Cos’è PCIe 5.0 e perché è importante?

Con il rilascio dei processori Intel Alder Lake e l’imminente rilascio dei processori AMD 7000 Ryzen, l’hardware PCIe 5.0 è finalmente una realtà. Ma cos’è PCIe 5.0 e dovresti affrettarti ad acquistare una scheda madre PCIe 5.0?

Cos’è il PCI?

PCIe è l’abbreviazione di Peripheral Component Interconnect Express. PCIe è uno standard che consente alle periferiche di connettersi alla scheda madre e comunicare con l’unità di elaborazione centrale (CPU). Lo standard PCIe è stato pubblicato dal PCI Special Interest Group (PCI-SIG) dal 2003, quando è stato annunciato il primo standard PCIe.

Lo standard PCIe è stato originariamente progettato per sostituire una serie di standard precedenti come PCI, PCI-X e APG. Doveva avere prestazioni eccellenti, essere versatile e compatto. PCI-SIG ha anche deciso di rendere lo standard PCIe il più possibile compatibile con le versioni precedenti.

Ciò significa che puoi ragionevolmente aspettarti che un dispositivo PCIe 2.0 del 2008 funzioni con una scheda madre dotata di slot PCIe 5.0. Questa è un’ottima notizia se hai periferiche più vecchie che non hanno controparti moderne o soddisfano ancora le tue esigenze. Se i driver scritti per Windows XP o Vista funzioneranno su Windows 10 o 11 è un’altra questione.

A cosa serve PCIe?

L’interfaccia PCIe viene in genere utilizzata per collegare periferiche ad alte prestazioni a un computer. L’esempio più comune è l’unità di elaborazione grafica (GPU), poiché i giochi moderni, le applicazioni scientifiche, ingegneristiche e di apprendimento automatico richiedono l’elaborazione di enormi quantità di dati.

Le GPU non sono l’unica cosa che puoi collegare a un connettore PCIe: adattatori di rete, schede audio, adattatori PCIe M.2 , schede di espansione USB, schede di espansione SATA e innumerevoli altri dispositivi possono utilizzare l’interfaccia PCIe. Se qualcosa è collegato al tuo computer e non è RAM o un disco rigido, quasi sicuramente utilizza PCIe.

Ovviamente, non tutti questi dispositivi hanno le stesse dimensioni e requisiti di larghezza di banda. Per fare ciò, sono disponibili diverse opzioni per il connettore PCIe fisico.

Cosa sono le corsie PCIe e cosa significano x1, x4, x8 e x16?

Sentirai che le interfacce PCIe fisiche sulla scheda madre sono denominate slot, connettori o porte PCIe.

Queste porte sono generalmente ordinate in base al numero di linee disponibili e il numero di linee determina il throughput totale supportato dalla porta. Lo standard PCIe 5.0 richiede una velocità di trasferimento di 8 gigabyte al secondo (GB/s) per corsia.

Nota. La larghezza di banda totale di una traccia è divisa tra l’invio e la ricezione dei dati. Quindi una singola corsia da 8 GB/s può trasmettere 4 GB/s e ricevere 4 GB/s allo stesso tempo.

Quando vedi qualcosa come “PCIe 5.0 x1” scritto su un prodotto, significa che il prodotto utilizza PCIe 5.0 e ha una corsia PCIe disponibile. Quando vedi “PCIe 5.0 x16”, significa che sono disponibili 16 delle corsie PCIe 5.0 totali, il che equivale a una larghezza di banda totale di 128 GB/s.

In genere, le porte PCIe x1, x4, x8 e x16 sono disponibili in diverse dimensioni, con PCIe x16 che è la più grande e PCIe x1 è la più piccola.

L’hardware collegato a queste porte viene dimensionato di conseguenza. Le periferiche più esigenti come le GPU sono progettate per utilizzare una porta x16 completa, mentre dispositivi come le schede audio utilizzano tipicamente porte x1 o x4.

È abbastanza comune vedere le porte PCIe x1, x4 e x16 su normali schede madri consumer. Tipicamente una scheda madre con una porta x8 utilizzerà la stessa porta di dimensioni fisiche della connessione x16, ma il throughput sarà limitato dalla velocità della porta x8. È importante notare che gli slot PCIe più piccoli possono sempre essere collegati a porte più grandi: se si dispone di una scheda di rete che utilizza una porta PCIe x4, è possibile collegarla a qualsiasi porta PCIe x8 o PCIe x16.

A parte le solite porte PCIe, c’è una notevole differenza: lo slot M.2. La porta M.2 è lo standard per le unità a stato solido (SSD) NVMe ad alta velocità. M.2 non è fisicamente compatibile con le porte PCIe standard, ma utilizza una connessione PCIe x4.

In che modo PCIe 5.0 è diverso?

La caratteristica più importante di PCIe 5.0 – e quella che interessa a tutti – è la velocità. PCIe 5.0 è due volte più veloce di PCIe 4.0.

Le unità M.2 NVMe ad alta velocità utilizzano una connessione PCIe x4. Ciò significa che le unità NVMe che supportano velocità PCIe 5.0 hanno velocità di lettura e scrittura di circa 16 GB/s. Per il contesto, i tipici SSD SATA raggiungono circa 550 megabyte al secondo (MB/s). Le unità PCIe 5.0 NVMe, quando disponibili, promettono di essere circa 30 volte più veloci. Il tempo di caricamento rimarrà nel passato.

Quasi tutti ottengono qualcosa dall’ultima versione dello standard PCIe, ma le persone e le organizzazioni che si occupano di “big data” si divertiranno probabilmente di più. I data center che eseguono servizi come Facebook, Google e altri importanti servizi gestiscono quantità di dati inimmaginabili e saranno in grado di sfruttare fino all’ultima goccia di prestazioni dalle interfacce PCIe 5.0. Le applicazioni scientifiche e ingegneristiche trarranno sicuramente vantaggio da una maggiore larghezza di banda.

Cosa significa PCIe 5.0 per i consumatori?

Nel momento in cui scrivo, agosto 2022, non molto.

Ci sono pochissimi dispositivi PCIe 5.0 attualmente disponibili e nessuno di questi è rivolto ai consumatori tradizionali o addirittura agli appassionati. Si prevede che NVIDIA manterrà PCIe 4.0 per le tanto attese GPU della serie RTX 4000 e non è chiaro se le GPU della serie Radeon RX 7000 di AMD implementeranno anche l’interfaccia PCIe 5.0. Non ci sono SSD consumer progettati per lo standard PCIe 5.0. Ci sono solo poche opzioni aziendali, come il Samsung PM1743 .

In futuro, questo cambierà sicuramente, anche se le GPU della serie AMD Radeon RX 7000 e NVIDIA RTX 4000 non utilizzano PCIe 5.0, ciò che verrà a sostituirle è destinato ad essere. Sono stati individuati SSD consumer che supportano PCIe 5.0, quindi probabilmente non sono lontani.

L’imminente disponibilità dei dispositivi PCIe 5.0 significa che dovresti affrettarti ad acquistare un nuovo processore Alder Lake, Raptor Lake o Zen 4 e una scheda madre corrispondente solo per la compatibilità PCIe 5.0? Dipende: se sei disposto a pagare di più per essere uno dei primi ad adottare l’hardware PCIe 5.0 e puoi effettivamente usarlo, allora PCIe 5.0 è un gradito salto di prestazioni. Se hai comunque bisogno di un aggiornamento, non c’è assolutamente nulla di sbagliato nell’ottenere qualcosa con PCIe 5.0 abilitato.

Tuttavia, i dispositivi PCIe 5.0 probabilmente non diventeranno la norma per qualche altro anno, quando sia Intel che AMD probabilmente rilasceranno una nuova generazione di processori più veloce. A meno che tu non stia cercando l’ultimo e il migliore, o non sia necessario eseguire l’aggiornamento per altri motivi, è meglio mettere da parte i tuoi soldi e aspettare che altri dispositivi PCIe 5.0 arrivino sul mercato.

Nel frattempo, lo standard PCIe 6.0 è già stato definito. Nel mondo dell’hardware per PC c’è sempre qualcosa di nuovo e di meglio all’orizzonte.