Intel avanza la tecnologia PCIe 5.0 per il futuro del computing

Immagina il tuo computer come un hub di trasporto ad alta velocità, con dati che scorrono continuamente tra i componenti. Se i percorsi non sono abbastanza ampi, anche l'hardware più avanzato non può raggiungere il suo pieno potenziale. È qui che la tecnologia PCI Express (PCIe) gioca un ruolo cruciale nell'architettura dei PC moderni. Ma cosa sono esattamente PCIe 5.0 e 4.0? Come si confrontano con il loro predecessore, PCIe 3.0? E cosa rende le corsie dirette della CPU diverse dalle corsie del chipset?

Chiunque abbia costruito un computer riconoscerà gli slot PCIe orizzontali sulla scheda madre. PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) funge da bus di espansione ad alta larghezza di banda che collega componenti critici come schede grafiche, unità a stato solido (SSD), schede di acquisizione e adattatori wireless. Questi slot funzionano come autostrade digitali, consentendo il rapido trasferimento di dati tra i componenti.

Le schede madri sono dotate di slot PCIe in varie configurazioni: x1, x2, x4, x8 e x16, con più corsie che forniscono maggiore larghezza di banda e slot fisici più lunghi. Le schede grafiche occupano in genere lo slot x16 superiore per la massima larghezza di banda e la connessione diretta alla CPU, mentre le moderne SSD PCIe M.2 utilizzano comunemente corsie x4.

Ogni generazione PCIe raddoppia la velocità del suo predecessore. Mentre PCIe 3.0 opera a 8 GT/s (GigaTrasferimenti al secondo), PCIe 4.0 raggiunge i 16 GT/s e PCIe 5.0 raggiunge un impressionante 32 GT/s. (Le misurazioni GT/s rappresentano le velocità massime teoriche pre-codifica; la velocità effettiva può essere leggermente inferiore.)

Visivamente, i nuovi slot PCIe mantengono la compatibilità con le versioni precedenti. Questa compatibilità all'indietro e in avanti significa che gli utenti possono collegare un SSD PCIe 3.0 a uno slot PCIe 4.0 o installare un SSD PCIe 4.0 in uno slot 3.0, una filosofia di progettazione che protegge gli investimenti hardware e semplifica gli aggiornamenti.

Non tutte le corsie PCIe operano allo stesso modo. Le corsie dirette della CPU stabiliscono una connessione diretta al processore, mentre le corsie del chipset (o corsie PCH) vengono instradate attraverso il chipset della scheda madre prima di raggiungere la CPU tramite l'interfaccia Direct Media (DMI). Pensa alle corsie dirette della CPU come corsie preferenziali e alle corsie del chipset come strade locali con più fermate.

Il chipset gestisce in genere varie funzioni della scheda madre: dispositivi USB, Wi-Fi, Ethernet e audio integrato. Tuttavia, la larghezza di banda limitata tra CPU e chipset (di solito x8 PCIe 3.0) può creare colli di bottiglia quando più dispositivi di archiviazione e periferiche operano simultaneamente. Le connessioni dirette alla CPU aggirano questa limitazione, offrendo una latenza inferiore e prestazioni superiori.

Storicamente, gli utenti con 16 corsie PCIe 3.0 hanno dovuto affrontare scelte difficili: ridurre la larghezza di banda della scheda grafica a x8 per liberare corsie per altri componenti ha creato nuovi colli di bottiglia. I moderni progetti di schede madri offrono ora più corsie dirette alla CPU, consentendo sia alle GPU che agli SSD di operare a piena capacità.

Gli SSD PCIe M.2 e le unità NVMe che utilizzano schede adattatrici superano già le unità connesse SATA. La maggiore velocità di trasmissione di PCIe consente all'archiviazione NVMe di mettere in coda più dati in modo efficiente, mentre le connessioni dirette alla scheda madre riducono la latenza. Il collegamento alle corsie PCIe dirette alla CPU riduce ulteriormente la distanza di trasferimento dei dati attraverso il chipset, migliorando la reattività.

Il vero valore di PCIe 5.0 risiede nella sua completa compatibilità all'indietro e nella preparazione al futuro, garantendo che il nuovo hardware non incontri limitazioni di prestazioni. Gli utenti possono aggiornare con sicurezza i componenti di archiviazione e grafici senza problemi di compatibilità.

Attualmente, gli SSD PCIe 4.0 dimostrano velocità di lettura/scrittura massime più elevate rispetto ai modelli 3.0, sebbene i vantaggi reali nei tempi di caricamento e nei trasferimenti di file rimangano modesti. Tuttavia, man mano che i controller di memoria avanzano e il software si ottimizza per gli SSD moderni, questi vantaggi diventeranno più pronunciati.

Le tecnologie emergenti promettono di migliorare le prestazioni degli SSD durante le operazioni intensive. Tali sviluppi potrebbero rivoluzionare le velocità di caricamento dei giochi, lo streaming delle risorse e il design dei livelli, creando caricamenti quasi istantanei ed esperienze di mondo aperto senza soluzione di continuità.

Sebbene la maggiore larghezza di banda di PCIe 4.0 e 5.0 avvantaggi teoricamente le schede grafiche accelerando il trasferimento dei dati alla VRAM, le attuali differenze di prestazioni di gioco tra PCIe 3.0 e 4.0 rimangono minime. I test dimostrano che anche con una risoluzione di 4K, le GPU moderne non saturano la larghezza di banda PCIe 3.0 x16.

Tuttavia, man mano che le capacità della GPU avanzano e i giochi richiedono maggiore potenza grafica, i vantaggi di PCIe 4.0 e 5.0 diventeranno sempre più importanti per mantenere le massime prestazioni.

Per sfruttare appieno PCIe 4.0 e 5.0, gli utenti devono selezionare componenti compatibili:

• CPU: I processori moderni forniscono fino a 16 corsie PCIe 5.0 e 4 corsie PCIe 4.0, garantendo una larghezza di banda sufficiente sia per le GPU che per gli SSD.
• Scheda madre: Richiede chipset compatibili con socket LGA 1700 o modelli specifici della serie 500 a seconda della scelta del processore.
• Dispositivi: Sebbene le build iniziali potrebbero non includere componenti PCIe 4.0 o 5.0, il supporto di queste tecnologie garantisce la preparazione per i futuri progressi hardware.

Le piattaforme PCIe 5.0 e 4.0 offrono un'eccezionale flessibilità, fornendo più opzioni di configurazione e scelte periferiche. Con PCIe 5.0, gli utenti ottengono una maggiore rilevanza prima che l'hardware futuro si avvicini ai limiti di larghezza di banda, un vantaggio prezioso nel nostro panorama tecnologico in rapida evoluzione.