Wat is PCIe 4.0 en is het de moeite waard om te upgraden?

De belangrijkste punten

• PCIe 4.0 wordt veel gebruikt in moderne computers voor het verbinden van componenten zoals grafische processoren (GPU's), centrale verwerkingseenheden (CPU's) en NVMe SSD's. Het ondersteunt hoge gegevensoverdrachtssnelheden en is achterwaarts compatibel met eerdere PCIe-versies.
• PCIe 4.0 biedt een hoge bandbreedte, schaalbaarheid en toekomstbestendigheid. Het kan 16 gigabit per seconde (GT/s) per lane overdragen, met slots die configuraties zoals x1, x4, x8 en x16 ondersteunen. Toekomstige versies zoals PCIe 5.0 en 6.0 beloven nog hogere snelheden.
• PCIe 4.0 SSD's kunnen snelheden tot 8 GB/s bereiken met een configuratie van 4 lanes. Voor GPU's is het verschil tussen PCIe 4.0 en 3.0 doorgaans klein. Het gebruik van meerdere NVMe SSD's kan leiden tot bandbreedteverzadiging in de chipset, wat de systeemprestaties beïnvloedt.

Eind 2011 publiceerde PCI-SIG de eerste specificaties voor de PCIe 4.0- standaard , die naar verluidt snelheden van 16 gigabit per seconde (GT/s) of 32 gigabit per seconde (GB/s) zou bieden in een configuratie met 16 paden. De officiële lancering liet bijna zes jaar op zich wachten, en in juni 2017 publiceerde PCI-SIG officieel de definitieve specificaties voor PCIe 4.0.

AMD was de eerste fabrikant van consumentenchips die CPU's met PCIe 4.0-ondersteuning op de markt bracht, te beginnen met de Zen2 en de vlaggenschipchip X570E in 2019. Intel liep op dit gebied iets achter en introduceerde PCIe 4.0 met Tiger Lake het jaar daarop.

PCIe 4.0 gebruikt 128b/130b- coderingstechnologie om 128-bits data naar 130-bits te converteren . Dit resulteert in een efficiëntie van ongeveer 98.46% , wat aanzienlijk hoger is dan bij eerdere versies.

↪ Impact op SSD's en grafische processoren (GPU's)

Qua daadwerkelijke prestaties bereikt een 4-lane PCIe 4.0 SSD-verbinding een maximale snelheid van ongeveer 8 GB/s . Dit komt overeen met wat de meeste krachtige PCIe 4.0 SSD's voor consumenten bieden, zoals de Samsung 990 PRO en de WD Black SN850X.

De meeste grafische processoren (GPU's) hebben een x8- of x16 -businterface , wat zelfs voor oudere PCIe-versies voldoende is. De Radeon RX 6500 XT is echter een uitzondering , met een beperkte x4- interface . Als uw computer PCIe 3.0 gebruikt voor het eerste x16- slot , is uw bandbreedte met de RX 6500 XT beperkt tot slechts 4 GB/s . Dit resulteert in een prestatieverschil van bijna 70% in sommige games tussen PCIe 4.0 en PCIe 3.0.

Daarnaast kun je met een x8/x16 -kaart mogelijk wat frames verliezen . Tenzij je je pc al een tijdje geleden hebt gebouwd, heb je hoogstwaarschijnlijk PCIe 4.0, aangezien dit werd geïntroduceerd met Intel 's Rocket Lake-S ( 11e generatie ) en AMD's Zen2 (Ryzen 3000), hoewel je minimaal een B550- of X570- moederbord nodig hebt.

Angst, onzekerheid en twijfel

Het duurde slechts een paar jaar voordat de markt een abrupte verschuiving doormaakte van PCIe 4.0 naar systemen met PCIe 5.0. CPU-fabrikanten introduceren geleidelijk meer PCIe 5.0- slots met nieuwere chipsets. Bovendien worden SSD's sneller dan 8 GB/s technisch beperkt door de PCIe 4.0-standaard. Is het dus tijd om te upgraden?

Over het algemeen ondersteunen alle moderne grafische processoren geen hogere snelheden dan PCIe Gen 4.0. Je zou een groot prestatieverschil tussen PCIe 4.0 en PCIe 3.0 verwachten, maar dat is niet het geval.

Gamer's Nexus heeft tests uitgevoerd en vastgesteld dat, ondanks een verdubbeling van de bandbreedte , de framesnelheid (FPS) tussen de derde en vierde generatie slechts marginaal met 2-3% verbeterde . Het spreekt voor zich dat PCIe Gen 5.0 een nog kleinere verbetering zal bieden.

In het gedeelte over solid-state drives (SSD's) is het eerste argument dat SSD's met PCIe 5.0 duur zijn. Bij dezelfde capaciteit zijn Gen 5 SSD's ongeveer twee keer zo duur als Gen 4 SSD's . Ten tweede is de snelheidsverbetering marginaal, omdat de PCIe 5.0-technologie haar volledige potentieel nog niet heeft bereikt. Je betaalt twee keer zoveel voor snelheden die 1.5 tot 1.6 keer sneller zijn (tot 12000 MB/s ).

Tot slot werken PCIe 5.0 SSD's op extreem hoge temperaturen . Je hebt vrijwel altijd een koelblok of zelfs actieve koeling nodig om optimale prestaties te behouden. Tenzij je workloads daadwerkelijk de volledige bandbreedte benutten, is de investering niet de moeite waard.

↪ Potentieel voordeel van de upgrade

Een groot voordeel van PCIe 5.0 is echter dat sommige aankomende Intel Z890 -moederborden naar verluidt een x8 PCIe 5.0 -slot (equivalent aan x16 PCIe 4.0 voor 32 GB/s ) voor de GPU zullen hebben. Dit laat drie x4 PCIe 5.0-slots over voor SSD's , die direct op de CPU zijn aangesloten, plus nog een x4 PCIe 4.0 -slot . Zo profiteer je van het beste van beide werelden en heb je meer dan voldoende bandbreedte voor de GPU.

Het is belangrijk om te weten dat dit slechts een gerucht is en dat niet alle krachtige Z890-moederborden deze configuratie ondersteunen.

Kortom, elk modern systeem zou minstens één x16 PCIe 4.0 -slot moeten hebben, met daarnaast nog een x4- slot dat PCIe 4.0 of PCIe 3.0 ondersteunt , afhankelijk van het moederbordmodel. Gezien deze feiten kun je gerust stellen dat je je systeem moet upgraden op basis van je CPU , GPU en andere componenten, en niet op basis van de PCIe- generatie.

Oudere GPU's in computers die PCIe 3.0 ondersteunen, zullen mogelijk geen significante prestatieverbetering merken, zelfs niet na een upgrade naar PCIe 4.0. Hetzelfde geldt voor de huidige GPU's, hoewel er opvallend genoeg nog geen GPU PCIe 5.0 ondersteunt . Als je budget beperkt is, is PCIe 4.0 / 3.0 meer dan voldoende.

Als u echter een geavanceerder systeem wilt, kunnen de aankomende chipsets u effectief voorzien van diverse opslagmogelijkheden ( 3 x4 PCIe 5.0 + 1 x4 PCIe 4.0 ), samen met ruime GPU-bandbreedte. U hebt hiervoor wel een GPU nodig die PCIe 5.0 ( x8 ) ondersteunt, wat momenteel niet beschikbaar is. Dit komt doordat de RTX 4090 werkt op PCIe 4.0 x8- snelheden ( 16 GB/s , equivalent aan PCIe 3.0 x16), aangezien deze alleen PCIe 4.0 ondersteunt.