PCIe 4.0 และ 5.0 คืออะไร

อุปกรณ์ PCIe 4.0 กำลังได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น

แต่อะไรคือข้อแตกต่างระหว่าง 5.0, 4.0 และ 3.0 PCIe ทำงานกับอุปกรณ์รุ่นก่อนหน้าอย่างไร และอะไรคือประโยชน์ของเลน CPU PCIe เมื่อเปรียบเทียบกับเลน PCIe ของชิปเซ็ต

มาลงลึกในรายละเอียดกันว่า PCIe 4.0 ทำงานอย่างไรและทำไมจึงเป็นส่วนหนึ่งที่ถูกรวมไว้ในประสบการณ์การใช้งานพีซีของคุณ

PCIe 4.0 คืออะไร

หากคุณเคยประกอบพีซีมาก่อนหน้านี้ คุณคงจำได้ว่าช่อง PCIe วางในแนวนอนพาดบนเมนบอร์ดของคุณ PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) คือบัสขยายแบนด์วิดท์ที่นิยมใช้ในการเชื่อมต่อการ์ดกราฟิกและ SSD และอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น การ์ดจับภาพและการ์ดไร้สาย

เลน PCIe บนเมนบอร์ดมีรูปแบบ x1, x2, x4, x8 และ x16 จำนวนเลนที่มากหมายถึงแบนด์วิดท์ที่มากและช่องที่ยาวขึ้น โดยทั่วไป GPU จะถูกติดตั้งอยู่ในช่อง x16 บนสุด เนื่องจากมีแบนด์วิดท์สูงสุด และก่อนหน้านี้เป็นการเชื่อมต่อไปยัง CPU โดยตรงที่สุด PCIe m.2 SSD รุ่นใหม่ใช้เลน x4

แต่ละเจนเนอเรชั่นของ PCIe เร็วขึ้นเป็นสองเท่าของรุ่นก่อนหน้า ขณะที่ PCIe 3.0 มีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่ 8 GT/s ต่อวินาที PCIe 4.0 มีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่ 16 GT/s และ PCIe 5.0 ที่ 32 GT/s (อัตราบิตวัดในหน่วย gigatransfers เพื่อแสดงความเร็วสูงสุดทางทฤษฎีก่อนการเข้ารหัส ความเร็วที่แท้จริงอาจต่ำกว่า)

หากมองเผินๆ ช่อง PCIe รุ่นใหม่มีลักษณะเหมือนกับ 3.0 อีกทั้งยังรองรับการใช้งานร่วมกับรุ่นเก่าและรุ่นใหม่: ไม่เพียงแต่เชื่อมต่อ PCIe 3.0 SSD เข้ากับช่อง PCIe 4.0 ได้ แต่คุณยังสามารถเชื่อมต่อ PCIe 4.0 SSD กับช่อง 3.0 ได้ด้วย

เลน PCIe คืออะไร

เลน PCIe ทุกเลนไม่ได้ทำงานแบบเดียวกัน เลน CPU PCIe เชื่อมต่อกับ CPU โดยตรง ขณะที่เลนชิปเซ็ต (หรือ “เลน PCH”) ต่อเข้ากับชิปเซ็ตเมนบอร์ดที่เชื่อมต่อกับ CPU ผ่าน DMI (Direct Media Interface) link

โดยทั่วไป PCH จัดการคุณสมบัติต่างๆ บนเมนบอร์ด เช่น อุปกรณ์ USB, Wi-Fi และเครือข่าย Ethernet และเสียงออนบอร์ด เนื่องจากการเชื่อมต่อระหว่าง CPU กับชิปเซ็ตจำกัดแบนด์วิดท์รวม x8 3.0 จึงอาจทำให้การเชื่อมต่อเต็มหากคุณต่ออุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลหลายตัวและใช้อุปกรณ์อื่นๆ การต่อเข้ากับ CPU โดยตรงช่วยแก้ปัญหาคอขวดนี้

ที่ผ่านมา ผู้ใช้ที่ใช้เลน 16 PCIe 3.0 ใช้ประโยชน์จากพาธที่ดีที่สุดที่ไปยัง CPU ได้โดยแบ่งแบนด์วิดท์ไปยัง GPU ครึ่งหนึ่งซึ่งส่งผลให้เกิดปัญหาคอขวด

PCIe m.2 SSD และ NVMe SSD ที่ใช้การ์ด riser ใช้ประโยชน์จากความเร็วบนไดรฟ์ที่เชื่อมต่อผ่านสายข้อมูล SATA ได้แล้ว อัตราการรับส่งข้อมูลของ PCIe ที่สูงขึ้นช่วยให้อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล NVMe จัดเรียงข้อมูลได้มากขึ้นและรวดเร็วและเชื่อมต่อกับเมนบอร์ดโดยตรงเพื่อลดความหน่วงแฝง นอกจากนี้ การเชื่อมต่อเลน CPU PCIe ยังช่วยลดความหน่วงแฝงโดยลดข้อมูลระยะทางที่ต้องเดินทางผ่านชิปเซ็ต

ทำไมต้องอัปเกรดเป็น PCIe 4.0

ดังกล่าวข้างต้น แต่ละเจนเนอเรชั่นของ PCIe เพิ่มความเร็วในการรับส่งข้อมูลเป็นสองเท่า แต่ประโยชน์ที่ได้รับที่แท้จริงจาก PCIe 5.0 คือ การใช้งานร่วมกันอุปกรณ์รุ่นก่อนหน้าได้ทั้งหมดและพิสูจน์การใช้งานที่รองรับอนาคต: คุณมั่นใจได้ว่าฮาร์ดแวร์ใหม่จะไม่สร้างปัญหาคอขวดในระบบของคุณอย่างแน่นอน

ปัจจุบัน PCIe 4.0 SSD ออกแบบมาให้มีความเร็วในการอ่าน/เขียนสูงสุดสูงกว่า PCIe 3.0 SSD แต่ประโยชน์ที่ได้จากการใช้งานจริงอย่างเวลาในการโหลดและการถ่ายโอนไฟล์ขนาดใหญ่ยังค่อนข้างจำกัด อย่างไรก็ดี เร็วๆ นี้จะมีการออกตัวควบคุมหน่วยความจำใหม่ และคาดว่าทั้งเกมและแอปพลิเคชันจะได้รับประโยชน์มากขึ้นจาก SSD รุ่นใหม่

สิ่งที่อาจเกิดขึ้นหลังจากเทคโนโลยีใหม่นี้ออกมาคือ DirectStorage ซึ่งออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของ SSD ในเวิร์คโหลด I/O ที่หนักหน่วง เนื่องจาก SSD กลายเป็นมาตรฐานในการพัฒนาเกมเจนเนอเรชั่นใหม่ จึงอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าในแง่ของเวลาโหลด การสตรีมแอสเซทและการออกแบบระดับ

นอกจากนี้ แบนด์วิดท์ที่สูงขึ้นของ PCIe 4.0 และ 5.0 อาจเป็นประโยชน์ต่อการ์ดกราฟิก เนื่องจากการรับส่งข้อมูลที่เร็วขึ้นช่วยให้ถ่ายโอนข้อมูลไปยัง VRAM ได้เร็วขึ้น แต่แม้ว่าการติดตั้ง PCIe 4.0 จะมีประสิทธิภาพเหนือกว่า 3.0 เมื่อเปรียบเทียบเชิงระบบ แต่ประโยชน์ที่ได้รับในการใช้งานจริงสำหรับการเล่นเกมยังคงจำกัดในปัจจุบัน

บางการทดสอบพบว่าแม้แต่เกมที่รันใน 4K ด้วยการ์ดกราฟิกปัจจุบันก็ไม่ใด้ใช้แบนด์วิดท์ของช่อง PCIe 3.0x16 ทั้งหมด อาจมีข้อดีในแง่ FPS เล็กน้อยเมื่อเปรียบเทียบ GPU ที่รันในการกำหนดค่า PCIe 4.0 กับ 3.0 แต่ความแตกต่างยังเล็กน้อยจนแทบไม่เห็นข้อแตกต่างที่ชัดเจน

ฉันต้องมีอุปกรณ์ใดเพื่อใช้งาน PCIe 4.0 หรือ 5.0

CPU PCIe 5.0 พัฒนาขึ้นเพื่อรองรับการเล่นเกมตั้งแต่ระดับเริ่มต้นไปจนถึงสูงสุด 16 CPU PCIe 5.0 เลน และสูงสุด 4 CPU PCIe 4.0 เลน 4.0 พัฒนาขึ้นเพื่อรองรับการเล่นเกมตั้งแต่ระดับเริ่มต้นพร้อมกับคุณสมบัติ เช่น PCIe 4.0 และสูงสุด 20 CPU PCIe เลน

เมนบอร์ด คุณต้องใช้ชิปเช็ต 600 Series กับซอคเก็ต LGA 1700 หรือแผงวงจรหลัก 500 Series จากกลุ่มผลิตภัณฑ์ Z590 หรือ B560 ขึ้นอยู่กับ CPU ของคุณ

อุปกรณ์ PCIe 4.0 และ 5.0 แม้ว่าคุณอาจยังไม่สนใจ PCIe 4.0 SSD หรือ GPU ในการประกอบหรือซื้อเครื่องในครั้งแรกของคุณ แต่คุณอาจอยากทราบเกี่ยวกับการสนับสนุนที่จะเป็นประโยชน์ในอนาคต อาจเป็นไปได้ที่พอร์ตของคอนโซลเกมใหม่เริ่มใช้การสตรีมในแอสเซทมากขึ้น และ PCIe 4.0 SSD พร้อมมอบประสบการณ์ที่ราบรื่นที่จับต้องได้ หรือ GPU รุ่นใหม่อาจได้รับประโยชน์จากอัตราการรับส่งข้อมูลของช่อง PCIe 4.0 และ 5.0 ที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า (โปรดทราบว่าอุปกรณ์ PCIe 3.0 สามารถทำงานได้ตามปกติบนแพลตฟอร์ม PCIe 4.0 หรือ 5.0 เนื่องจากความสามารถในการใช้งานร่วมกันได้กับอุปกรณ์รุ่นก่อนหน้า)

เพราะเหตุใด PCIe 4.0 และ 5.0 จึงมีความสำคัญ

แพลตฟอร์ม PCIe 5.0 และ 4.0 ให้คุณมีความยืดหยุ่นเพิ่มขึ้น คุณมีตัวเลือกเพิ่มขึ้นเมื่อคุณซื้ออุปกรณ์ต่อพ่วงใหม่และมีตัวเลือกมากขึ้นเมื่อคุณกำหนดค่าอุปกรณ์เหล่านั้น และด้วย PCIe 5.0 คุณมีเวลามากขึ้นก่อนที่ผลิตภัณฑ์ในอนาคตจะอิ่มตัวกับแบนด์วิดท์ที่ใช้งานอยู่

ผู้ใช้จำนวนมากเปลี่ยนไดรฟ์อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลหรือการ์ดกราฟิกใหม่เมื่อถึงช่วงเวลาหนึ่งหลังใช้งานระบบ หากคุณคือหนึ่งในนั้น การรองรับ PCIe 5.0 ช่วยให้คุณมั่นใจว่าคุณจะสามารถใช้งาน SSD และ GPU ที่ออกใหม่ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ เลน CPU PCIe 20 เลนช่วยให้สามารถใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงที่สำคัญที่สุดในระบบ นั่นคือ GPU และ SSD ผ่านการเชื่อมต่อโดยตรงมากขึ้นไปยัง CPU ซึ่งช่วยลดความหน่วงแฝง