PCIe 4.0 – zukünftige und ältere Generationen erklärt.
PCIe (peripheral component interconnect express) ist ein Schnittstellenstandard für die Verbindung von Hochgeschwindigkeitskomponenten. Jede Hauptplatine eines Desktop-PCs verfügt über eine Reihe von PCIe-Steckplätzen, die Sie zum Hinzufügen von GPUs (auch Grafikkarten genannt), RAID-Karten, Wi-Fi-Karten oder SSD ( Solid-State-Drive)- verwenden werden können. Welche Arten von PCIe-Steckplätzen in Ihrem PC verfügbar sind, hängt von der Hauptplatine ab, die Sie kaufen.
PCIe-Steckplätze gibt es in verschiedenen physischen Konfigurationen: x1, x4, x8, x16, x32. Die Zahl nach dem x gibt an, wie viele Kanäle (wie Daten zur und von der PCIe-Karte wandern) dieser PCIe-Steckplatz hat. Ein PCIe-x1-Steckplatz hat eine Bahn und kann Daten mit einem Bit pro Zyklus bewegen. Ein PCIe x2-Steckplatz hat zwei Bahnen und kann Daten mit zwei Bits pro Zyklus bewegen (und so weiter).
Sie können eine PCIe-x1-Karte in einen PCIe-x16-Steckplatz einsetzen, aber diese Karte erhält dann weniger Bandbreite. In ähnlicher Weise können Sie eine PCIe-x8-Karte in einen PCIe-x4-Steckplatz einsetzen, aber sie funktioniert nur mit der halben Bandbreite im Vergleich zu einer PCIe-x8-Karte in einem PCIe-x8-Steckplatz. Die meisten GPUs benötigen einen PCIe-x16-Steckplatz, um ihr volles Potenzial zu entfalten.
PCIe-Generationen im Vergleich
| PCIE-Generation | Bandbreite | Gigatranfer | Frequenz |
| PCIe 1.0 | 8 GB/s | 2.5 GT/s | 2.5 GHz |
| PCIe 2.0 | 16 GB/s | 5 GT/s | 5 GHz |
| PCIe 3.0 | 32 GB/s | 8 GT/s | 8 GHz |
| PCIe 4.0 | 64 GB/s | 16 GT/s | 16 GHz |
| PCIe 5.0 | 128 GB/s | 32 GT/s | 32 GHz |
| PCIe 6.0 | 256 GB/s | 64 GT/s | 32 GHz |
Aktuelle PCIe-Generationen
Die PCIe-Standards gibt es derzeit in drei verschiedenen Generationen: PCIe 1.0, PCIe 2.0, PCIe 3.0 und PCIe 4.0. Die Bandbreite verdoppelt sich mit jeder Generation.
Woher wissen Sie, welche Leistung Sie mit einer PCIe-Erweiterungskarte erzielen können? Ihre PCIe-Karte läuft mit der niedrigsten vorhandenen Generation. Wenn Sie also eine PCIe 2.0-Karte in einen PCIe 3.0-Steckplatz einsetzen, erhalten Sie eine PCIe 2.0-Leistung.
PCIe 4.0
Der PCIe 4.0-Standard debütierte 2017 und bietet einen Durchsatz von 64 GBps. Er ist für Server der Unternehmensklasse verfügbar, wurde aber erst 2019 mit SSDs nutzbar. Die CPUs der AMD Ryzen 3000-Serie, die im Juli 2019 debütierten, waren die ersten Desktop-CPUs, die PCIe 4.0 x16 out of the box“ unterstützten. Für eine vollständige Unterstützung benötigen Anwender neue Hauptplatinen mit dem X570-Chipsatz.
Zukünftige PCIe-Generationen: PCIe 5.0 und PCIe 6.0
PCIe 5.0
Der offizielle PCIe 5.0-Standard kam im Mai 2019 heraus. Er ermöglicht einen Durchsatz von 128 GBps. Die Spezifikation ist abwärtskompatibel mit früheren PCIe-Generationen und umfasst auch neue Funktionen, darunter elektrische Änderungen zur Verbesserung der Signalintegrität und rückwärtskompatible CEM-Steckverbinder für Add-in-Karten. Es wird damit gerechnet, dass die ersten PCIe 5.0-Geräte 2019 auf den Markt kommen und 2020 in breiterem Umfang verfügbar sein werden.
PCI-SIG, das die PCIe-Standards definiert, geht davon aus, dass PCIe 4.0 und PCIe 5.0 eine Zeit lang nebeneinander existieren werden, wobei PCIe 5.0 für Hochleistungsanforderungen verwendet wird, die nach dem höchsten Durchsatz verlangen, wie GPUs für KI-Arbeitslasten und Netzwerkanwendungen. PCIe 5.0 wird also hauptsächlich in Rechenzentren, Netzwerken und HPC-Unternehmensumgebungen (High Performance Computing) eingesetzt werden, während weniger intensive Anwendungen, wie sie von Desktop-PCs verwendet werden, mit PCIe 4.0 problemlos in Einklang stehen werden.
PCIe 6.0
Im Juni kündigte PCI-SIG an, die Standards für PCIe 6.0 im Jahr 2021 zu veröffentlichen (die Spezifikation befindet sich derzeit in Revision 0.5) . Wir erwarten die Produkte nicht vor mindestens Ende 2022, wenn nicht gar 2023.
PCIe 6.0 wird die Bandbreite von PCIe 5.0 auf 256 GB/s bei der gleichen maximalen Anzahl von Lanes (16) verdoppeln. Es wird erwartet, dass es rückwärtskompatibel mit früheren PCIe-Generationen sein wird.