PCI Express 3.0, 4.0 и 5.0: в чем разница

Недавно на рынке компьютерных комплектующих стали появляться устройства с поддержкой интерфейса PCI Express 4.0. Появление новой версии вызвало у пользователей вопросы. Далеко не все понимают, что такое PCI Express 4.0, в чем разница между PCI Express 3.0 и 4.0 и насколько они совместимы друг с другом.

Что такое PCI Express 3.0, 4.0 и 5.0

PCI Express (PCIe, PCI-e) – основный интерфейс для подключения к компьютеру дополнительных комплектующих. Его используют для подключения видеокарт, твердотельных накопителей (SSD), звуковых и сетевых карт, а также других устройств.

Интерфейс PCI Express появился в 2003 году и с тех пор широко распространился, вытеснив шину PCI, которая ему предшествовала. За первые несколько лет появилось 3 версии данного интерфейса, которые получили названия PCI Express 1.0 (2003 год), PCI Express 2.0 (2007 год) и PCI Express 3.0 (2010 год).

На версии 3.0 развитие интерфейса несколько затормозилось. С 2010-го по 2017-й новых версий не появлялось, и версия 3.0 долгое время являлась последней и самой актуальной. Впрочем, скорости передачи данных, которую обеспечивала третья версия, было вполне достаточно. При использовании всех 16 линий скорость версии 3.0 достигала 15,8 ГБайт/с.

PCI Express версии 4.0 появился в 2017 году и при использовании 16 линий обеспечил скорость 31,5 ГБайт/с. С тех пор выход новых версий PCI Express значительно ускорился, и версия 5.0 со скоростю 63 ГБайт/с была выпущена уже через два года, в 2019-м. А выход версии 6.0 ожидается в 2021 году, его скорость должна составить 126 ГБайт/с.

Но, реальные устройства с поддержкой новых версий PCI Express появляются не так быстро. На данный момент основной версией можно считать 4.0, именно с этой версией интерфейса выпускается большинство новых видеокарт и твердотельных накопителей (SSD-дисков). Что касается версии 5.0, то для нее устройств пока почти нет. Поддержку PCI Express 5.0 получили только новые материнские платы для процессоров Intel.

Учитывая медленное распространение новых стандартов, многие пользователи интересуются стоит ли переплачивать за новинки с поддержкой PCI Express 4.0 и 5.0 или можно сэкономить и взять железо с более старой версией этого интерфейса.

В чем разница между PCI Express 3.0, 4.0 и 5.0

Основная разница между PCI Express 3.0, 4.0 и 5.0 заключается в скорости передачи данных. Каждая версия PCI Express получает удвоение пропускной способности и последнии версии не исключение. Например, при использовании 16 линий через PCI-e 4.0 можно передавать данные со скоростью 31,5 ГБайт/с, что в два раза быстрее, чем при использовании 16 линий версии PCI-e 4.0. Тоже самое с PCI-e 5.0, она в два раза быстрее PCI-e 4.0.

Разница в пропускной способности выглядит впечатляюще, но многим устройствам такая большая скорость на данный момент не нужна. Поэтому при переходе на новую версию реальный прирост производительности может быть намного меньше.

Например, в таблице внизу приведены результаты видеокарты Radeon RX 5700 XT при ее подключении с помощью PCI-e 3.0 и PCI-e 4.0. Как видно, пока что более высокая пропускная способность PCI-e 4.0 практически не влияет на производительность видеокарты в играх.

С другой стороны, твердотельные диски (SSD) очень чувствительны к скорости подключения и в этом случае разница между PCI Express 3.0 и PCI Express 4.0 более заметна.

Например, в таблице внизу приведены результаты двух похожих SSD накопителей: FireCuda 510 и FireCuda 520. Первый из которых использует интерфейс PCI-e 3.0, а второй PCI-e 4.0.

Как видно, при последовательном чтении прирост производительности почти полуторакратный. В новых SSD, которые будут выпускаться под PCI-e 4.0 эта разница может быть еще существенней.

Совместимость PCI Express 3.0, 4.0 и 5.0

При появлении новых версий PCI Express всегда сохраняет полную совместимость с предыдущими версиями интерфейса. PCI Express 4.0 и 5.0 не являются исключением и также полностью совместим с предшественниками.

При этом совместимость двунаправленная. Это означает, что вы можете приобрести новую видеокарту с PCI-e 4.0 и установить ее в старую материнскую плату с поддержкой 3.0, а также наоборот, старые видеокарты с 3.0 поддерживаются новыми материнскими платами с 4.0.

При подключении двух устройств с разными версиями PCI-e они будут работать на той версии интерфейса, которая поддерживается обоими устройствами. В случае использования устройств с интерфейсами 3.0 и 4.0 они будут работать на версии 3.0.

Выводы

Все версии PCI Express полностью совместимы друг с другом. Поэтому основным отличием между ними является пропускная способность, которая при появлении новой версии возрастает в 2 раза. Но, чтобы использовать преимущества этой скорости нужны устройства, которым она требуется. Такими устройствами могут быть быстрые SSD накопители. Если SSD-накопитель поддерживает PCI-e 4.0, то его лучше устанавливать на плату с поддержкой PCI-e 4.0. Иначе накопитель значительно потеряет в скорости.

Для видеокарт версия PCI Express не так критична. В играх разница между PCI-e 3.0 и 4.0 почти не заметна. Хотя в будущем, с появлением более требовательных игр и более производительных видеокарт, потери, вероятно, станут более значительными.