Với việc phát hành CPU Alder Lake của Intel và sắp ra mắt CPU 7000 Ryzen của AMD, phần cứng PCIe 5.0 cuối cùng đã trở thành hiện thực. Nhưng PCIe 5.0 là gì và bạn có nên vội vã mua bo mạch chủ PCIe 5.0 không?
PCIe là gì?
PCIe là viết tắt của Peripheral Component Interconnect Express. PCIe là tiêu chuẩn cho phép các thiết bị ngoại vi gắn vào bo mạch chủ và giao tiếp với bộ xử lý trung tâm (CPU) của bạn. Tiêu chuẩn PCIe đã được công bố bởi PCI Special Interest Group (PCI-SIG) từ năm 2003 với việc công bố tiêu chuẩn PCIe đầu tiên.
Tiêu chuẩn PCIe ban đầu được phát triển để thay thế một số tiêu chuẩn cũ hơn, như PCI, PCI-X và APG. Nó cần có hiệu suất tuyệt vời, linh hoạt và nhỏ gọn. PCI-SIG cũng đã chọn làm cho tiêu chuẩn PCIe tương thích ngược nhất có thể.
Điều đó có nghĩa là bạn có thể mong đợi một cách hợp lý một thiết bị PCIe 2.0 từ năm 2008 sẽ hoạt động với bo mạch chủ có các khe cắm PCIe 5.0 trong đó. Đó là một tin tuyệt vời nếu bạn có các thiết bị ngoại vi cũ hơn không có thiết bị tương đương hiện đại hoặc vẫn đáp ứng nhu cầu của bạn. Trình điều khiển được viết cho Windows XP hoặc Vista có hoạt động trên Windows 10 hoặc 11 hay không lại là một vấn đề hoàn toàn khác.
PCIe được sử dụng để làm gì?
Giao diện PCIe thường được sử dụng để kết nối các thiết bị ngoại vi hiệu suất cao với máy tính của bạn. Ví dụ phổ biến nhất là đơn vị xử lý đồ họa (GPU) vì trò chơi hiện đại, ứng dụng khoa học, kỹ thuật và máy học liên quan đến việc xử lý lượng dữ liệu khổng lồ.
GPU không phải là thứ duy nhất bạn có thể cắm vào đầu nối PCIe: Thẻ bộ điều hợp mạng, thẻ âm thanh, bộ điều hợp M.2 PCIe, thẻ mở rộng USB, thẻ mở rộng SATA và vô số thiết bị khác đều có thể sử dụng giao diện PCIe. Nếu có thứ gì đó cắm vào bên trong máy tính của bạn và đó không phải là RAM hay ổ cứng, thì gần như chắc chắn nó sử dụng PCIe.
Rõ ràng, không phải tất cả các thiết bị này đều có cùng kích thước, cũng như không có cùng yêu cầu về băng thông. Để giải thích cho điều đó, có nhiều biến thể của đầu nối PCIe vật lý.
Làn đường PCIe là gì và x1, x4, x8 và x16 có nghĩa là gì?
Bạn sẽ nghe thấy giao diện PCIe vật lý trên bo mạch chủ của mình được gọi là khe cắm, đầu nối hoặc cổng PCIe.
Các cổng đó thường được sắp xếp theo số làn có sẵn và số làn xác định tổng băng thông mà cổng hỗ trợ. Tiêu chuẩn PCIe 5.0 yêu cầu tốc độ truyền là 8 gigabyte mỗi giây (GB/giây) mỗi làn.
Ghi chú: Tổng băng thông của một làn được phân chia giữa gửi và nhận dữ liệu. Vì vậy, một làn có băng thông 8 GB/giây có thể gửi 4 GB/giây và nhận 4 GB/giây đồng thời.
Khi bạn nhìn thấy dòng chữ như “PCIe 5.0 x1” được viết trên một sản phẩm, sản phẩm đó sẽ cho bạn biết rằng sản phẩm đó sử dụng PCIe 5.0 và có sẵn một làn PCIe duy nhất. Khi bạn thấy “PCIe 5.0 x16”, nó sẽ cho bạn biết rằng có 16 trong tổng số làn PCIe 5.0 khả dụng, tương ứng với tổng băng thông là 128 GB/giây.
Thông thường, các cổng PCIe x1, x4, x8 và x16 có kích thước khác nhau, trong đó PCIe x16 là lớn nhất và PCIe x1 là nhỏ nhất.
Phần cứng cắm vào các cổng đó có kích thước phù hợp. Các thiết bị ngoại vi đòi hỏi khắt khe nhất, chẳng hạn như GPU, được thiết kế để sử dụng cổng x16 đầy đủ, trong khi những thứ như card âm thanh thường sử dụng cổng x1 hoặc x4.
Khá phổ biến khi thấy các cổng PCIe x1, x4 và x16 trên bo mạch chủ tiêu dùng thông thường. Thông thường, bo mạch chủ có cổng x8 sẽ sử dụng cổng có cùng kích thước vật lý với kết nối x16, nhưng băng thông sẽ bị giới hạn ở tốc độ của cổng x8. Điều quan trọng cần lưu ý là các đầu nối PCIe nhỏ hơn luôn có thể đi vào các cổng lớn hơn — nếu bạn có card giao diện mạng sử dụng cổng PCIe x4, bạn có thể cắm nó vào bất kỳ cổng PCIe x8 hoặc PCIe x16 nào.
Bên cạnh các cổng PCIe thông thường, có một ngoại lệ đáng chú ý: khe cắm M.2. Cổng M.2 là tiêu chuẩn cho ổ đĩa thể rắn (SSD) NVMe tốc độ cao. M.2 không tương thích vật lý với các cổng PCIe tiêu chuẩn, nhưng nó sử dụng kết nối PCIe x4.
Có gì khác biệt về PCIe 5.0?
Tính năng quan trọng nhất về PCIe 5.0 — và là tính năng mà mọi người sẽ quan tâm — là tốc độ. PCIe 5.0 là hai lần nhanh như PCIe 4.0.
x1 Băng thông một chiều tối đa | x16 Băng thông một chiều tối đa | Băng thông hai chiều tối đa | |
---|---|---|---|
PCIe 1.0 | 250MB/giây | 4GB/giây | 8GB/giây |
PCIe 2.0 | 500 MB/giây | 8GB/giây | 16GB/giây |
PCIe 3.0 | 1GB/giây | 16GB/giây | 32GB/giây |
PCIe 4.0 | 2GB/giây | 32GB/giây | 64GB/giây |
PCIe 5.0 | 4GB/giây | 64GB/giây | 128GB/giây |
Ổ đĩa M.2 NVMe tốc độ cao sử dụng kết nối PCIe x4. Điều đó có nghĩa là các ổ NVMe hỗ trợ tốc độ PCIe 5.0 có tốc độ đọc và ghi gần 16 GB/giây. Đối với ngữ cảnh, SSD SATA thông thường có tốc độ cao nhất khoảng 550 megabyte mỗi giây (MB/s). Ổ đĩa NVMe PCIe 5.0 — khi chúng xuất hiện — hứa hẹn sẽ nhanh hơn khoảng 30 lần. Thời gian tải sẽ là một điều của quá khứ.
Gần như tất cả mọi người đều nhận được thứ gì đó từ phiên bản mới nhất của tiêu chuẩn PCIe, nhưng những người và tổ chức xử lý “Dữ liệu lớn” có lẽ sẽ là những người hưởng lợi hạnh phúc nhất. Các trung tâm dữ liệu chạy các dịch vụ như Facebook, Google và các dịch vụ lớn khác xử lý lượng dữ liệu không thể tưởng tượng được và họ sẽ có thể vắt kiệt từng bit hiệu suất cuối cùng từ giao diện PCIe 5.0. Các ứng dụng khoa học và kỹ thuật chắc chắn cũng sẽ được hưởng lợi từ việc tăng băng thông.
PCIe 5.0 có ý nghĩa gì đối với người tiêu dùng?
Tính đến thời điểm viết bài, tháng 8 năm 2022, không nhiều.
Hiện tại có rất ít thiết bị PCIe 5.0 quý giá và không có thiết bị nào trong số đó nhắm đến người tiêu dùng thông thường hoặc thậm chí là những người đam mê. NVIDIA dự kiến sẽ gắn bó với PCIe 4.0 cho các GPU sê-ri RTX 4000 rất được mong đợi của họ và không rõ rằng các GPU sê-ri Radeon RX 7000 của AMD cũng sẽ triển khai giao diện PCIe 5.0 hay không. Không có ổ đĩa thể rắn tiêu dùng nào được thiết kế với tiêu chuẩn PCIe 5.0. Chỉ có một số tùy chọn dành cho doanh nghiệp, như PM1743 của Samsung.
Trong tương lai, điều đó chắc chắn sẽ thay đổi — ngay cả khi dòng Radeon RX 7000 của AMD và GPU dòng RTX 4000 của NVIDIA không sử dụng PCIe 5.0, thì bất cứ điều gì thành công chúng chắc chắn sẽ làm. Ổ cứng thể rắn tiêu dùng triển khai PCIe 5.0 đã được phát hiệnvì vậy chúng có thể không còn xa nữa.
Liệu sự sẵn có của các thiết bị PCIe 5.0 sắp xảy ra có nghĩa là bạn nên nhanh chóng mua một CPU Alder Lake, Raptor Lake hoặc Zen 4 hoàn toàn mới và bo mạch chủ tương ứng chỉ để tương thích với PCIe 5.0? Điều đó còn tùy — nếu bạn sẵn sàng trả phí để trở thành người sớm sử dụng phần cứng PCIe 5.0 và bạn thực sự có thể sử dụng nó, thì PCIe 5.0 sẽ là một bước nhảy đáng hoan nghênh về hiệu suất. Nếu bạn vẫn muốn nâng cấp, thì chắc chắn sẽ không có hại gì khi nhận được thứ gì đó có kèm theo PCIe 5.0.
Tuy nhiên, các thiết bị PCIe 5.0 có thể sẽ không còn là tiêu chuẩn trong một vài năm nữa, khi đó cả Intel và AMD có thể sẽ phát hành một thế hệ CPU mới, nhanh hơn. Nếu bạn không muốn có được sản phẩm mới nhất và tuyệt vời nhất—hoặc không cần nâng cấp—tốt hơn hết là bạn nên đặt tiền sang một bên và đợi cho đến khi có nhiều thiết bị PCIe 5.0 hơn trên thị trường.
Trong khi đó, tiêu chuẩn PCIe 6.0 đã được xác định. Trong thế giới phần cứng PC, luôn có thứ gì đó mới hơn và tốt hơn sắp xuất hiện.