Was ist PCIe 5.0 und warum ist es wichtig?

Mit der Veröffentlichung von Intel Alder Lake-Prozessoren und der bevorstehenden Veröffentlichung von AMD 7000 Ryzen-Prozessoren ist PCIe 5.0-Hardware endlich Realität. Aber was ist PCIe 5.0 und sollten Sie sich beeilen, ein PCIe 5.0-Motherboard zu kaufen?

Was ist PCI?

PCIe ist die Abkürzung für Peripheral Component Interconnect Express. PCIe ist ein Standard, der es Peripheriegeräten ermöglicht, sich mit Ihrem Motherboard zu verbinden und mit Ihrer Zentraleinheit (CPU) zu kommunizieren. Der PCIe-Standard wird seit 2003, als der erste PCIe-Standard angekündigt wurde, von der PCI Special Interest Group (PCI-SIG) veröffentlicht.

Der PCIe-Standard wurde ursprünglich entwickelt, um eine Reihe älterer Standards wie PCI, PCI-X und APG zu ersetzen. Es musste eine hervorragende Leistung haben, vielseitig und kompakt sein. PCI-SIG hat sich außerdem entschieden, den PCIe-Standard so abwärtskompatibel wie möglich zu machen.

Das bedeutet, dass Sie davon ausgehen können, dass ein 2008 PCIe 2.0-Gerät mit einem Motherboard mit PCIe 5.0-Steckplätzen funktioniert. Dies sind großartige Neuigkeiten, wenn Sie ältere Peripheriegeräte haben, die keine modernen Gegenstücke haben oder immer noch Ihre Anforderungen erfüllen. Ob Treiber, die für Windows XP oder Vista geschrieben wurden, unter Windows 10 oder 11 funktionieren, ist eine andere Frage.

Wofür wird PCIe verwendet?

Die PCIe-Schnittstelle wird typischerweise verwendet, um leistungsstarke Peripheriegeräte an einen Computer anzuschließen. Das häufigste Beispiel ist die Grafikverarbeitungseinheit (GPU), da moderne Spiele, wissenschaftliche, technische und maschinelle Lernanwendungen riesige Datenmengen verarbeiten müssen.

GPUs sind nicht das Einzige, was Sie an einen PCIe-Anschluss anschließen können: Netzwerkadapter, Soundkarten, M.2-PCIe-Adapter , USB-Erweiterungskarten, SATA-Erweiterungskarten und unzählige andere Geräte können die PCIe-Schnittstelle verwenden. Wenn etwas an Ihren Computer angeschlossen ist und es sich nicht um RAM oder eine Festplatte handelt, wird mit ziemlicher Sicherheit PCIe verwendet.

Offensichtlich haben nicht alle diese Geräte die gleiche Größe und die gleichen Bandbreitenanforderungen. Dazu gibt es mehrere Optionen für den physischen PCIe-Anschluss.

Was sind PCIe-Lanes und was bedeuten x1, x4, x8 und x16?

Sie werden hören, dass die physischen PCIe-Schnittstellen auf dem Motherboard als Steckplätze, Anschlüsse oder PCIe-Ports bezeichnet werden.

Diese Ports werden normalerweise nach der Anzahl der verfügbaren Leitungen sortiert, und die Anzahl der Leitungen bestimmt den vom Port unterstützten Gesamtdurchsatz. Der PCIe-5.0-Standard fordert eine Übertragungsrate von 8 Gigabyte pro Sekunde (GB/s) pro Lane.

Notiz. Die Gesamtbandbreite einer Spur wird zwischen Senden und Empfangen von Daten aufgeteilt. Eine einzelne 8-GB/s-Spur kann also 4 GB/s übertragen und gleichzeitig 4 GB/s empfangen.

Wenn auf einem Produkt so etwas wie „PCIe 5.0 x1“ steht, bedeutet dies, dass das Produkt PCIe 5.0 verwendet und über eine verfügbare PCIe-Lane verfügt. Wenn Sie „PCIe 5.0 x16“ sehen, bedeutet dies, dass 16 der gesamten PCIe 5.0-Lanes verfügbar sind, was einer Gesamtbandbreite von 128 GB/s entspricht.

Typischerweise gibt es PCIe x1-, x4-, x8- und x16-Ports in verschiedenen Größen, wobei PCIe x16 der größte und PCIe x1 der kleinste ist.

Die an diesen Ports angeschlossene Hardware ist entsprechend dimensioniert. Die anspruchsvollsten Peripheriegeräte wie GPUs sind für die Verwendung eines vollständigen x16-Ports ausgelegt, während Geräte wie Soundkarten normalerweise entweder x1- oder x4-Ports verwenden.

Es ist ziemlich üblich, PCIe x1-, x4- und x16-Ports auf normalen Consumer-Motherboards zu sehen. In der Regel verwendet ein Motherboard mit einem x8-Anschluss dieselbe physische Anschlussgröße wie die x16-Verbindung, aber der Durchsatz wird durch die Geschwindigkeit des x8-Anschlusses begrenzt. Es ist wichtig zu beachten, dass kleinere PCIe-Steckplätze immer an größere Ports angeschlossen werden können – wenn Sie eine Netzwerkkarte haben, die einen PCIe x4-Port verwendet, können Sie sie an jeden PCIe x8- oder PCIe x16-Port anschließen.

Abgesehen von den üblichen PCIe-Anschlüssen gibt es einen bemerkenswerten Unterschied: den M.2-Steckplatz. Der M.2-Anschluss ist der Standard für Hochgeschwindigkeits-NVMe-Solid-State-Laufwerke (SSDs). M.2 ist physisch nicht mit Standard-PCIe-Anschlüssen kompatibel, verwendet jedoch eine PCIe x4-Verbindung.

Wie unterscheidet sich PCIe 5.0?

Das wichtigste Merkmal von PCIe 5.0 – und das, das allen wichtig sein wird – ist Geschwindigkeit. PCIe 5.0 ist doppelt so schnell wie PCIe 4.0.

Hochgeschwindigkeits-M.2-NVMe-Laufwerke verwenden eine PCIe x4-Verbindung. Das bedeutet, dass NVMe-Laufwerke, die PCIe 5.0-Geschwindigkeiten unterstützen, Lese- und Schreibgeschwindigkeiten von etwa 16 GB/s haben. Typische SATA-SSDs erreichen etwa 550 Megabyte pro Sekunde (MB/s). PCIe 5.0 NVMe-Laufwerke – sofern verfügbar – versprechen, etwa 30-mal schneller zu sein. Die Ladezeit bleibt Vergangenheit.

Fast jeder hat etwas von der neuesten Version des PCIe-Standards, aber Menschen und Organisationen, die sich mit „Big Data“ beschäftigen, werden wahrscheinlich den größten Spaß haben. Rechenzentren, in denen Dienste wie Facebook, Google und andere große Dienste ausgeführt werden, verarbeiten unvorstellbare Datenmengen, und sie werden in der Lage sein, den letzten Tropfen Leistung aus PCIe 5.0-Schnittstellen herauszuholen. Wissenschaftliche und technische Anwendungen werden sicherlich von einer erhöhten Bandbreite profitieren.

Was bedeutet PCIe 5.0 für Verbraucher?

Zum Zeitpunkt des Schreibens, August 2022, nicht viel.

Derzeit sind nur sehr wenige PCIe 5.0-Geräte erhältlich, und keines davon richtet sich an Mainstream-Verbraucher oder gar Enthusiasten. NVIDIA wird voraussichtlich bei PCIe 4.0 für seine lang erwarteten GPUs der RTX 4000-Serie bleiben, und es ist nicht klar, ob AMDs GPUs der Radeon RX 7000-Serie auch die PCIe 5.0-Schnittstelle implementieren werden. Es gibt keine Consumer-SSDs, die für den PCIe-5.0-Standard ausgelegt sind. Es gibt nur wenige Enterprise-Optionen, wie zum Beispiel die Samsung PM1743 .

In Zukunft wird sich das definitiv ändern – auch wenn die GPUs der AMD Radeon RX 7000-Serie und der NVIDIA RTX 4000-Serie kein PCIe 5.0 verwenden, was sie ersetzen wird, wird bestimmt kommen. Consumer-SSDs wurden entdeckt , die PCIe 5.0 unterstützen, also sind sie wahrscheinlich nicht weit entfernt.

Bedeutet die bevorstehende Verfügbarkeit von PCIe 5.0-Geräten, dass Sie sich beeilen und einen neuen Alder Lake-, Raptor Lake- oder Zen 4-Prozessor und ein passendes Motherboard nur für die PCIe 5.0-Kompatibilität kaufen sollten? Es hängt davon ab, ob Sie bereit sind, mehr zu zahlen, um ein Early Adopter von PCIe 5.0-Hardware zu sein, und Sie sie tatsächlich nutzen können, dann ist PCIe 5.0 ein willkommener Leistungssprung. Wenn Sie trotzdem ein Upgrade benötigen, ist definitiv nichts falsch daran, etwas mit aktiviertem PCIe 5.0 zu bekommen.

PCIe 5.0-Geräte werden jedoch wahrscheinlich erst in einigen Jahren zur Norm werden, bis zu diesem Zeitpunkt werden wahrscheinlich sowohl Intel als auch AMD eine neue, schnellere Generation von Prozessoren herausbringen. Sofern Sie nicht auf der Suche nach dem Neuesten und Besten sind – oder aus anderen Gründen nicht aufrüsten müssen – legen Sie Ihr Geld besser beiseite und warten, bis weitere PCIe 5.0-Geräte auf den Markt kommen.

Inzwischen ist der PCIe-6.0-Standard bereits definiert. In der Welt der PC-Hardware gibt es immer etwas Neues und Besseres am Horizont.