اینتل فناوری PCIe 5.0 را برای محاسبات آینده ارتقا می‌دهد

کامپیوتر خود را به عنوان یک مرکز حمل و نقل پرسرعت تصور کنید که داده‌ها به طور مداوم بین اجزا جریان دارند. اگر مسیرها به اندازه کافی پهن نباشند، حتی پیشرفته‌ترین سخت‌افزارها نیز نمی‌توانند به پتانسیل کامل خود برسند. اینجاست که فناوری PCI Express (PCIe) نقش مهمی در معماری مدرن PC ایفا می‌کند. اما PCIe 5.0 و 4.0 دقیقاً چه هستند؟ چگونه با نسل قبلی خود، PCIe 3.0 مقایسه می‌شوند؟ و چه چیزی باعث می‌شود خطوط مستقیم CPU با خطوط چیپست متفاوت باشند؟

هر کسی که یک کامپیوتر ساخته باشد، اسلات‌های افقی PCIe روی مادربرد را می‌شناسد. PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) به عنوان یک گذرگاه توسعه با پهنای باند بالا عمل می‌کند که اجزای حیاتی مانند کارت‌های گرافیک، درایوهای حالت جامد (SSD)، کارت‌های کپچر و آداپتورهای بی‌سیم را متصل می‌کند. این اسلات‌ها به عنوان بزرگراه‌های دیجیتالی عمل می‌کنند و امکان انتقال سریع داده‌ها بین اجزا را فراهم می‌کنند.

مادربردها دارای اسلات‌های PCIe در پیکربندی‌های مختلف هستند—x1، x2، x4، x8 و x16—با خطوط بیشتر که پهنای باند بیشتری و اسلات‌های فیزیکی طولانی‌تری را فراهم می‌کنند. کارت‌های گرافیک معمولاً اسلات x16 بالایی را برای حداکثر پهنای باند و اتصال مستقیم CPU اشغال می‌کنند، در حالی که SSDهای PCIe M.2 مدرن معمولاً از خطوط x4 استفاده می‌کنند.

هر نسل PCIe سرعت نسل قبلی خود را دو برابر می‌کند. در حالی که PCIe 3.0 با 8 GT/s (گیگاترانسفر در ثانیه) کار می‌کند، PCIe 4.0 به 16 GT/s می‌رسد و PCIe 5.0 به 32 GT/s چشمگیر می‌رسد. (اندازه‌گیری GT/s نشان‌دهنده حداکثر سرعت تئوری قبل از رمزگذاری است؛ توان عملیاتی واقعی ممکن است کمی کمتر باشد.)

از نظر بصری، اسلات‌های PCIe جدیدتر سازگاری خود را با نسخه‌های قدیمی‌تر حفظ می‌کنند. این سازگاری رو به عقب و رو به جلو به این معنی است که کاربران می‌توانند یک SSD PCIe 3.0 را به یک اسلات PCIe 4.0 متصل کنند یا یک SSD PCIe 4.0 را در یک اسلات 3.0 نصب کنند—یک فلسفه طراحی که از سرمایه‌گذاری‌های سخت‌افزاری محافظت می‌کند و ارتقاها را ساده می‌کند.

همه خطوط PCIe به طور مساوی کار نمی‌کنند. خطوط مستقیم CPU یک اتصال مستقیم به پردازنده ایجاد می‌کنند، در حالی که خطوط چیپست (یا خطوط PCH) از طریق چیپست مادربرد مسیریابی می‌شوند قبل از رسیدن به CPU از طریق رابط Direct Media (DMI). خطوط مستقیم CPU را به عنوان خطوط سریع و خطوط چیپست را به عنوان جاده‌های محلی با توقف‌های متعدد در نظر بگیرید.

چیپست معمولاً عملکردهای مختلف مادربرد—دستگاه‌های USB، Wi-Fi، اترنت و صدای داخلی—را مدیریت می‌کند. با این حال، پهنای باند محدود بین CPU و چیپست (معمولاً x8 PCIe 3.0) می‌تواند هنگام کار همزمان چندین دستگاه ذخیره‌سازی و لوازم جانبی، گلوگاه ایجاد کند. اتصالات مستقیم CPU این محدودیت را دور می‌زنند و تأخیر کمتر و عملکرد بالاتری را ارائه می‌دهند.

از نظر تاریخی، کاربرانی که 16 خط PCIe 3.0 داشتند، با انتخاب‌های دشواری مواجه بودند—کاهش پهنای باند کارت گرافیک به x8 برای آزاد کردن خطوط برای اجزای دیگر، گلوگاه‌های جدیدی ایجاد می‌کرد. طرح‌های مادربرد مدرن اکنون خطوط مستقیم CPU بیشتری را ارائه می‌دهند و به GPUها و SSDها اجازه می‌دهند با ظرفیت کامل کار کنند.

درایوهای PCIe M.2 SSD و NVMe با استفاده از کارت‌های آداپتور در حال حاضر از درایوهای متصل به SATA عملکرد بهتری دارند. توان عملیاتی بالاتر PCIe به ذخیره‌سازی NVMe اجازه می‌دهد تا داده‌های بیشتری را به طور کارآمدتری در صف قرار دهد، در حالی که اتصالات مستقیم مادربرد تأخیر را کاهش می‌دهد. اتصال به خطوط PCIe مستقیم CPU، فاصله انتقال داده‌ها را از طریق چیپست به حداقل می‌رساند و پاسخگویی را افزایش می‌دهد.

ارزش واقعی PCIe 5.0 در سازگاری کامل رو به عقب و آمادگی برای آینده نهفته است—اطمینان از اینکه سخت‌افزار جدید با محدودیت‌های عملکرد مواجه نخواهد شد. کاربران می‌توانند با اطمینان اجزای ذخیره‌سازی و گرافیک را بدون نگرانی از سازگاری ارتقا دهند.

در حال حاضر، SSDهای PCIe 4.0 سرعت خواندن/نوشتن حداکثر بالاتری را نسبت به مدل‌های 3.0 نشان می‌دهند، اگرچه مزایای دنیای واقعی در زمان بارگذاری و انتقال فایل‌ها همچنان متوسط است. با این حال، با پیشرفت کنترل‌کننده‌های حافظه و بهینه‌سازی نرم‌افزار برای SSDهای مدرن، این مزایا برجسته‌تر خواهند شد.

فناوری‌های نوظهور نوید افزایش عملکرد SSD در طول عملیات فشرده را می‌دهند. چنین پیشرفت‌هایی می‌تواند سرعت بارگذاری بازی‌ها، پخش جریانی منابع و طراحی سطح را متحول کند—ایجاد بارگذاری تقریباً فوری و تجربیات یکپارچه دنیای باز.

در حالی که پهنای باند افزایش‌یافته PCIe 4.0 و 5.0 از نظر تئوری برای کارت‌های گرافیک با تسریع انتقال داده‌ها به VRAM مفید است، تفاوت‌های عملکرد بازی فعلی بین PCIe 3.0 و 4.0 حداقل است. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که حتی در وضوح 4K، GPUهای مدرن پهنای باند PCIe 3.0 x16 را اشباع نمی‌کنند.

با این حال، با پیشرفت قابلیت‌های GPU و تقاضای بازی‌ها برای قدرت گرافیکی بیشتر، مزایای PCIe 4.0 و 5.0 برای حفظ عملکرد اوج، اهمیت فزاینده‌ای پیدا خواهند کرد.

برای استفاده کامل از PCIe 4.0 و 5.0، کاربران باید اجزای سازگار را انتخاب کنند:

• CPU: پردازنده‌های مدرن تا 16 خط PCIe 5.0 و 4 خط PCIe 4.0 ارائه می‌دهند و پهنای باند کافی را برای GPUها و SSDها تضمین می‌کنند.
• مادربرد: به چیپست‌های سازگار با سوکت‌های LGA 1700 یا مدل‌های خاص سری 500 بسته به انتخاب پردازنده نیاز دارد.
• دستگاه‌ها: در حالی که ساخت‌های اولیه ممکن است شامل اجزای PCIe 4.0 یا 5.0 نباشند، پشتیبانی از این فناوری‌ها آمادگی برای پیشرفت‌های سخت‌افزاری آینده را تضمین می‌کند.

پلتفرم‌های PCIe 5.0 و 4.0 انعطاف‌پذیری استثنایی را ارائه می‌دهند و گزینه‌های پیکربندی و انتخاب‌های جانبی بیشتری را ارائه می‌دهند. با PCIe 5.0، کاربران قبل از اینکه سخت‌افزار آینده به محدودیت‌های پهنای باند نزدیک شود، مرتبط بودن بیشتری را به دست می‌آورند—یک مزیت ارزشمند در چشم‌انداز فناوری ما که به سرعت در حال تکامل است.