Ожидаем PCI Express 4.0.

Ожидаем PCI Express 4.0.

Организация PCI SIG анонсировала стандарт компьютерной шины PCI Express (PCIe) 4.0, который обеспечит рекордную пропускную способность 16 гигатрансферов в секунду на одну линию, что вдвое превышает предельную скорость шины PCIe 3.0 (16 GT/s соответствует скорости примерно 2 ГБ/с на одну линию x1, то есть например, видеокарта в слоте x16 сможет передавать по шине PCIe 4.0 поток до 32 ГБ/с, вероятно, такой скорости хватит периферийным устройствам на ближайшее десятилетие). Может быть, жёстким дискам и твердотельным накопителям такая пропускная способность в ближайшем будущем не потребуется, так что придётся в очередной раз возложить надежды на игры как двигатель компьютерного прогресса.

Предварительный технический анализ показал, что производство PCIe 4.0 будет возможно на текущем оборудовании с существующими материалами и не потребует внедрения нового техпроцесса, а сами устройства сохранят примерно тот же уровень энергопотребления, что и PCIe 3.0. Устройства и разъёмы PCIe 4.0 будут обратно совместимы с предыдущими версиями шины.
Разработка PCI Express 4.0 ведется с прицелом на использование в планшетах.

Интерфейс PCI Express широко используется в ПК, но пока производители приступили к практическому использованию PCIe 3.0. Встроенная поддержка этой версии, разработка которой была завершена еще в 2010 году, появилась в процессорах Intel Ivy Bridge для настольных и мобильных ПК в 2012 году.

Новая версия стандарта создается с учетом применения PCIe 4.0 в планшетах. Высокая скорость будет востребована в связи с ориентацией планшетов на видео высокой четкости и игры - задачи, связанные с пересылкой больших объемов информации. С учетом применения PCIe 4.0 в планшетах, разработчики уделяют повышенное внимание снижению энергопотребления за счет уменьшения линий передачи данных и сокращения аппаратных средств, а это заодно позволит уменьшить себестоимость планшетов.

Новые спецификации потребуют достаточно мощных чипов, которые смогут поддерживаться связь на расстоянии в 10-12 дюймов. Сегодня максимальное расстояние между компонентами, соединенными PCI Express, составляет 20 дюймов, но для реализации такого решения требуется дополнительный ретранслятор. В четвертой версии планируется увеличить среднюю дальность действия, но избавиться от ретрансляторов, что должно снизить потребление энергии и уменьшить ресурсоемкость технологии.

Шина PCIe 4.0 будет использоваться также и в ПК, серверах и в встраиваемых системах. Более того, сначала она появится именно здесь, а уже потом - и в планшетах. Граница между планшетами и ноутбуками может существенно размыться. Помимо применения новой шины для внутренних соединений, PCI-SIG рассматривает создание варианта интерфейса для связи смартфонов и планшетов с периферийными устройствами.

Производителям графических карт и прочих компьютерных комплектующих сначала предстоит реализовать преимущества интерфейса PCI Express 3.0, формальная поддержка которого уже появилась в материнских платах начиная еще с набора микросхем Intel X79, а первые видеоадаптеры с соответствующей шиной дебютировали на год позже (но стандарт PCI Express 4.0 обещает еще более высокую производительность по сравнению с предшественником).

Кроме того, интерфейс PCI Express 4.0 сохранит совместимость с предыдущими поколениями стандарта PCIe, то есть не потребует больших инвестиций в новую производственную инфраструктуру. Дополнительно были успешно проведены исследования в области оптимизации энергопотребления в активном режиме и состоянии простоя (помимо повышения пропускной способности новый интерфейс получит также некоторые оптимизации энергопотребления в состояниях активности и простоя). Новые спецификации не предусматривают кардинальных изменений, и будут опираться на традиционные полупроводниковые технологии и инфраструктуру. Стандарт сохранит совместимость с предыдущими поколениями шины. Четвёртая версия станет обратно совместима со второй и третьей, разъёмы останутся без изменений. Так что пользователям не придётся менять всю систему целиком, чтобы воспользоваться возможностями нового стандарта.

Рис.4. Практические диапазоны для «меди» и «оптики»

PCI Express 4.0 может стать лебединой песней стандарта (рис. 4). Кроме того, четвертая версия будет последней, в которой предполагается использовать медные соединения. Впоследствии планируется переход на оптоволокно, а это может означать смену стандарта.

Переход на оптические соединения в последующие годы обусловлен физическими возможностями материала. На медных соединениях (пока теоретически) можно обеспечить и 24 миллиарда операций в секунду, но такая технология будет слишком дорогостоящей. Работа над PCI Express 4.0 должна быть завершена в 2014 году. В 2016 стандарт воплотится в металле и кремнии. Переход на оптику запланирован на 2019 год.