PCIe 4.0 bundkort er først nu begyndt at blive sendt til kunder, men det bremser ikke udviklingen af ​​denne afgørende standard for perifere forbindelser. PCIe 6.0 er allerede på bordet med konkrete forbedringer i forhold til den nuværende banebrydende standard.

Da PCIe er ved at blive grundlæggende i computere af alle former og størrelser, er det værd at tale om, hvad PCIe er, hvad det bruges til, og hvad den nye PCIe 6.0 vil tilbyde i fremtiden.

Det grundlæggende i PCIe

PCIe er en forkortelse for Peripheral Component Interconnect Express . Nogle af vores læsere, der har været omkring computere i et stykke tid, husker måske den gamle PCI - standard, men PCIe er efter den originale PCI -standard, som et jagerfly er til et papirfly.

PCIe er både en protokol og en fysisk hardwareforbindelsesstandard. Den mest almindelige PCIe- hardwareforbindelsesstandard er bundkortets udvidelsesslot. Du tilslutter udvidelseskort til disse slots, og kommunikationen sker over forbindelsesbenene. Det er dog muligt at sende PCIe -protokolsignaler over andre typer forbindelser.

NVME SSD'er, der bruger M.2 -stikket, kan bruge PCIe , og dette ser ikke ud til at være anderledes end computeren fra en SSD , der er tilsluttet via en standard PCIe- slot. Thunderbolt 3- og 4 - standarderne understøtter også afsendelse af PCIe -signaler over et kabel. Sådan er eGPU'er^(eGPUs) (eksterne grafikkort) mulige.

PCIe -enheder sender data på seriel måde, men på tværs af flere parallelle baner. Et x16 PCIe slot på en computers bundkort kan rumme seksten datakanaler på én gang. PCIe tilbyder også x8, x4 og x1 slots. Generelt bruger grafikkort x16 slot, fordi de har brug for så meget båndbredde som muligt. Mens langsommere slots normalt er fysisk kortere, er det almindeligt, at x16-længden ud over den primære er x8.

PCIe -kort tilbyder bagudkompatibilitet og krydskompatibilitet, så du kan stikke et x4-kort i enhver PCIe - slot, der fysisk kan rumme det. Det er bare, at du vil spilde alle PCIe -baner, som x4-kortet ikke bruger. Det samme gælder for at bruge et PCIe 5.0 -kort i for eksempel en 4.0-slot. Det vil virke, men være begrænset til den laveste fællesnævner.

Hvem beslutter sig for PCIe-standarden?

PCI Express - standarden er designet og godkendt af PCI Special Interest Group ( PCI-SIG ), et konsortium med medlemmer fra elektronik- og computerindustrien med en særlig interesse i teknologien.

PCI-SIG blev grundlagt i 1992 som en gruppe, der har til opgave at hjælpe computerproducenter med at implementere Intel PCI - standarden korrekt. I dag er det en nonprofitorganisation med over 800 medlemmer.

PCI - SIG-^(PCI-SIG) kortet har AMD , ARM , Dell , IBM , Intel , Nvidia , Qualcomm og flere medlemmer. Du genkender måske disse navne som store producenter af computerenheder, og at have en fælles standard gør deres arbejde meget lettere, for ikke at nævne deres kunders liv!

Hvad bruges PCIe til?

Vi har allerede nævnt udvidelseskort og SSD'er^(SSDs) ovenfor, så du har sikkert fået en generel idé om PCIe's anvendelser.

PCIe - standarden forbinder stort set enhver ekstern perifer enhed, du kan forestille dig. Det tilbyder en meget bredere båndbredde end USB , især når man ser på flere baner. PCIe giver også en direkte vej til CPU'en^(CPU) , hvilket gør den perfekt til højhastighedsapplikationer med lav latens.

Moderne GPU'er^{(Modern GPUs)} bruger seksten baner  PCIe- båndbredde for at maksimere deres ydeevne, men ikke alle perifere enheder har brug for så meget båndbredde. De nyeste PCIe 4.0 SSD'er^(SSDs) bruger "kun" fire baner, men det er nok til at blæse SATA - standarden ud af vandet. Mens SATA topper med 600 MB/s , kan avancerede PCIe 4.0 - drev flytte mere end 7000 MB/s .

PCIe - udvidelseskort kan også rumme lydkort^{(sound cards)} , videooptagelseskort, 10 Gb Ethernet -adapter, WiFi 6 - kort,  Thunderbolt- eller USB - controllere og mere. Perifere enheder, der er integreret i din computers bundkort, bruger også PCI Express . Det er bare, at ledningerne er permanente og ikke i form af en slids.

Hvordan forbedres ^(Improve)PCIe 6.0^{(Does PCIe 6.0)} på PCIe 5.0 ?

Overskriftsforbedringen er normalt et stort spring i datahastigheden med hver PCIe - revision. Det er mængden af ​​information, der kan flyttes hen over bussen hvert sekund.

I den afdeling skuffer PCIe 6.0 ikke. Det fordobler fuldt ud den allerede enorme dataoverførselshastighed for PCIe 5.0 fra 32 Gigatransfers pr. sekund ( GT/s ) til 64 GT/s pr. bane. Mens PCIe 5.0^{(Whereas PCIe 5.0)} kunne flytte 63 Gigabyte^(Gigabytes) pr. sekund ( GB/s ), kan 6.0 flytte op til 128 GB/s . Det er over en x16-forbindelse, med flere mindre forbindelser, der skaleres ned. Det betyder, at et x8 PCIe 6.0 slot nu har lige så meget ydeevne som et x16 5.0 slot.

Dette skaber masser af frihøjde til fremtidige GPU'er^(GPUs) og ultrahurtige lagringsløsninger. For ikke at nævne utrolige muligheder for eksterne enheder tilsluttet via PCIe eller udvidelseskort, der tilbyder Thunderbolt og USB 4 .

Nye funktioner i PCI Express 6.0

Det var ikke nemt at tage et så monumentalt præstationsspring på en enkelt generation. For at opnå disse tal måtte PCI-SIG- ingeniørerne udvikle et par innovative nye måder at flytte elektroner rundt på.

PAM4-signalering^{(PAM4 Signaling)}

^(Quite)Den mest markante ændring med PCIe 6.0 i forhold til tidligere generationer af grænsefladen er muligvis, hvordan data^{(PCIe 6.0)} kodes. 

PCI Express 6.0 bruger PAM4 , som er en forkortelse for  Pulse Amplitude Modulation med fire niveauer. ^{( Pulse Amplitude Modulation with four levels.)}Hvis du ved noget om elektriske bølgeformer, vil du vide, at bølgens "amplitude" er, hvor langt bølgetoppen er fra basislinjen.

Ældre NRZ ( Non-return-to-zero ) PCIe - kodning havde kun to amplitudeniveauer pr. impuls under en clock-cyklus. PCIe 6 fordobler det til fire, hvilket øger mængden af ​​data, der kodes med hver cyklus. 

Forward Error Correction (FEC)

Mens PAM4- kodningsmetoden giver et betydeligt boost til hastigheder, giver det også et stort boost til bitfejl. Med andre ord ankommer man til sin destination i stedet for et nul, og omvendt.

For at bekæmpe dette har PCIe 6.0 en ny Forward Error Correction -funktion, som kontrollerer for at sikre, at data når derhen, hvor de skal hen uden at blive ødelagt, ved hjælp af en robust CRC ( Cyclic Redundancy Check ) implementering.

En fare ved at tilføje flere fejlkorrektionstrin i pipelinen er, at du tilføjer mere latenstid. Yderligere^(Additional) latenstid har været en voksende bekymring med forskellige højhastighedscomputerkomponenter. Selvom de kan flytte flere og flere data, tager de længere tid om at reagere på en anmodning om data, hvilket kan forårsage problemer i sig selv.

FEC er designet til at målrette at tilføje ikke mere end to nanosekunders latenstid sammenlignet med tidligere versioner af PCIe , hvilket er en lille smule ekstra latenstid, som ingen mennesker kan opdage.

FLIT-tilstand^{(FLIT Mode)}

FLIT -tilstand var en anden foranstaltning, der blev introduceret for at forbedre fejlkorrektion i PCIe 6.0 . Den organiserer data i enheder af ensartet størrelse ved hjælp af en dedikeret indbygget flowkontrolenhed. Dette er nødvendigt for at kontrollere pakker for fejl, da du kan anvende en algoritme til hver datapakke og kontrollere, om pakken stadig giver resultatet, når den når den anden ende af pipelinen.

Sagen er, at det viser sig, at FLIT -tilstand også giver betydelige effektivitetsgevinster andre steder. Det hjælper med at sænke ventetiden, gør brugen af ​​båndbredde mere effektiv og lader PCIe 6.0 slippe af med meget af kodningsomkostningerne fra tidligere versioner. Så selvom PAM4 tilføjer op til 2ns latency, sparer FLIT -tilstand på latency i andre områder.

L0p tilstand^{(L0p Mode)}

En interessant funktion i PCIe 6.0 er L0p -tilstand. Denne tilstand reducerer antallet af baner, som en perifer enhed bruger til at sende og modtage data. Så hvis din bærbare computer kører på batteristrøm, og GPU'en^(GPU) ikke behøver 16 baner for at udføre sit nuværende job, vil den falde ned til kun at bruge det antal baner, den har brug for, hvilket sparer elektricitet ved at øge strømeffektiviteten.

Skal du vente på PCIe 6.0?

Hvis du snart overvejer at købe eller bygge en ny computer, skal du så vente på, at PCIe 6.0 - bundkort udkommer først? Det er altid fristende at prøve at bygge en fremtidssikret computer. Hvad hvis der kommer en ny GPU eller SSD , der har brug for PCIe 6.0 for at nå sit fulde potentiale?

Det korte svar på dette spørgsmål er, at du ikke behøver at bekymre dig om at vente på PCIe 6.0 . I skrivende stund er PCIe 5.0 bundkort kun begyndt at rulle ud til forbrugerne, og selv de mest avancerede nuværende GPU'er^(GPUs) er ikke i nærheden af ​​at have brug for PCIe 5.0 .

I benchmarks , der sammenligner flagskibskort som RTX 3080 eller RTX 3090, der kører på PCIe 3.0 og 4.0, var forskellen i ydeevne et sted mellem ingenting og 3%. Ja det er rigtigt. Vi er først nu ved at nå grænserne for PCIe 3.0 , og det er kun med de dyreste GPU'er^(GPUs) på planeten. Lad være med at svede det – i hvert fald ikke i et par år. 

Husk^(Remember) at PCI-SIG kun har offentliggjort deres endelige PCIe - specifikation for version 6.0 på papir. Selvom den endelige specifikation ikke ændres, vil der gå noget tid, før vi ser meget hardware, der understøtter det, i det mindste i forbrugerområdet.

PCIe 6.0 gavner datacentre^{(Benefits Data)} i dag

Det betyder ikke, at PCIe 6.0 ikke allerede er gavnlig for nogen. I de gigantiske datacentre er vi alle afhængige af cloud-baserede tjenester, hver ekstra smule båndbredde er værdifuld. Inde i disse stativer af computere finder du systemer med snesevis eller hundredvis af CPU -kerner og arrays af højhastigheds SSD - lager. Forbedringerne i PCIe -båndbredde vil med det samme hjælpe med at tage trykket af de belastende datarør.

At have så meget mere båndbredde betyder, at AI- og maskinlæringsapplikationer kunne analysere flere data på kortere tid. Det indebærer, at HPC ( High-Performance Computing ) applikationer, der udfører komplekst arbejde inden for videnskab, teknik og fysik, kan udvide deres horisont.

Selv IoT ( Internet of Things ) systemer, der sender en strøm af data til datacentre for at behandle dem i realtid, vil drage stor fordel af den ekstra båndbredde.

Hvad kommer efter PCI Express 6.0?

PCIe -teknologi vil eksistere i lang tid, medmindre nogen opfinder en perifer sammenkoblingsteknologi, der er radikalt bedre. Virksomheder som Intel , AMD og Apple laver spændende ting med de relaterede teknologier mellem chips inde i deres processorpakker. Med CPU'er^(CPUs) som AMDs^(AMD) Ryzen og Intels ^(Ryzen)Alder ^(Intel)Lake^{(Alder Lake)} proppet til gællerne med CPU- kerner , skal de flytte en enorm mængde data. Vi er sikre på, at PCI-SIG kan lære et par ting af, hvad der sker inde i disse processorer.

What Is PCIe 6.0 and How Is It Different?

PCIe 4.0 motherboards are only now starting to ship to сustomers, but that’s not slowing down the development of this crucial peripheral conneсtions 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

• Hvad er Wi-Fi 7, og hvordan er det anderledes?

• Internet og sociale netværkssider afhængighed

• Kan ikke oprette forbindelse til Xbox Live; Løs Xbox Live Networking-problem i Windows 10

• Gratis værktøjer til trådløst netværk til Windows 10

• Cisco Packet Tracer Networking Simulation Tool og dets gratis alternativer

• Bedste WiFi-kryptering til hastighed og hvorfor

• De 8 bedste sociale netværkssider for forretningsfolk udover LinkedIn

• Sådan hvidlister du specifikke enheder på dit hjemmenetværk for at stoppe hackere

• Kan du oprette forbindelse til trådløs router, men ikke til internettet?

• Sådan tilføjes et lokalt DNS-opslag til værtsfil

• Sådan undgår og løser du DNS-udfald

• Sådan opretter du forbindelse til en fjernregistrering i Windows 7 og 10

• 8 nemme Raspberry Pi-projekter for begyndere

• Ret fejlen "Windows kan ikke oprette forbindelse til dette netværk".

• Peer to Peer-netværk (P2P) og fildeling forklaret

• Sådan deaktiveres netværk i Windows Sandbox i Windows 10

• Sådan fungerer automatisk HDMI-skift

• Hvad er NAT, hvordan virker det, og hvorfor bruges det?

• Hvad er Localhost, og hvordan kan du bruge det?

• Hvad er en firewall, og hvad er dens formål?