Ce este PCIe?

Peripheral Component Interconnect Express(PCIe) este o interconectare standardizată pentru componente și periferice pentru computerele actuale. Aceasta permite conectarea componentelor precum SSD-uri, plăci grafice și plăci suplimentare la orice placă de bază modernă și funcționarea corespunzătoare a acestora, fără a necesita interfețe proprietare sau protocoale non-standard care pot provoca defecțiuni sau complica instalarea.

PCI Express a fost conceput pentru a fi un standard industrial de interconectare pentru componente și periferice, înlocuind interfețele separate de pe plăcile de bază ale computerelor vechi, și anume AGP și PCI. Pe atunci, foloseam AGP pentru plăcile grafice și porturi PCI pentru plăcile de sunet, plăcile de rețea, controlerele RAID etc. PCI Express a înlocuit toate aceste interfețe când a fost introdus în 2003 și a fost conceput cu o marjă mare de manevră pentru a permite progrese viitoare în ceea ce privește lățimea de bandă și performanța, astfel încât se preconizează că va avea o durată de viață foarte lungă. Chiar și astăzi este încă în avangardă, dar vom reveni asupra acestui aspect în scurt timp.

PCI Express este o interfață serială punct-la-punct între dispozitive, în care dispozitivul PCIe și CPU-ul și chipsetul comunică prin „canale” fizice încorporate la ambele capete ale conexiunii. Canalele PCIe utilizează două perechi de cabluri de cupru pe canal pentru a trimite date simultan în ambele direcții, iar genialitatea designului constă în faptul că lățimea de bandă poate fi ușor mărită prin adăugarea (sau utilizarea) mai multor canale. De asemenea, este compatibil cu versiunile anterioare, astfel încât un dispozitiv PCIe 3.0 funcționează perfect pe un sistem PCIe 4.0, ceea ce îl face o interfață unică, cu un design foarte flexibil.

Tehnologia PCI Express este în prezent o caracteristică atât a procesoarelor, cât și a chipseturilor AMD și Intel, astfel încât, atunci când consultați o fișă tehnică, veți vedea suportul PCI Express pentru ambele tehnologii listat ca „număr de linii PCIe”. Numărul de linii disponibile variază în funcție de procesor și chipset, produsele de vârf oferind mai multe linii, iar produsele mainstream oferind mai puține linii.

Rețineți că există linii PCIe atât pentru CPU, cât și pentru chipset, dar aceste linii nu sunt egale, chiar dacă toate se conectează în cele din urmă la CPU. Liniile care provin de la chipset trebuie să se conecteze la CPU printr-o legătură DMI (Direct Media Interface), în timp ce liniile care se conectează direct la CPU ocolesc acest conector intermediar. Acest lucru înseamnă că trebuie să aveți grijă să plasați GPU-ul și cel puțin SSD-ul principal în sloturile care nu utilizează conexiunea intermediară.

Toate dispozitivele PCIe utilizează un număr specific de benzi, exprimat printr-un mic „x” și un număr care reprezintă numărul de benzi utilizate. De exemplu, un GPU modern precum RTX 5090 este un dispozitiv PCIe 5.0 x16, ceea ce înseamnă că utilizează a cincea iterație a standardului PCI Express (PCIe 5.0 sau Gen 5) și utilizează 16 benzi pentru transmiterea datelor, ceea ce este maximul permis în prezent. Există, de asemenea, dispozitive care utilizează 8 benzi (x8), 4 benzi (x4), două benzi (x2) și 1 bandă (x1).

Desigur, utilizarea mai multor benzi are un cost, cum ar fi generarea suplimentară de căldură și cerințe mai mari de alimentare, deoarece în domeniul informaticii nimic nu este gratuit, dar posibilitatea de a utiliza un număr diferit de benzi pentru transmiterea datelor oferă producătorilor de hardware mai multe opțiuni în ceea ce privește proiectarea produselor lor.

Poate funcționa și în sens invers, când un dispozitiv poate trece de la x16 la x8 pentru a economisi energie și a produce mai puțină căldură, presupunând că performanța nu este afectată în mod semnificativ sau că reducerea performanței este un compromis acceptabil.

De la lansare, PCI Express a reușit să dubleze lățimea de bandă oferită de interfață la fiecare nouă generație, ceea ce este o realizare uimitoare. Se preconizează că această dublare a lățimii de bandă va continua și în viitorul previzibil, oferindu-ne tuturor utilizatorilor de PC-uri un motiv de bucurie, în timp ce ne imaginăm un GPU PCIe 7.0 cu o lățime de bandă de patru ori mai mare decât cea a GPU-urilor actuale. Cu toate acestea, dacă GPU-urile vor putea utiliza într-adevăr o lățime de bandă atât de mare este o altă poveste.

După cum am menționat mai sus, cei care au creat interfața PCI Express la PCI-SIG au reușit să dubleze lățimea de bandă oferită de fiecare nouă versiune a PCIe Express, o tendință care se preconizează că va continua și în viitor. Iată cum a evoluat până acum:

Un lucru foarte important în graficul de mai sus este că putem observa durata lungă de viață a fiecărei generații PCIe din prezent. Se observă că PCIe 5.0 a fost introdus în 2019, dar în 2025 încă nu este complet dominant, deoarece majoritatea dispozitivelor încă utilizează PCIe 3.0 și 4.0. De fapt, noile plăci grafice RTX din seria 50 de la Nvidia sunt PCIe 5.0, dar aceasta este o premieră pentru companie, deoarece plăcile grafice Ada Lovelace din seria 40 din 2022 erau PCIe 4.0. Plăcile grafice din seria 7000 de generație anterioară de la AMD erau, de asemenea, PCIe 4.0, dar cele mai noi plăci grafice ale ambelor companii sunt în sfârșit PCIe 5.0.

În același timp, graficul menționează că PCIe 6.0 a fost anunțat în 2021, dar vor trece ani până când acesta va fi disponibil pe piață și încă câțiva ani până când va deveni omniprezent, ceea ce ar putea însemna aproximativ 2030. Acest lucru ar plasa PCIe 7.0 în jurul anului 2035, astfel încât aceste standarde au o durată de viață foarte lungă și sunt introduse cu mult înainte de a fi necesare pe piață.

În 2025, un dispozitiv PCIe Express este orice dispozitiv care se conectează la sloturile de pe placa de bază, sub procesor, adică plăci grafice și orice carduri suplimentare care se introduc în sloturile PCIe. Acestea includ carduri de expansiune USB, carduri de rețea, controlere RAID, plăci de sunet și așa mai departe. Notă: SSD-urile M.2 sunt, de asemenea, dispozitive PCI Express și au propriile porturi dedicate pe plăcile de bază actuale, care sunt diferite de sloturile de expansiune, dar au același scop, și anume conectarea la procesor și chipset pentru transferul de date către sistemul gazdă.

Doar pentru că PCI Express își dublează lățimea de bandă la fiecare iterație nu înseamnă că performanța este dublă, iar un bun exemplu al acestui fenomen este actuala generație de SSD-uri M.2. SSD-urile PCIe 4.0 sunt disponibile de mulți ani și sunt foarte comune, atingând o lățime de bandă maximă de ~7 GB/s. Pe de altă parte, unitățile PCIe 5.0 sunt mai noi și oferă o lățime de bandă de până la ~12-14 GB/s, ceea ce pare a fi un upgrade evident, dar în realitate, beneficiile reale în ceea ce privește performanța între aceste două familii de unități pot fi enorme sau foarte mici, în funcție de aplicație.

Dacă utilizați unitatea pentru a citi și scrie în mod repetat fișiere mari, aceasta poate fi o îmbunătățire semnificativă, așa cum am menționat în articolul nostru de aici. Cu toate acestea, dacă utilizați un SSD în principal pentru jocuri, diferența în timpul de încărcare a jocurilor va fi probabil minimă.

Cealaltă problemă cu care se confruntă în prezent SSD-urile PCIe 5.0 este că sunt mai scumpe decât unitățile PCIe 4.0, iar plăcile de bază cu porturi SSD M.2 PCIe 5.0 nu sunt încă foarte răspândite, dar acest lucru se va schimba în următorii 5 ani.

În momentul redactării acestui articol, la mijlocul anului 2025, așteptăm cu toții ca PCIe 5.0 să devină noul standard, dar acest lucru ar putea dura câțiva ani. Cele mai recente chipset-uri CPU de la AMD și Intel acceptă PCIe 5.0, iar GPU-urile de la AMD și Nvidia sunt, de asemenea, PCIe 5.0, astfel încât, în acest moment, se preconizează că toate componentele hardware noi vor accepta cea mai recentă interfață, ceea ce va contribui la transformarea PCIe 5.0 în noul standard. Mai multe persoane vor face upgrade de la PCIe 4.0 la PCIe 5.0 atunci când aceste dispozitive vor fi singurele opțiuni disponibile. De exemplu, în anul 2027, dacă doriți să cumpărați un SSD M.2 nou, probabil că va trebui să cumpărați un dispozitiv PCIe 5.0, similar cu modul în care este dificil să cumpărați memorie DDR4 în zilele noastre, deoarece piața a trecut la DDR5.

Prin urmare, în câțiva ani, s-ar putea să începem să vedem dispozitive PCIe 6.0 pe piață, dar estimarea noastră este că noul hardware nu va ajunge până în 2028 sau cam așa. Având în vedere cât timp durează până când PCIe 5.0 se impune pe piață – mai mult de 6 ani – aceste dispozitive s-ar putea să nu fie la modă până la sfârșitul deceniului.

Dacă contează, PCI-SIG lucrează deja intens la standardul PCIe 7.0, așa că, așa cum am scris mai sus, aceasta este o organizație foarte orientată spre viitor, care este întotdeauna cu mulți pași înaintea pieței actuale, ceea ce este o veste excelentă pentru industria PC-urilor în general.