Новости про PCI-Express 4.0

Согласно слайду, показанному на закрытом мероприятии Gigabyte, третье поколение настольных процессоров Ryzen может быть выпущено уже на Computex 2019, которая состоится в июне. Платформа получит первые потребительские процессоры архитектуры Zen 2 с кодовым именем Matisse, а также чипсет AMD X570.

Ожидается, что чипсеты третьего поколения X570 станут первой в мире платформой, где будет реализована шина PCI-Express gen 4.0. Также ожидается, что AMD обеспечит обратную совместимость со старыми процессорами для чипсетов 300-й и 400-й серии за счёт раздельной реализации PCI-Express на основе материнской платы.

Возможно, это приведёт к некоторому повышению цены на материнские платы 500-й серии, но зато сохранится возможность сэкономить, если вам не требуется PCI-e 4.0.

По словам компании, контроллер обеспечивает скорость работы более 8 ГБ на секунду и более 2 миллионов операций ввода-вывода.

Кроме высокой скорости он обладает технологиями контроля целостности данных, характерными для промышленных накопителей, а также надёжной поддержкой RAID и ECC в накопителях будущего поколения на базе памяти TLC и QLC.

Высокая гибкость и программируемость контроллера обеспечивает пользователям уникальную оптимизацию собственных SSD решений для накопителей широкого применения, включая NVMe, KV и Open Channel SSD. Программируемость канального интерфейса контроллера обеспечивает клиентом будущую поддержку многих поколений технологий NAND.

Что касается стандарта NVMe, то сейчас контроллер NVMe поддерживает версию протокола 1.3. Об окончании опытного производства и начала выпуска устройств на базе этого контроллера пока ничего не сообщается.

Директор AMD Лиза Су анонсировала Vega 20 месяц назад, заявив, что чип будет изготовлен по 7 нм технологии, а чип будет окружён не двумя, а четырьмя стеками HBM2, что обеспечит 32 ГБ видеопамяти. Однако ещё одна важная деталь спецификации осталась незамеченной.

Внимательное изучение драйвера GPU для Linux от AMD выявило спецификацию шины PCI-Express четвёртого поколения, со скоростью 256 Гб/с на направление при x16 подключении. Это вдвое больше, чем предоставляет PCI-Express gen 3.0.

Впервые о возможном использовании PCIe gen 4.0 в Vega 20 стало известно в январе, благодаря утекшему слайду на CES 2018. Тогда ожидалось, что первые видеокарты архитектуры Vega 20 появляется во втором полугодии. Тот же слайд говорил, что чипы EPYC на базе Zen 2 (не Zen+) также будет содержать корневой комплекс 4-го поколения PCIe.

Французский компьютерный журнал Canard PC написал об этом в своём Twitter канале. Отмечается, что серверные процессоры Epyc Gen 2 получат до 64 вычислительных ядер и 256 МБ кэша третьего уровня. Ну, а учитывая SMT, будет интересно посмотреть на скриншоты диспетчера задач со 128 потоками.

Кроме огромного числа ядер и кэша, процессор будет поддерживать до 8 банков памяти DDR4 на скорости 3200 МТ/с и получит контроллер на 128 линии PCIe Gen 4.0 (!). Для сравнения, нынешний флагман Epyc 7601 содержит 32 ядра и 64 МБ кэша L3. Ранее этот журнал публиковал множество правдивых слухов, так что и эти сведения могут иметь под собой реальную почву.

Когда же ожидать новые процессоры Epyc, в настоящее время неизвестно. Окончательная спецификация PCIe 4.0 была опубликована в октябре, и до её реализации в промышленности пройдёт год или два. Вероятно, через год или два выйдет и второе поколение Epyc.

Интерфейс PCIe задумывался как главное средство ввода-вывода в компьютерах, и теперь он распространён на всех рынках, от мобильных компьютеров до серверов. Полная спецификация приведена на сайте консорциума, однако главное изменение в стандарте — это скорость в 16 ГТ/с на каждый пин.

Учитывая то, насколько широко стандарт распространился, PCI-SIG решила улучшить гибкость и масштабируемость подключений. Так, разработчики получат доступ к большему числу линий, различным конфигурациям и скоростям, необходимым для маломощных систем. Другие изменения включают снижение задержек, улучшенную масштабируемость дополнительных линий и лучшее разграничение.

Кроме завершения спецификации PCIe 4.0, ассоциация PCI-SIG анонсировала PCIe 5.0, которая запланирована на 2019 год. Этот стандарт обеспечит скорость в 32 ГТ/с. Одно из перспективных применений этого стандарта — высокоскоростная сеть, которая обеспечит скорость в 128 ГБ/с.

Спецификация PCIe 4.0 завершена с технической точки зрения, однако должна ещё пройти юридическую проверку на чистоту от использования сторонней интеллектуальной собственности.

Как оказалось, информация о пропускной способности нового стандарта была верной, а вот о передаваемой мощности — понята неверно. В настоящее время платы для PCI-Express 3.0 могут получать из слота 75 Вт и дополнительно 225 Вт из внешнего источника, что в сумме составляет 300 Вт. Устройства PCIe 4.0 смогут получать более 300 Вт, однако при этом питание через слот останется неизменным и будет составлять всё те же 75 Вт, а вот через дополнительные коннекторы можно будет передать больше мощности, чем сейчас.

Так что все надежды о GTX 1180 или Radeon Fury RX без внешнего питания снова переходят в категорию мечтаний.

Отмечается, что подключённые устройства смогут работать на скорости 16 ГТ/с на линию, вдвое больше, чем у PCI-Express gen 3.0. Это означает, что скорость передачи данных составит 1,97 ГБ/с для одной линии, 7,87 ГБ/с для x4, 15,75 ГБ/с для x8 и 31,5 ГБ/с для устройств с 16 линиями PCIe.

Также важным изменением станет увеличение передаваемой нагрузки в 4 раза. Ожидается, что PCIe 4-го поколения сможет передавать через слот 300 Вт, в то время как нынешний стандарт предусматривает 75 Вт. Таким образом, большая часть производительных видеокарт не будет нуждаться в дополнительном питании. Однако данный переход может быть постепенным, поскольку производители видеокарт захотят обеспечить обратную совместимость с нынешними материнским платами, и продолжат использовать разъёмы дополнительного питания.

Группа PCI-SIG, занимающаяся разработкой стандарта PCIe, планирует завершить разработку спецификации четвёртого поколения шины в конце 2016 года.

Сайт EE Times сообщает, что четвёртое поколение PCIe будет использовать новый коннектор, но при этом останется обратно совместимым с третьим поколением как электрически, так и механически.

Несмотря на то, что инженеры уже имеют прототипы новой шины, впереди у них ещё масса работы по отладке и оптимизации работы. Работы ещё много, поскольку большие скорости передачи потребуют выработки новых таймингов ввиду больших наводок в тяжелонагруженных системах, таких как серверы.

В результате разработка спецификаций может проходить несколько дольше, чем ожидалось изначально. И это очевидно, ведь разработчикам придётся вложить в те же медные линии вдвое больше данных, чем в поколении 3.

«Мы получаем 16G, несколько лет назад никто не думал, что это возможно», — заявил в интервью сайту EE Times Эл Йанес, президент PCI SIG.

Далее же, отмечают инженеры, потребуется переход на оптические линии связи, поскольку медные проводники достигли предела своих возможностей.

При скорости 16 ГТ/с, общая скорость связи по шине будет в два раза выше, чем у нынешнего поколения PCIe 3.0.

Продукты, основанные на четвёртом поколении шины PCIe, появятся где-то в конце 2015 года. Среди них, кроме материнских плат, будут присутствовать высокоскоростные накопители, видеокарты и процессоры, требующие высокой скорости связи.

Группа PCI-SIG провела анализ, в результате которого была установлена необходимость в скорости 16 ГТ/с на каждую линию PCIe 4.0. При этом архитектура PCIe 4.0 обратно совместима с предыдущими поколениями технологии по всем направлениям, от ПО до частотной архитектуры и механических интерфейсов. Таким образом, карты, поддерживающие PCIe 1.x, 2.x и 3.x смогут без проблем работать в материнской плате с PCIe 4.0 на максимально возможном для себя уровне. Точно также и карты, созданные для PCIe 4.0, можно будет устанавливать в наследные платформы, и там они также будут работать на скорости, максимально поддерживаемой оборудованием.