PCIe 5.0 Là Gì? Điểm Khác Biệt Giữa PCIe 4.0 và PCIe 5.0

PCIe 5.0 là gì? PCI Express, hay PCIe là một thành phần quan trọng của các thiết bị máy tính. Đây là một trong hai kết nối chính cho phép bạn kết nối các thiết bị ngoại vi khác nhau với thiết bị máy tính của mình, chẳng hạn như GPU, capture card, SSD,… Hiện nay, PCIe đã chuyển sang thế hệ thứ năm với việc phát hành nền tảng Alder Lake mới của Intel.

Ưu thế của PCIe 5.0 là gì? công nghệ này được coi là con át chủ bài trong tương lai khi chúng ta muốn trang bị băng thông cực khủng cho các sản phẩm để tăng tốc và khai thác triệt để hiệu năng của một hệ thống máy tính. Hiện nay, PCI Express 5.0 đã được hoàn thiện và hiện có sẵn để sử dụng phổ thông. Để biết rõ hơn về cơ chế hoạt động, lợi ích và điểm khác biệt giữa PCIe 5.0 và PCIe 4.0 là gì, hãy cùng Máy Chủ Sài Gòn tìm hiểu thêm trong bài viết này nhé!

PCIe 5.0 là gì?

PCIe 5.0 về cơ bản là một tiêu chuẩn PCI Express mới mang lại nhiều cải tiến so với tiêu chuẩn trước đó là PCIe 4.0. PCIe Gen 5 là tiêu chuẩn quan trọng tiếp theo dành cho linh kiện PC. Các thông số kỹ thuật PCI Express 5.0 đã được phát triển và phát hành với tốc độ nhanh chóng, giúp băng thông tăng gấp 2 lần so với tiêu chuẩn 4.0 trước đây.

Quá trình phát triển của PCIe 5.0 là gì?

Công nghệ PCIe được cho là đang phát triển với tốc độ chóng mặt. Thế hệ đầu tiên của PCIe được phát hành vào năm 2003 và đạt tốc độ 8GB/s vào thời điểm đó. PCIe 2.0 chính thức được phát hành sau ba năm phát triển, với tốc độ băng thông gấp đôi 16GB/s. Sau đó, PCIe 3.0 ra mắt với tốc độ 32GB/s và vẫn còn phổ biến cho đến ngày nay.

Công nghệ PCIe 4.0 được phát hành vào năm 2017, với tốc độ băng thông tăng lên 64GB/s. Đối với công nghệ PCIe 5.0 với băng thông 128GB/s, trong năm 2022 có lẽ bạn sẽ được nghe nhắc đến nó nhiều hơn. Nếu bạn biết rõ về công nghệ PCIe 5.0 là gì, bạn sẽ thấy nó có vai trò lớn đến nhường nào.

Hiện nay, Intel đã có nền tảng Alder Lake được hỗ trợ PCIe 5.0 trong khi đó, dòng Ryzen 7000 sắp tới của AMD, dự kiến sẽ ra mắt vào mùa thu năm 2022, cũng sẽ hỗ trợ nền tảng PCIe 5.0.

Cơ chế hoạt động của PCIe 5.0 là gì?

Giao thức PCIe

Cơ chế kết nối vật lý của PCIe 5.0 được chia thành bốn kích thước: x1, x4, x8 và x16. Ngoài ra còn có các cổng x32, nhưng chúng cực kỳ hiếm và ít được sử dụng trong các hệ thống tiêu chuẩn. Số lượng chân cắm có sẵn cho các kết nối dữ liệu đồng thời với bo mạch chủ khác nhau tùy theo kích thước cổng. Kích thước cổng càng lớn thì sẽ cần càng nhiều chân kết nối trên card và cổng.

Các kết nối này được gọi là Lane và mỗi Lane PCI-E bao gồm hai cặp tín hiệu, một để gửi dữ liệu và một để nhận dữ liệu. Cổng PCI-E và thiết bị được kết nối với có càng nhiều Lane thì tốc độ truyền dữ liệu qua về giữa thiết bị và hệ thống càng nhanh. Biết rõ về công nghệ PCIe 5.0 là gì sẽ giúp bạn hiểu được điều này.

Giao thức Overhead

PCIe giống như nhiều giao diện bus khác, sử dụng cơ chế mã hóa đường truyền. Trong đó một số bit dữ liệu cụ thể (8b) được biểu thị bằng số bit lớn hơn một chút (10b), được gọi là Symbol. Các bit bổ sung trong Symbol tạo thành Overhead siêu dữ liệu cần thiết để quản lý việc truyền dữ liệu của người dùng.

Tốc độ của PCIe 5.0 như thế nào?

Khi biết PCIe 5.0 là gì, người ta thấy với việc phát hành PCIe 5.0, quy ước tăng gấp đôi tốc độ của PCIe vẫn phù hợp. Kể từ phiên bản PCIe 3.0 128b / 130b, giao diện này đã sử dụng cùng một phương pháp mã hóa tiêu chuẩn. Công nghệ PCIe 5.0 cũng sẽ đem đến thông lượng cho mỗi hướng là 64 GB/s.

Vì công nghệ PCIe cho phép truyền dữ liệu song song theo cả hai hướng, tổng thông lượng kết hợp cho cả hai hướng lên đến 128 GB/s. Phiên bản PCIe 3.0 trước đây sử dụng chuẩn mã hóa 8b / 10b, có nghĩa là 8 bit dữ liệu sẽ được mã hóa và truyền đi dưới dạng số 10 bit.

Điều này dẫn đến hệ số chi phí hiệu suất là 20%, giảm tốc độ truyền bit thô 2,5GT/s xuống băng thông thực chỉ còn 2,0G bit/s. Với quy ước mã hóa PCIe 5.0, hệ số chi phí 1,5% hiệu quả hơn này vẫn có hiệu lực. Tiếp theo, hãy đi tìm hiểu ưu điểm về tốc độ của PCIe 5.0 là gì?

Đầu tiên, PCI Express 5.0 cho phép chuyển đổi dữ liệu từ đĩa Blu-ray tương đương sang bộ nhớ điện tĩnh (NVM) trên bo mạch chủ PCI 5.0 trong vòng chưa đầy một giây. Mặc dù tốc độ phi thường này có vẻ là một điều xa xỉ, nhưng những cải tiến trong kiến trúc mạng trong các lĩnh vực khác đã đòi hỏi và yêu cầu tốc độ xử lý như vậy.

Xem ví dụ sau để biết điểm đặc biệt của PCIe 5.0 là gì so với thế hệ trước. Ví dụ: Để giao tiếp với CPU hết công suất, Ethernet 400G yêu cầu băng thông 50GB/s ở mỗi hướng. PCIe 4.0 cho phép tốc độ 32 GB/s trên một khe cắm kích thước đầy đủ x 16, nhưng điều này vẫn chưa đủ để đáp ứng.

Ngoài Ethernet, sự ra đời của các hệ thống thời gian thực với các yêu cầu hiệu suất quan trọng và độ trễ cực thấp, chẳng hạn như các ứng dụng và điều khiển tự động, đang thúc đẩy chu kỳ cải tiến liên tục này. Nhiều ứng dụng bảo mật tài chính quan trọng cố gắng ngăn chặn tin tặc ngay lập tức và các ứng dụng phòng thủ yêu cầu phản hồi ngay lập tức. Người dùng cá nhân sử dụng hệ thống đa GPU và card đồ họa cao cấp sẽ được hưởng lợi rất nhiều từ việc tăng tốc độ và băng thông của PCI Express 5.0.

Đặc điểm kỹ thuật của PCIe 5.0 là gì?

Đặc điểm kỹ thuật của PCIe 5.0 có thể được phân loại là sự phát triển ban đầu của PCIe tương thích ngược, không có liên kết cố hữu hoặc thay đổi đối với tầng giao vận nào. Việc kiểm soát đo lường theo tỷ lệ và các tag mở rộng được triển khai trong PCIe 4.0 tiếp tục mang lại lợi ích cho đặc điểm kỹ thuật PCIe 5.0.

Một trình kết nối CEM được chỉ định cho các card bổ trợ đã được thêm vào gần đây. Những cải tiến về tính toàn vẹn của tín hiệu và các tính năng thiết kế đầu nối đã cải thiện hiệu suất và độ tin cậy tổng thể. Cải tiến lớp vật lý cũng bao gồm bản cập nhật EIEOS và các tập hợp được sắp xếp SKP theo một trình tự cân bằng.

Các nhà sản xuất phần cứng và những người trong ngành thường khen ngợi các thông số kỹ thuật của PCI Express 5.0. Vậy mục đích của những cải tiến cho PCIe 5.0 là gì? Những cải tiến này được thực hiện đặc biệt để cải thiện khả năng kiểm tra, tăng tốc độ link training và cung cấp hỗ trợ bổ sung cho giao thức thay thế được công nhận là một điểm đặc biệt của PCIe 5.0.

Sự đồng thuận trong ngành này, cùng với các yêu cầu thực hiện tương đối đơn giản, cần thiết để PCIe chuyển đổi từ 4.0 lên 5.0, cho phép PCIe dẫn đầu trong các mục tiêu thương mại hóa và phát triển phần cứng một cách tích cực.

Một số sản phẩm hưởng lợi từ PCIe 5.0

Khi công nghệ PCIe 5.0 trở nên phổ biến rộng rãi, các nhà sản xuất sẽ là người được hưởng lợi đầu tiên, sau đó là người dùng. Các sản phẩm công nghệ ngày nay có khả năng phát triển theo thời gian đồng nghĩa với việc băng thông để truyền tải dữ liệu phải cao. Vậy các bạn có biết sản phẩm được hưởng lợi nhiều từ PCIe 5.0 là gì không? Các sản phẩm được hưởng lợi từ PCIe 5.0 bao gồm: nhóm sản phẩm SSD PCIe, Card màn hình, Card WiFi,…

SSD PCIe

Nhóm sản phẩm SSD PCIe hiện được hưởng lợi nhiều nhất từ giao tiếp PCIe tốc độ cao. Đối với PCIe 4.0, một loạt các mẫu SSD Gen 4 với tốc độ đọc/ghi lên đến 7500 MB/s được phát hành, vượt trội hơn hẳn so với thế hệ trước.

Khi hiểu về các đặc tính vượt trội của PCIe 5.0 là gì, ta có thể thấy ổ cứng SSD với công nghệ PCIe 5.0 có thể dễ dàng đạt tốc độ 10.000 MB/s (tương đương 10GB/s).

Card màn hình

Các mẫu Card màn hình của Nvidia và AMD không ngừng cải thiện hiệu năng và chúng sẽ yêu cầu băng thông cao để truyền dữ liệu giữa GPU-CPU-màn hình. Khi băng thông lớn, hiệu năng của Card màn hình được khai thác triệt để và các nhà sản xuất tự tin vào việc tăng hiệu năng của sản phẩm.

Card Wifi

Công nghệ Wifi hiện đã được triển khai tới Wifi 6 và tốc độ của chúng thì ngày càng tăng. Khi PCIe 5.0 ra mắt, các máy tính sẽ được phát huy hết tốc độ của các công nghệ WiFi cao cấp như: Wifi 6, Wifi 7,…

Điểm khác biệt giữa PCIe 4.0 và PCIe 5.0 là gì?

Hiệu năng

Hiệu năng của PCIe 5.0 là sự kế thừa trực tiếp của tiêu chuẩn PCIe 4.0; đường truyền và tốc độ gigatransfer của nó đã được tăng gấp đôi so với thế hệ trước, cho phép dữ liệu được truyền với tốc độ nhanh hơn nhiều. Dù là tốc độ truyền 32 gigatransfer/s hay 32 GT/s và 3,94GB/s đều sẽ được xuất hiện. Có thể nói, PCIe 4.0 đã nhanh như chớp, nhưng PCIe 5.0 sẽ còn nhanh hơn nhiều lần.

Khả năng tương thích và kết nối

Mặc dù kết nối vật lý vẫn không thay đổi và PCIe 5.0 hoàn toàn tương thích ngược với các thế hệ PCI Express trước đó, tuy nhiên các yêu cầu vẫn sẽ thay đổi để phù hợp với tốc độ nhanh hơn. Nếu vẫn chưa hình dung được, bạn hãy đến với ví dụ sau để hiểu rõ về Khả năng tương thích và kết nối của PCIe 5.0 là gì nhé.

Ví dụ, các bo mạch chủ bổ trợ cho PCIe Gen 5 sẽ luôn cần bổ sung thêm nhiều khả năng cao hơn để giải quyết vấn đề mất tín hiệu và nhiễu. Điều này là do việc chạy nhanh hơn có thể gây ra nhiều vấn đề về tính toàn vẹn của tín hiệu (SI) và điều này cần được xem xét để hạn chế lỗi nhiều nhất có thể.

Bộ lưu trữ

Biết được PCIe 5.0 là gì, bạn sẽ thấy với 20 làn PCIe CPU được tìm thấy trong CPU Intel® CoreTM thế hệ thứ 11, các nhà sản xuất PC có thể linh hoạt cung cấp SSD NVMe và GPU cùng lúc với đường dẫn tối ưu nhất đến CPU. Tùy chọn tương tự cũng có sẵn cho CPU Intel® CoreTM thế hệ thứ 12 ở băng thông và thậm chí còn cao hơn, vì 16 CPU PCIe 5.0 của chúng ta nhanh gấp đôi so với 4.0.

SSD PCIe m.2 và SSD NVMe sử dụng thẻ riser đã vượt trội hơn về tốc độ so với các ổ được kết nối qua cáp dữ liệu SATA. Thông lượng cao hơn của PCIe cho phép lưu trữ NVMe có thể nhanh chóng xếp hàng nhiều dữ liệu hơn và kết nối trực tiếp với bo mạch chủ giúp giảm độ trễ.

Bằng cách loại bỏ khoảng cách mà dữ liệu phải di chuyển qua chipset, việc kết nối với các làn PCIe CPU giúp giảm độ trễ. Vậy nếu được hỏi về ưu điểm của PCIe 5.0 là gì, thì đây chính là một trong các ưu điểm nổi bật nhất của PCIe Gen 5.

Tầm quan trọng

Nhờ vào nền tảng PCIe 4.0 và PCIe 5.0, bạn sẽ linh hoạt và có nhiều lựa chọn hơn khi mua thiết bị ngoại vi mới và nhiều lựa chọn khi cấu hình chúng. Với PCIe 5.0, bạn sẽ có nhiều thời gian hơn trước khi các sản phẩm trong tương lai sử dụng hết băng thông hiện có.

Nhiều người dùng thay thế ổ đĩa lưu trữ hoặc Card đồ họa của họ tại một số thời điểm trong vòng đời của hệ thống. Nếu bạn là một trong số họ, PCIe Gen 5 đảm bảo rằng bạn sẽ có thể tận dụng hết tiềm năng của các ổ SSD và GPU tiên tiến sẽ được phát hành trong những năm tới. Hơn nữa, 20 làn CPU PCIe cung cấp kết nối trực tiếp hơn với CPU cho hai thiết bị ngoại vi quan trọng nhất của hệ thống là SSD và GPU có khả năng giảm độ trễ.

Trên đây là tất cả những điểm khác biệt sẽ giúp bạn trả lời được câu hỏi sự khác nhau giữa PCIe 4.0 và PCIe 5.0 là gì. Như đã chứng kiến, thật khó để dự đoán những thiết bị ngoại vi mới mà mọi người muốn sử dụng trong một hoặc hai năm tới, nhưng các hệ thống thế hệ thứ 12 được xây dựng để tối có được hiệu suất đa hóa từ chúng.

Có nên nâng cấp lên PCIe 5.0 không?

Chắc hẳn có rất nhiều người sau khi biết PCIe 5.0 là gì đều thắc mắc liệu họ có nên nâng cấp PCIe 4.0 lên PCIe 5.0 không? Như đã thấy, hiện nay có rất nhiều ứng dụng mà tiêu chuẩn PCIe 5.0 được hỗ trợ giúp nó trở nên cực kỳ hữu ích.

Ngay cả khi một thiết bị không yêu cầu bất kỳ lợi ích tốc độ bổ sung nào, nó vẫn có thể được hưởng lợi rất nhiều từ việc phải có nhiều băng thông hơn hoặc sử dụng ít luồng. Điều này đúng với nhiều trường hợp, tuy nhiên sự xuất hiện của PCIe 5.0 sẽ không thể khiến các thiết bị ngoại vi PCIe 4.0 của bạn trở nên lỗi thời.

Vì vậy, trừ khi bạn muốn có trải nghiệm tốt nhất, còn không thì có thể nói rằng nâng cấp lên PCIe 5.0 sẽ không phải là một yêu cầu cấp thiết bạn phải trăn trở. GeForce RTX 3090 là Card đồ họa mạnh nhất hiện có nhưng nó chỉ có thể bão hòa kết nối PCIe 4 x16.

Chúng ta chắc chắn sẽ thấy một số SSD nhanh chóng mặt và GPU tương thích, nhưng chúng sẽ có nguồn cung hạn chế và khá đắt. Tuy nhiên, PCIe Gen 5 sẽ có một số lợi thế đáng kể. Khi biết lợi thế của PCIe 5.0 là gì, thật dễ hiểu khi coi nó là tiêu chuẩn mới sẽ đóng vai trò quan trọng trong các trung tâm dữ liệu vì chúng cho phép kết nối mạng tốc độ cao.

Tương lai của PCIe 5.0

Quá trình phát triển PCIe sẽ tiếp tục với tốc độ nhanh. Dự kiến, sẽ có bản phát hành thông số kỹ thuật cuối cùng cho PCIe 6.0 trong thời gian tới. Phiên bản mới này tăng gấp đôi băng thông truyền thống và khả năng tương thích ngược của tiêu chuẩn PCIe sẽ đạt mức 256 GB/s cho thông lượng 2 chiều.

Điều này sẽ giúp PCIe sánh ngang với GPU cấp thấp và băng thông VRAM. Để tăng tốc độ lên lên gấp hai lần trong khi vẫn duy trì độ tin cậy cao, công nghệ điều chế biên độ xung (còn được gọi là PAM4) và sửa lỗi chuyển tiếp (FEC) sẽ được sử dụng.

Trước khi hỏi về tương lai của PCIe 5.0 là gì, ta hãy xem xét những đối tượng nào sẽ được hưởng lợi từ công nghệ này. Đầu tiên đó là AI và Machine Learning sẽ được hưởng lợi từ tiềm năng đổi mới này vì hiệu suất của chúng dựa trên sự kết hợp của tốc độ đặc biệt, độ trễ thấp và khả năng truy cập nhanh nhiều thiết bị ngoại vi cùng lúc.

PCIe Gen 5 là một tiến bộ đáng kể trong công nghệ I/O. Ngoài ra, đặc điểm kỹ thuật PCIe 5.0 dường như đang đi đúng hướng để bắt kịp định luật Moore trong khi cũng loại bỏ các ‘nút thắt cổ chai’ của kiến trúc mạng trong tương lai. Tiến trình này sẽ tiếp tục với việc phát hành PCIe 6.0 và nhiều thế hệ khác trong tương lai, nhờ các công cụ kiểm tra PCIe 5.0 mới và những cải tiến hàng ngày.

Lời kết

Khi nắm rõ PCIe 5.0 là gì và những ưu điểm nổi bật của nó, bạn sẽ thấy PCIe 5.0 một lần nữa phá vỡ giới hạn về tốc độ đọc ghi dữ liệu, cũng như các tốc độ khác với sức mạnh băng thông tăng gấp đôi so với phiên bản 4.0 trước đây. Trong tương lai, khả năng vượt trội mới này của PCIe 5.0 sẽ đóng vai trò rất quan trọng đối với nhiều nền tảng cấp cao khác.

Hy vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu thêm về PCIe 5.0 là gì và những gì PCIe Gen 5 có thể mang lại. Vậy bạn nghĩ gì về PCIe 5.0? Hãy để lại một bình luận bên dưới nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào nhé. Ngoài ra, nếu bạn có nhu cầu mua sắm máy chủ, máy trạm hay các thiết bị, linh kiện điện tử trên Website của Máy Chủ Sài Gòn, hãy liên hệ với đội ngũ nhân viên của chúng tôi qua Hotline: 0976.638.715 hoặc Email: kinhdoanh@maychusaigon.vn.