Công Nghệ PCIe Gen 4 Là Gì? So Sánh PCIe 4.0 Và PCIe 3.0

Trong bài viết này, chúng ta hãy xem xét sự khác biệt giữa PICe 4.0 và PCIe 3.0. Sau đó sẽ cùng thảo luận xem đã đến lúc nâng cấp chuẩn kết nối này hay chưa.

Một thông tin nhanh cho các bạn, đó là PCIe Gen 4 có tốc độ nhanh gấp đôi so với PCIe Gen 3.

Nhưng liệu đã đến lúc nâng cấp phần cứng của bạn để sử dụng các thiết bị hỗ trợ chuẩn PCIe Gen 4 này hay chưa? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu ngay trong các phần nội dung ở bên dưới.

PCI Express là gì?

Cổng kết nối các thành phần ngoại vi (PCI Express or PCIe) là một tiêu chuẩn tốc độ cao thường được sử dụng để kết nối các thiết bị như card đồ họa (GPU), cổng mạng Internet nội bộ (LAN), ổ cứng thể rắng NVMe (SSD), cổng kết nối đa năng (USB) và các phần cứng khác vào bo mạch chủ (mainboard) của máy tính.

Nói một cách đơn giản, giao diện PCI Express cho phép bo mạch chủ có thể kết nối với nhiều phần cứng khác ngoài sử dụng card màn hình GPU.

Các công ty công nghệ nổi tiếng như Intel, IBM, Dell, HP, AMD và NVIDIA đã giới thiệu thế hệ đầu tiên của PCI Express với tên gọi PCIe 1.0 vào năm 2003.

PCIe 2.0 và PCIe 3.0 lần lượt được phát hành vào năm 2007 và 2010. Trong khi đó, PCIe 4.0 đã được ra mắt vào năm 2017 và thế hệ mới nhất – PCIe 5.0 vừa được ra mắt vào năm 2019.

Giao diện PCI Express được sử dụng thông qua các khe PCIe, có nhiều loại khác nhau tùy thuộc vào chipset của bo mạch chủ.

Các khe sẽ khác nhau về cả chiều dài và tốc độ dựa trên số lane (làn) của chúng (tối thiểu là 1 và tối đa là 16 lane).

Khe cắm có sẵn trong các cấu hình 1 lane, 2 lane, 4 lane, 8 lane và 16 lane, và được biểu thị dưới dạng PCIe x1, x2, x4, x8 và x16.

Ví dụ: PCIe 3.0 x 4 đề cập đến thẻ hoặc khe cắm mở rộng Gen 3 với 4 lane. Tương tự, PCIe 4.0 x 16 sẽ đề cập đến thẻ hoặc khe cắm mở rộng Gen 4 với 16 lane.

Mỗi thế hệ PCI Express mới sẽ được tăng gấp đôi băng thông mà mỗi khe cắm có thể hỗ trợ. Đó là lý do tại sao các cấu hình này được thể hiện dưới dạng bội số của hai.

Ví dụ: PCIe 1.0 có băng thông là 250MB/s trong 1 lane, băng thông 1GB/s trong 4 lane, 2GB/s trong 8 lane và băng thông 4GB/s trong 16 lane.

Hơn nữa, mỗi thế hệ PCIe mới thường được tăng gấp đôi tốc độ dữ liệu và băng thông của phiên bản tiền nhiệm cho mỗi cấu hình.

Lấy ví dụ, PCIe 1.0 có tốc độ truyền dữ liệu là 2.5 GT/s và băng thông 250 MB/s trong 1 lane. PCIe 2.0 hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu là 5.0 GT/s và băng thông là 500MB/s v.v.

Nhưng PCIe 1.0 và PCIe 2.0 đã lỗi thời.

Ngày này, PCIe 3.0 là một tiêu chuẩn thường được sử dụng trên các bo mạch chủ, ít nhất là cho đến khi ngành công nghệ áp dụng PCIe 4.0 và cuối cùng là PCIe 5.0 trên toàn thế giới. Theo dự kiến, PCIe 6.0 sẽ được ra mắt vào năm 2021.

Như bất kỳ công nghe mới nào, các nhà sản xuất phần cứng máy tính cần mất một khoảng thời gian để bắt tay cho việc sản xuất bo mạch chủ của họ chuẩn hóa với thế hệ PCI Express mới nhất.

Tốc độ của PCIe 4.0 khi so sánh với PCIe 3.0 là như thế nào?

Câu trả lời ngắn gọn thì: PCIe 4.0 có tốc độ nhanh gấp đôi PCIe 3.0.

PCIe 4.0 có tốc độ truyền dữ liệu là 16 GT/s, so với 8 GT/s cùa thế hệ 3.0. Ngoài ra, cấu hình mỗi lane PCIe 4.0 cũng hỗ trợ băng thông lớn gấp đôi so với PCIe 3.0 đạt tối đa 32GB/s với khe 16 lane.

Do đó, bạn hãy sử dụng khe cắm 16 lane để cảm nhận rõ sự khác biệt về tốc độ giữa 2 chuẩn PCIe 4.0 và PCIe 3.0.

PCIe 4.0 và PCIe 3.0 có khả năng tương thích ngược và chuyển tiếp hay không?

Cả hai chuyển PCIe 4.0 và PCIe 3.0 đều có khả năng tương thích ngược và chuyển tiếp. Các linh kiện phần cứng có tốc độ cao như GPUs, SSD NVMe, v.v. hay không? Hầu hết chúng đều sử dụng khe cắm PCIe để giao tiếp với bo mạch chủ để mang đến hiệu suất hoạt động tối đa.

Nhờ khả năng tương thích ngược và chuyển tiếp, công nghệ mới có thể áp dụng cho cái cũ (tương thích ngược) còn cái cũ có thể có thể sử dụng với cái mới (tương thích chuyển tiếp).

Ví dụ: Một chiếc card đồ họa PCIe 4.0 có thể được lắp vào khe PCIe 3.0 của bo mạch chủ. Tuy nhiên, băng thông và tốc độ của PCIe Gen 4 sẽ bị tắc nghẽn do giới hạn băng thông của khe cắm Gen 3.

Tương tự như vậy, bạn có thể lắp card đồ họa PCIe Gen 3 vào khe cắm PCIe Gen 4 của bo mạch chủ, nhưng card đồ họa Gen 3 sẽ không thể sử dụng hết hiệu năng băng thông cao hơn của khe cắm Gen 4 do bị giới hạn băng thông mặc định của khe cắm.

Thiết bị của bạn cũng không cần phải được lắp đặt trên một khe có cùng số làn đường (lane).

Ví dụ: Một ổ cứng SSD PCIe 4.0 với 4 lane có thể được lắp vào một khe x16. Nhưng nếu như bạn làm ngược lại thì sẽ không hoạt động được.

Vì vậy, card đồ họa PCIe 3.0 x 16 sẽ không vừa để sử dụng với khe cắm x1, x2, x4 hoặc x 8.

Nói tóm lại, khe cắm mở rộng phải có số lane bằng hoặc nhiều hơn.

Nếu không, bạn sẽ không thể lắp thiết bị vào khe hỗ trợ.

Nâng cấp lên PCIe 4.0 có đáng giá hay không?

PCIe 4.0 hỗ trợ băng thông gấp đôi so với PCIe 3.0. Tuy nhiên, nếu như bạn muốn tận dụng băng thông của thiết bị hỗ trợ chuẩn PCIe 4.0 mà bạn vừa mua, thì bạn cần phải cắm nó vào cổng PCIe 4.0 có trên bo mạch chủ của mình.

Nhưng nếu như bạn cảm thấy hài lòng với một mức độ giới hạn băng thông nhất định và không muốn chi nhiều tiền để nâng cấp lên bo mạch chủ hỗ trợ cổng PCIe 4.0, thì việc nâng cấp lên Gen 4 có lẽ sẽ không đáng giá với bạn.

Trước khi quyết định nâng cấp mainboard hỗ trợ công nghệ PCIe Gen 4, bạn hãy tự trả lời mình 2 câu hỏi chính:

Các thẻ hoặc khe cắm PCI Express hiện tại của bạn có đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng của bạn hay không? Nếu có, đừng nâng cấp. Còn ngược lại thì bạn nên nâng cấp để có trải nghiệm tốt hơn.

Liệu ứng dụng bạn đang dùng có cần tăng băng thông để theo kịp tiến độ nâng cấp của nó hay không? Nếu có, hãy cân nhắc nâng cấp. Nếu không, bạn không cần phải làm gì thêm.