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看起来超厉害的PCIe4.0真有用?为什么AMD吹爆Intel却并不在意

2019年06月15日 18:34 次阅读 稿源:太平洋电脑网 条评论

在刚过去的2019年台北电脑展上,AMD掏出了7nm制程的Zen2处理器燃爆了全场,不知道有多少人在高喊AMD YES!!其中PCIe 4.0技术的使用,带宽直接翻倍达到16GT/s,这也成为了AMD新CPU亮点之一,这么高速的带宽对电脑有帮助么?为什么Intel好像并不在意?

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PCIe的标准划分 PCIe 4.0的出现时机并不好

PCIe全称是Peripheral Component Interconnect Express,一般可以翻译为周边设备高速连接标准,这是在2003年提出的PC连接标准。PCIe通道包含两个数据通道,保证数据的接收和发送的效率,每个设备拥有独立分配的带宽,不会占用总带宽。

目前我们电脑普遍使用的是PCIe 3.0标准,这已经是9年前制定的标准了。2003年PCIe 1.0面世,拥有2.5GT/s速度,随后2006年发布PCIe 2.0(5.0GT/s)、2010年发布PCIe 3.0(8GT/s),大概三到四年PCIe就会制定新的标准,但PCIe 4.0却是等了7年,直到2017年才发布了PCIe 4.0(16GT/s),而在4.0都还没开始应用的时候,2019年就早早的发布了PCIe 5.0(32GT/s)。

从 2011年的HD 7000系列显卡开始使用PCIe 3.0开始算起,至今PCIe 3.0已经普及了8年了。而PCIe 4.0出现似乎并不是一个好时机。

2017年PCIe 3.0发布之后仅仅过了一年多,在2019年1月管理并定义PCIe标准的组织PCI-SIG发布了最新的PCIe 5.0规范的0.9版,同时,PCIe 5.0也会向下兼容3.0和4.0设备,这导致很多供应商直接跳过了PCIe 4.0直接开发PCIe 5.0规范的设备。

抢先一步?AMD发布首个PCIe 4.0消费级别处理器

AMD在今年5月底的台北电脑展上率先宣布支持PCIe 4.0接口的新一代锐龙处理器。除了7nm工艺、高频率之外,先于Intel支持PCIe 4.0也成为了这场发布会上的亮点。相比较PCIe 3.0带宽翻倍的buff加持,A平台整体性能也有了相当大的提升。

在台北电脑展上众多厂商推出了AMD新CPU主板,我们可能看到在南桥芯片上主板都加上了一个小风扇,从此机箱中的噪音源也多了一个。这个小风扇的出现也与PCIe 4.0的应用有关,因为数据处理任务加重,南桥成为了一个小火炉,没有办法只能为南桥增加上一个小型的散热风扇。

同时我们在台北电脑展的展会现场还看到了根据PCIe 4.0推出的超超超高速的SSD存储。技嘉在台北电脑展上推出了目前世界上速度最快,容量最大的PCI-e 4.0 AIC SSD。这款目前还是全世界最强的SSD读写速度竟然达到了15000MB/s,看清楚是5位数哦!而且它的容量竟然达到了8TB,我已经不敢想象它的价格有多高了,也不知道会不会真正的推向消费市场。采用群联E16主控,其中该AIC版本由4个M.2 SSD组成RAID 0,每块盘为PCIe 4.0X4,4个盘组起来就是PCIe4.0 X16。

来自PCIe 4.0的巨大提升 

CPU只有16条PCIe通道

即使是现在的PCIe 4.0设备,AMD Ryzen 9 3900X也同样只有16条PCIe通道。主板上,在离CPU最近的PCIe插槽也仅仅只有16通道。目前这个插槽插的是显卡,可以达到PCIe×16全速。当两张显卡SLI时仅仅只能实现8+8通道,当三个PCIe设备连接时则分配为8+4+4,也就是说PCIe通道是有限制的。这是目前主流平台上的CPU的PCIe通道数的划分,直连CPU只有16条,因为通道数限制,多设备连接速度会有所降低,多个高性能PCIe设备连接时无法发挥完全的性能。当PCIe 4.0带来带宽翻倍时,多个PCIe设备与CPU之间的沟通速度将会更有利于发挥各个硬件的性能。

高速数据传输带来的新可能

随着5G技术的普及,我们发现高速的数据传输会改变产业,甚至催生出新的产业。5G对于硬件带宽的要求其实是翻了几番的,又是高频信号又还要信号覆盖好,确实需要产业有巨大的升级之后才能实现这样的性能。而且在2-3年的时间,家庭使用场景下启用数据互联的设备将急剧增加,PC产业可能会迎来新的变化,PC将有可能成为个人服务器和数据处理中心的存在。

如今的智能连接设备对于数据连接要求不高,当然整体设备之间的互联和数据交流程度也并不高。这是因为目前个人数据处理全凭云端设备,但可靠程度并不够。随着真·个人智能助理+智能设备的发展,个人PC数据处理中心需求将会渐渐浮现。最稳妥的方法是本地服务器+云数据处理搭配一起,而PCIe 4.0已经符合个人数据处理中心的基本需求。

不过目前PCIe 4.0好像只是看起来很美好

升级成本高 阻挡新设备普及

不过就目前来说PCIe 4.0看起来很美好,PCIe 4.0目前的成本还是挺高的,因为数据传输的速度越快,信号衰减情况也会相对应增加,对于元器件和材料的要求也就相对应越高。根据之前的消息,完整的16通道PCIe 4.0重定时器芯片需要15-25美元,主板升级大约需要100美元左右,高端顶级主板则可能需要花费更多。此前有网友爆料msi顶级的X570超神主板定价在777欧元(约合人民币6000元),真的是主板比CPU都贵。

消费市场需求不明显 噱头大于实际

PCIe 4.0面世这两年来,除了企业级市场之外,消费级市场完全没有什么动静的原因除了成本太高,还有个原因就是消费级显卡、处理器以及网络对速度翻倍的PCIe 4.0也没什么需求。这也是PCIe 4.0迟迟没有推出的原因。早在PCI3.0时代就有人测试过,如今的显卡即使使用的是PCIe 2.0×16通道,性能损失并不明显。

而且目前来说,消费市场对PCIe通道要求高的设备并不多,目前消费市场需要高速PCIe通道的设备就是显卡和满速SSD了。就拿SSD来说,占满16条PCIe通道SSD速度也没有达到PCIe带宽上限,但是通道数却是得占满了,而且价格还死贵死贵,根本就不是面向消费市场的产品。

企业级市场开始抛弃PCIe

对PCIe需求较高的就是高速数据处理需求环境,但是PCIe在数据处理环境下却有自己的缺陷。

家用电脑中PCIe确实是非常快速且实用的连接技术,这是因为连接到主板的设备数量较少,并且很少有需求跨越多台电脑之间的扩展应用。而在数据中心中每个PCIe设备都拥有自己的隔离内存池,不同设备之间的通信由于带宽和延迟的影响变得十分低效。NVIDIA和AMD分别开发了NVLink和InfintyFabric技术来应对该问题,CXL则是英特尔拿出的对策。

Intel在2019年3月份联合众多厂商推出了针对数据中心、高性能计算领域、AI领域等场景的全新数据设备互联协议CXL(Compute EXpress Link)。该技术是建立在完善的PCIe 5.0的物理和电气实现上的,只是不用通过专门设计的接口,简化了服务器硬件的设计难度,降低了整体系统的成本。Intel宣布与阿里巴巴、戴尔EMC、脸谱、谷歌、HPE、华为微软联合共同成立一个联盟,来开发这个协议,用于消除CPU与加速器等计算密集型工作负载的瓶颈。而此次Intel扮演的角色与其在USB和PCIe开发中的角色一样, 与联盟成员共享技术成果,并共同持续开发

时机不对 来自PCIe 5.0带来的尴尬

由于PCIe 5.0向下兼容3.0/4.0,所以导致4.0的地位有些尴尬。当然,根本原因还是4.0标准出台太晚,距离2010年的3.0规范间隔了7年之久,而PCI-SIG组织又急于恢复8年两版标准高低搭配的既定节奏。

PCIe 4.0的带宽相较于PCIe 3.0的32GB/s(x16)是直接翻了一倍,来到了64GB/s(x16),而这次的PCIe 5.0更是在此基础上再翻一倍,来到了128GB/s(x16)。而它们也都是沿用PCIe 3.0的128b/130b编码方式,但PCIe 4.0的传输速率却到了16GT/s,PCIe 5.0则是到了32GT/s。

PCI-SIG的规划是, PCIe 4.0和5.0规范产品会在市场上共存很长一段时间,其中5.0或将只用于高性能计算,而消费端则是清一色4.0。目前,Intel的企业级SLC固态盘Ruler SSD就是直接以PCIe 5.0规范做传输设计。

总结

目前来看,PCIe 3.0确实已经足够满足消费市场,从各方面来看,PCIe 4.0因为成本、时机、市场等等种种原因有点上够不着,下踩不住的尴尬局面。也许是因为这些种种原因,目前来看Intel好像并不在意PCIe 4.0,CPU方面一直也好像没有新的规划出现。有消息是Intel将越过PCIe 4.0直接开发PCIe 5.0设备,而PCIe 5.0设备将直接向下兼容3.0和4.0设备,这难道就是传说中的降维打击?对于消费者来说本来PCIe 5.0的升级成本会很高,但通过兼容的方式将会减少升级成本,消费市场可以进行逐步升级。

不过正所谓买新不买旧,有总比没有好。是的,上面我的阐述和分析都是建立在目前的硬件设备和软件需求之上,分析了目前PCIe 4.0尴尬局面,不过随着个人PC数据吞吐的速度需求的增加,几年后软件和硬件开发肯定会跟上,产生规模效应后,相对应的成本也将逐步下降。毕竟我们主流内存容量从1GB到现在16GB,什么时候都碰到过被软件吃完所有内存的情况,玩家和厂商对于设备“更高、更快、更强”的欲望应该不会停歇。

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