com PCIe 5.0, você terá ainda mais tempo antes dos produtos futuros saturarem a largura de banda disponível.
Muitos usuários substituem a unidade de armazenamento ou a placa gráfica em algum momento da vida útil do sistema. Se você for um deles, o suporte para PCIe 5.0 garante que você possa usar SSDs e GPUs de ponta lançados nos próximos anos em sua capacidade total.
Além disso, 20 vias PCIe da CPU oferecem aos dois periféricos mais importantes do sistema — a GPU e a SSD — uma conexão mais direta com a CPU, potencialmente reduzindo a latência.