PCI EXPRESS 5 (PCIE 5.0) LÀ GÌ? ƯU ĐIỂM CỦA PCIE 5.0 SO VỚI PCIE 4.0

PCIe 5.0 được xem là quân át chủ bài trong tương lai khi mà chúng ta có băng thông rất cao để cho các sản phẩm tăng tốc và giúp khai thác triệt để hiệu suất của một hệ thống máy tính. . Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu kĩ hơn về PCIe 5.0 là gì? Ưu điểm PCIe 5.0 so với PCIe 4.0 như thế nào nhé!

PCI EXPRESS 5 (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.

PCIe là kiểu giao thức với tốc độ cao sử dụng trên máy tính và các thiết bị ngoại vi.

Nguồn: Sohu.

Về cơ bản PCIe 5.0 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. 

TỐC ĐỘ CỦA PCIE 5.0

Quy ước nhân đôi tốc độ của PCIe vẫn phù hợp với việc phát hành PCIe 5.0. Giao tiếp này được sử dụng cùng một phương pháp mã hoá tiêu chuẩn kể từ phiên bản PCIe 3.0 là 128b/ 130b. Ngoài ra, PCIe 5.0 cũng sẽ cung cấp thông lượng theo mỗi hướng với con số là 64 GB/ giây. Vì công nghệ PCIe cho phép dữ liệu truyền song song theo 2 chiều, tổng thông lượng cho cả 2 hướng kết hợp lại lên tới là 128 GB/ giây.

PCIe 5.0 mang đến một tốc độ truyền tải thông lượng cao. Nguồn: Sohu.

Với phiên bản PCIe 3.0 trước đây, tiêu chuẩn mã hoá là 8b/ 10b, có nghĩa là chúng ta sẽ có 8 bit dữ liệu được mã hoá và truyền dưới dạng số 10 bit. Điều này lần lượt tạo ra hệ số chi phí hiệu suất 20%, làm giảm tốc độ truyền bit thô 2,5GT/giây xuống băng thông ròng chỉ 2,0Gbit/ giây. Yếu tố chi phí 1,5% hiệu quả hơn này vẫn có hiệu lực với quy ước mã hóa PCIe 5.0.

Phiên bản PCIe	Năm phát hành	Tốc độ truyền	Thông lượng	Thông lượng x16
1.0	2003	2.5 GT/giây	250 MB/giây	4.0 GB/giây
2.0	2007	5.0 GT/giây	500 MB/giây	8.0 GB/giây
3.0	2010	8.0 GB/giây	1.0 GB/giây	16.0 GB/giây
4.0	2017	16.0 GB/giây	2.0 GB/giây	32.0 GB/giây
5.0	2019	32.0 GB/giây	4.0 GB/giây	64.0 GB/giây

Tốc độ của PCIe 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 1 giây. Mặc dù tốc độ đặc biệt này có vẻ như là một điều xa xỉ, tuy nhiên thì những cải tiến đối với kiến trúc mạng trong các lĩnh vực khác đã cần và đòi hỏi đến tốc độ xử lí như vậy.

SỰ PHÁT TRIỂN CỦA PCIE 5.0 Ở HIỆN TẠI VÀ TRONG TƯƠNG LAI

Công nghệ PCIe được cho là đang phát triển với tốc độ nhanh đến 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 đã được nghe nhắc đến nó nhiều hơn.

Thời gian sắp tới PCIe chắc chắn sẽ còn phát triển hơn nữa so với bây giờ.

Nguồn: Anandtech.

Nhịp độ phát triển này của PCIe vẫn sẽ tiếp tục, với bản phát hành thông số kỹ thuật cuối cùng cho PCIe 6.0 được nhà sản xuất dự kiến vào năm 2021. Phiên bản mới này sẽ còn tiếp tục tăng gấp đôi băng thông truyền thống và khả năng tương thích ngược của chuẩn PCIe lần này đạt mức 256 GB/ giây cho bằng thông 2 chiều cực kì đáng kinh ngạc. Điều này sẽ khiến cho PCIe ngang bằng với băng thông VRAM và GPU cấp thấp. Để tăng tốc độ lên gấp 2 lần nữa nhưng vẫn duy trì các tiêu chuẩn độ tin cậy ở mức cao, công nghệ điều chế biên độ xung (còn được gọi là PAM4) và sửa lỗi chuyển tiếp (FEC) cũng sẽ được kết hợp. Trí tuệ nhân tạo (AI) và Machine Learning sẽ là những yếu tố hưởng lợi từ tiềm năng cải tiến này.

PCIe 5.0 mang đến độ trễ thấp và có khả năng kết nối nhiều thiết bị ngoại vi cùng một lúc. Nguồn: Anandtech.

PCIe 5.0 là một bước nhảy vọt thành công trong công nghệ I/O, bắt kịp với định luật Moore, đồng thời cũng loại bỏ ”nút thắt cổ chai” về hệ thống cơ cấu mạng trong tương lai. Với các công cụ kiểm tra PCIe 5.0 mới và những cải tiến hằng ngày, tiến trình này sẽ còn tiếp tục thành công thông qua việc phát hành phiên bản PCIe 6.0 và nhiều thế hệ khác nữa.

ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA PCIE 5.0

Đặc điểm kỹ thuật của PCIe 5.0 có thể được phân loại là sự phát triển tự nhiên của PCIe tương thích ngược, không có sự liên kết cố hữu hay thay đổi tầng giao vận (transaction layer) nào, tiếp tục được hưởng lợi từ việc kiểm soát lường theo tỷ lệ và các tag mở rộng được thiết lập với PCIe 4.0. Mới đây, một trình kết nối CEM được chỉ định cho các card bổ trợ cũng đã được tích hợp thêm vào. Các cải tiến về tính toàn vẹn của tín hiệu và những tính năng thiết kế đầu nối đã được cải thiện về mặt hiệu suất cũng như về độ tin cậy tổng thể. Các cải tiến của lớp vật lý cũng bao gồm bản cập nhật cho EIEOS, các tập được sắp xếp SKP theo trình tự cân bằng.

Đặc điểm kỹ thuật của PCIe phiên bản 5.0 được nhiều chuyên gia cũng như nhà sản xuất trong ngành dành lời khen ngợi. Nguồn: Sohu.

Thông số kỹ thuật của PCI Express 5.0 thường được các nhà sản xuất phần cứng và những người trong ngành khen ngợi. Đặc biệt, những cải tiến này được thực hiện nhằm mục đích cải thiện khả năng kiểm tra, tăng tốc độ link training (quá trình phần phát và thu trên một liên kết nối tiếp tốc độ cao giao tiếp với nhau để điều chỉnh cài đặt cân bằng của chúng) và cung cấp hỗ trợ thêm giao thức thay thế đã được công nhận là các đặc điểm đặc biệt của PCIe 5.0. Sự đồng thuận trong ngành nay, cùng với tất cả những điều kiện kiên quyết thực hiện tương đối đơn giản, PCIe cần thiết để chuyển đổi từ 4.0 lên 5.0, giúp PCIe dẫn đầu các mục tiêu thương mại hoá và phát triển phần cứng một cách tích cực.

ƯU ĐIỂM CỦA PCIE 5.0 SO VỚI PCIE 4.0

Hiệu năng

Đa phần thì quá trình nâng cấp lớn số 1 giữa các thế hệ PCI Express là luôn tăng đường truyền lên gần gấp đôi. PCIe 5.0 là sự thừa kế trực diện của tiêu chí PCIe 4.0, đường truyền và tốc độ gigatransfer tăng gấp đôi so với thế hệ trước, cho phép dữ liệu được truyền với vận tốc mau hơn đáng kể. Tốc độ truyền 32 gigatransfer/giây hay 32GT/s và 3,94GB/s đều sẽ xuất hiện. PCIe 4.0 đã cực nhanh (bạn chỉ cần nhìn vào SSD NVMe hỗ trợ PCIe 4.0 và các loại tốc độ đọc/ghi mà nó có thể đạt được), nhưng PCIe 5.0 sẽ còn mau hơn gấp đôi với và một số lần.

Khả năng kết nối và sự tương thích

Việc kết nối vật lý vẫn giữ nguyên và PCIe 5.0 sẽ vẫn tận gốc tương thích ngược với những thế hệ PCI Express trước đó, nhưng những đòi hỏi sẽ thay đổi để phù phù hợp với vận tốc cao hơn. Như là các bo mạch chủ bổ trợ PCIe 5 sẽ luôn phải bổ sung thêm những khả năng lớn hơn để giải quyết tình trạng mất tín hiệu và nhiễu. Điều này là vì việc chạy nhanh hơn cũng có thể gặp phải nhiều vấn đề về tính toàn vẹn tín hiệu (SI) và điều này cần được tính đến để hạn chế lỗi càng nhiều càng tốt.

Với 20 làn PCIe CPU có trong CPU Intel® Core™ thế hệ thứ 11, các nhà sản xuất máy tính có thể đồng thời linh hoạt cung cấp cho GPU và SSD NVMe đường dẫn tối ưu đến CPU. Các CPU Intel® Core™ thế hệ thứ 12 có tùy chọn tương tự ở băng thông thậm chí cao hơn, do 16 PCIe CPU 5.0 của chúng có tốc độ gấp đôi tốc độ của 4.0. SSD PCIe m.2 và SSD NVMe sử dụng thẻ riser đã có lợi thế về tốc độ so với các ổ kết nối qua cáp dữ liệu SATA. Thông lượng cao hơn của PCIe cho phép lưu trữ NVMe nhanh chóng xếp hàng nhiều dữ liệu hơn và kết nối trực tiếp với bo mạch chủ giúp giảm độ trễ. Việc kết nối với các làn PCIe CPU giúp giảm độ trễ bằng cách loại bỏ khoảng cách mà dữ liệu phải đi qua chipset.

CÓ NÊN NÂNG CẤP LÊN PCIE 5.0 KHÔNG?

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. Hiện nay, có rất nhiều ứng dụng mà tiêu chuẩn PCIe 5.0 được hỗ trợ giúp nó trở nên cực kỳ hữu ích cho người sử dụng.

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.

PCIe 5.0 thật sự là một công nghệ đỉnh cao về khả năng truyền dữ liệu. Nguồn: Anandtech.

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 được những lợi thế của PCIe 5.0, 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.

KẾT LUẬN

Khi nắm rõ được mọi khía cạnh của PCIe 5.0 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, những gì PCIe 5.0 có thể mang lại và ưu điểm của PCIe phiên bản 5.0 so với phiên bản 4.0.