Qu'est-ce que PCIe 6.0 Et en quoi est-ce différent?

PCIe 4.0 Les cartes mères commencent seulement à être expédiées aux clients, mais cela ne ralentit pas le développement de cette norme cruciale de connexions périphériques. PCIe 6.0 est déjà sur la table, avec des améliorations du béton par rapport à la norme de pointe actuelle.

Puisque PCIe devient fondamental dans les ordinateurs de toutes formes et tailles, il vaut la peine de parler de ce qu'est PCIe, de ce pour quoi il est utilisé et de ce que le nouveau PCIe 6 6.0 offrira à l'avenir.

PCIe est à la fois un protocole et une norme de connexion matérielle physique. La norme de connexion matérielle PCIe la plus courante est la fente d'extension de la carte mère. Vous connectez des cartes d'extension à ces emplacements, et la communication se produit sur les broches de connexion. Cependant, il est possible d'envoyer des signaux de protocole PCIE sur d'autres types de connexions.

NVME SSDS en utilisant le m.2 Le connecteur peut utiliser PCIe, et cela ne semble pas différent de l'ordinateur d'un SSD connecté via un emplacement PCIE standard. Les normes Thunderbolt 3 et 4 prennent également en charge l'envoi de signaux PCIe sur un câble. C'est ainsi que EGPU (cartes graphiques externes) sont possibles.

Les appareils PCIe envoient des données de manière série mais sur plusieurs voies parallèles. Une fente X16 PCIe sur la carte mère d'un ordinateur peut accueillir seize canaux de données à la fois. PCIe propose également des emplacements x8, x4 et x1. En général, les cartes graphiques utilisent la machine à sous X16 car elles ont besoin autant de bande passante que possible. Bien que les emplacements plus lents soient généralement physiquement plus courts, il est courant pour la longueur de x16 en plus de la primaire à X8.

Les cartes PCIe offrent une compatibilité vers l'arrière et une compatibilité croisée, vous pouvez donc coller une carte X4 dans n'importe quel emplacement PCIe qui s'adaptera physiquement. C'est juste que vous gaspillerez toutes les voies de PCIe que la carte X4 n'utilise pas. Il en va de même pour l'utilisation d'un PCIe 5.0 carte dans, par exemple, un 4.0 fente. Cela fonctionnera mais se limitera au plus bas dénominateur commun.

Qui décide de la norme PCIe?

La norme PCI Express est conçue et approuvée par le PCI Special Interest Group (PCI-SIG), un consortium avec des membres de l'industrie électronique et informatique avec un intérêt direct pour la technologie.

PCI-SIG a été fondée en 1992 en tant que groupe chargé d'aider les fabricants informatiques à implémenter correctement la norme Intel PCI. Aujourd'hui, c'est une organisation à but non lucratif avec plus de 800 membres.

La carte PCI-SIG a AMD, ARM, Dell, IBM, Intel, Nvidia, Qualcomm et plus de membres. Vous pouvez reconnaître ces noms comme principaux fabricants d'appareils informatiques, et avoir une norme partagée facilite leur travail, sans parler de la vie de leurs clients!

À quoi sert PCIe pour?

Nous avons déjà mentionné les cartes d'expansion et les SSD ci-dessus, vous avez donc probablement une idée générale des utilisations de PCIe.

La norme PCIE connecte à peu près n'importe quel périphérique externe que vous pouvez imaginer. Il offre une bande passante beaucoup plus large que USB, surtout lorsque vous regardez plusieurs voies. PCIe fournit également un chemin direct vers le CPU, ce qui le rend parfait pour les applications à grande vitesse et à faible latence.

Les GPU modernes utilisent seize voies de bande passante de PCIe pour maximiser leurs performances, mais tous les périphériques n'ont pas besoin de beaucoup de bande passante. Le dernier PCIe 4.0 SSDS Utilisez «seulement» quatre voies, mais cela suffit pour faire sauter la norme SATA qui sort de l'eau. Tandis que SATA se termine à 600 Mb / s, PCIe 4 de gamme.0 disques peut se déplacer plus de 7000 Mo / s.

Les cartes d'extension PCIE peuvent également s'adapter aux cartes son, des cartes de capture vidéo, un adaptateur Ethernet 10 Go, des cartes WiFi 6, des contrôleurs Thunderbolt ou USB, et plus. Les périphériques intégrés dans la carte mère de votre ordinateur utilisent également PCI Express. C'est juste que le câblage est permanent et non sous la forme d'une fente.

Comment PCIe 6.0 Améliorer PCIe 5.0?

L'amélioration des titres est généralement un grand saut dans le débit de données à chaque révision PCIe. C'est la quantité d'informations qui peuvent être déplacées dans le bus chaque seconde.

Dans ce département, PCIe 6.0 ne déçoit pas. Il double entièrement le taux de transfert de données déjà énorme de PCIe 5.0 de 32 gigatransfers par seconde (GT / s) à 64 GT / s par voie. Alors que PCIe 5.0 pourrait déplacer 63 gigaoctets par seconde (Go / s), 6.0 peut passer à 128 Go / s. C'est plus d'une connexion X16, avec des connexions plus mineures réduisant. Cela signifie un x8 pCIe 6.0 fente a maintenant autant de performances qu'un x16 5.0 fente.

Cela crée beaucoup de marge pour les futurs GPU et des solutions de stockage ultra-rapides. Sans parler de la portée incroyable pour les appareils externes connectés via des cartes PCIe ou d'expansion qui offrent Thunderbolt et USB 4.

Nouvelles fonctionnalités dans PCI Express 6.0

Faire un saut de performance aussi monumental en une seule génération n'a pas été facile. Pour atteindre ces chiffres, les ingénieurs PCI-SIG ont dû développer quelques nouvelles façons innovantes de déplacer les électrons.

Signalisation PAM4

Très probablement, le changement le plus significatif avec PCIe 6.0 par rapport aux générations précédentes de l'interface est la façon dont les données sont codées.

PCI Express 6.0 utilise Pam4, qui est court pour Modulation d'amplitude d'impulsion avec quatre niveaux. Si vous savez quelque chose sur les formes d'onde électriques, vous saurez que «l'amplitude» de l'onde est à quelle distance la crête de l'onde est de la ligne de base.

Le codage PCIE plus ancien NRZ (non-retour à zéro) n'a eu que deux niveaux d'amplitude par impulsion pendant un cycle d'horloge. PCIe 6 double à quatre, augmentant la quantité de données codées à chaque cycle.

Correction d'erreur à terme (FEC)

Bien que la méthode de codage PAM4 offre un coup de pouce significatif aux vitesses, elle donne également un gros coup de pouce aux erreurs de bit. En d'autres termes, on arrive à sa destination au lieu d'un zéro, et vice versa.

Pour lutter contre cela, PCIe 6.0 a une nouvelle fonctionnalité de correction d'erreurs à terme, qui vérifie les données que les données arrivent là où elles devraient se passer sans se corrompre, à l'aide d'une implémentation CRC (vérification de redondance cyclique) robuste.

Un danger d'ajouter plus d'étapes de correction d'erreur dans le pipeline est que vous ajouterez plus de latence. La latence supplémentaire a été une préoccupation croissante avec divers composants informatiques à grande vitesse. Bien qu'ils puissent déplacer de plus en plus de données, ils prennent plus de temps pour réagir à une demande de données, ce qui peut entraîner ses propres problèmes.

La FEC a été conçue pour cibler l'ajout de deux nanosecondes de latence par rapport aux versions précédentes de PCIe, qui est un tout petit peu de latence supplémentaire qu'aucun humain ne peut détecter.

Mode flit

Le mode flit était une autre mesure introduite pour améliorer la correction des erreurs dans PCIe 6.0. Il organise des données en unités de taille uniforme à l'aide d'une unité de contrôle de débit embarquée dédiée. Ceci est nécessaire pour vérifier les erreurs des paquets car vous pouvez appliquer un algorithme à chaque paquet de données et vérifier si le paquet donne toujours le résultat lorsqu'il atteint l'autre extrémité du pipeline.

Le fait est qu'il s'avère que le mode de flit apporte également des gains d'efficacité importants à d'autres endroits. Il aide à réduire la latence, rend l'utilisation de la bande passante plus efficace et permet à PCIe 6.0 supprime avec une grande partie de l'encodage au-dessus des versions précédentes. Ainsi, bien que PAM4 augmente jusqu'à 2ns de latence, le mode de flit économise sur la latence dans d'autres domaines.

Mode L0P

Une fonctionnalité intéressante dans PCIe 6.0 est le mode L0P. Ce mode réduit le nombre de voies qu'un périphérique utilise pour envoyer et recevoir des données. Donc, si votre ordinateur portable fonctionne sur la batterie et que le GPU n'a pas besoin de 16 voies pour faire son travail actuel, il ne va que pour utiliser uniquement le nombre de voies dont il a besoin, en économisant l'électricité en augmentant l'efficacité électrique.

Si vous attendez PCIe 6.0?

Si vous songez bientôt à acheter ou à construire un nouvel ordinateur, si vous attendez PCIe 6.0 Cartes mères pour sortir en premier? Il est toujours tentant d'essayer de construire un ordinateur à l'épreuve du futur. Et si un nouveau GPU ou SSD sort qui a besoin de PCIe 6.0 pour atteindre son plein potentiel?

La réponse courte à cette question est que vous n'avez pas à vous soucier d'attendre PCIe 6.0. Au moment de la rédaction du moment de la rédaction, PCIe 5.0 Les cartes mères n'ont commencé à se dérouler que sur les consommateurs, et même les GPU les plus haut de gamme sont loin d'avoir besoin de PCIe 5.0.

Dans les repères comparant les cartes phares comme le RTX 3080 ou RTX 3090 fonctionnant sur PCIe 3.0 et 4.0, la différence de performance était entre rien et 3%.  Oui c'est vrai. Nous n'atteins que maintenant les limites de PCIe 3.0, et ce n'est qu'avec les GPU les plus chers de la planète. Ne le transpire pas - du moins pas pendant quelques années. 

N'oubliez pas que PCI-SIG n'a publié ses spécifications de PCIe finales que pour la version 6.0 sur papier. Bien que la spécification finale ne change pas, il faudra un certain temps avant de voir beaucoup de matériel qui le prend en charge, du moins dans l'espace de consommation.

PCIe 6.0 Avantages Centres de données aujourd'hui

Cela ne veut pas dire PCIe 6.0 n'est pas déjà bénéfique pour quelqu'un. Dans les centres de données géants, nous comptons tous sur des services basés sur le cloud, chaque morceau supplémentaire de bande passante est précieux. À l'intérieur de ces racks d'ordinateurs, vous trouverez des systèmes avec des dizaines ou des centaines de cœurs de processeur et des tableaux de stockage SSD à grande vitesse. Les améliorations de la bande passante de PCIe aideront immédiatement à supprimer la pression de ces tuyaux de données contraignants.

Avoir tellement plus de bande passante signifie que l'IA et les applications d'apprentissage automatique pourraient analyser plus de données en moins de temps. Cela implique que les applications HPC (informatique haute performance) qui font un travail complexe en science, ingénierie et physique peuvent élargir leurs horizons.

Même les systèmes IoT (Internet des objets) qui envoient un flot de données aux centres de données à traiter en temps réel bénéficieront massivement de la bande passante supplémentaire.

Ce qui vient après PCI Express 6.0?

La technologie PCIE sera là depuis longtemps à moins que quelqu'un invente une technologie d'interconnexion périphérique qui est radicalement meilleure. Des entreprises comme Intel, AMD et Apple font des choses passionnantes avec les technologies connexes entre les puces à l'intérieur de leurs forfaits de processeur. Avec des processeurs comme Ryzen d'AMD et le lac Alder d'Intel fourré aux branchies avec des cœurs de processeur, ils doivent déplacer une énorme quantité de données. Nous sommes sûrs que le PCI-sig peut apprendre quelques choses de ce qui se passe à l'intérieur de ces processeurs.