Οι μητρικές PCIe 4.0^{(PCIe 4.0)} μόλις τώρα αρχίζουν να αποστέλλονται στους πελάτες, αλλά αυτό δεν επιβραδύνει την ανάπτυξη αυτού του κρίσιμου προτύπου περιφερειακών συνδέσεων. Το PCIe 6.0^{(PCIe 6.0)} είναι ήδη στο τραπέζι, με συγκεκριμένες βελτιώσεις σε σχέση με το τρέχον πρότυπο αιχμής.

Δεδομένου ότι το PCIe γίνεται θεμελιώδες σε υπολογιστές όλων των σχημάτων και μεγεθών, αξίζει να μιλήσουμε για το τι είναι το PCIe , σε τι χρησιμοποιείται και τι θα προσφέρει το νέο PCIe 6.0 στο μέλλον.

Τα βασικά του PCIe

Το PCIe είναι συντομογραφία του Peripheral Component Interconnect Express . Μερικοί από τους αναγνώστες μας που ασχολούνται με υπολογιστές για λίγο μπορεί να θυμούνται το παλιό πρότυπο PCI , αλλά το PCIe είναι στο αρχικό πρότυπο PCI όπως ένα μαχητικό αεροσκάφος για ένα χάρτινο αεροπλάνο.

Το PCIe^(PCIe) είναι τόσο πρωτόκολλο όσο και φυσικό πρότυπο σύνδεσης υλικού. Το πιο κοινό πρότυπο σύνδεσης υλικού PCIe είναι η υποδοχή επέκτασης μητρικής πλακέτας. ^(PCIe)Συνδέετε κάρτες επέκτασης σε αυτές τις υποδοχές και η επικοινωνία γίνεται μέσω των ακίδων σύνδεσης. Ωστόσο, είναι δυνατή η αποστολή σημάτων πρωτοκόλλου PCIe μέσω άλλων τύπων συνδέσεων.

Οι SSD NVME που χρησιμοποιούν την υποδοχή M.2 μπορούν να χρησιμοποιούν PCIe και αυτό δεν φαίνεται να διαφέρει στον υπολογιστή από έναν SSD που είναι συνδεδεμένος μέσω μιας τυπικής υποδοχής PCIe . Τα πρότυπα Thunderbolt 3 και 4 υποστηρίζουν επίσης την αποστολή σημάτων PCIe μέσω καλωδίου. Έτσι είναι δυνατά τα eGPU^(eGPUs) (εξωτερικές κάρτες γραφικών).

Οι συσκευές PCIe^(PCIe) στέλνουν δεδομένα με σειριακό τρόπο αλλά σε πολλαπλές, παράλληλες λωρίδες. Μια υποδοχή x16 PCIe στη μητρική πλακέτα ενός υπολογιστή μπορεί να φιλοξενήσει δεκαέξι κανάλια δεδομένων ταυτόχρονα. Το PCIe^(PCIe) προσφέρει επίσης υποδοχές x8, x4 και x1. Γενικά, οι κάρτες γραφικών χρησιμοποιούν την υποδοχή x16 επειδή χρειάζονται όσο το δυνατόν περισσότερο εύρος ζώνης. Ενώ οι πιο αργές υποδοχές είναι συνήθως πιο κοντές, είναι σύνηθες το μήκος x16 εκτός από το κύριο να είναι x8.

Οι κάρτες PCIe^(PCIe) προσφέρουν συμβατότητα προς τα πίσω και πολλαπλή συμβατότητα, ώστε να μπορείτε να κολλήσετε μια κάρτα x4 σε οποιαδήποτε υποδοχή PCIe που θα την φιλοξενήσει φυσικά. Απλώς θα σπαταλήσετε τυχόν λωρίδες PCIe που δεν χρησιμοποιεί η κάρτα x4. Το ίδιο ισχύει για τη χρήση κάρτας PCIe 5.0 σε, για παράδειγμα, υποδοχή 4.0. Θα λειτουργήσει αλλά θα περιοριστεί στον χαμηλότερο κοινό παρονομαστή.

Ποιος αποφασίζει για το Πρότυπο PCIe;

Το πρότυπο PCI Express έχει σχεδιαστεί και εγκριθεί από την ομάδα PCI Special Interest Group ( PCI-SIG ), μια κοινοπραξία με μέλη από τη βιομηχανία ηλεκτρονικών και ηλεκτρονικών υπολογιστών με ιδιόκτητο συμφέρον στην τεχνολογία.

Η PCI-SIG^(PCI-SIG) ιδρύθηκε το 1992 ως ομάδα που είχε ως αποστολή να βοηθά τους κατασκευαστές υπολογιστών να εφαρμόσουν σωστά το πρότυπο Intel PCI . Σήμερα είναι ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός με περισσότερα από 800 μέλη.

Η πλακέτα PCI-SIG διαθέτει AMD , ARM , Dell , IBM , Intel , Nvidia , Qualcomm και άλλα μέλη. Μπορεί να αναγνωρίσετε αυτά τα ονόματα ως σημαντικούς κατασκευαστές υπολογιστικών συσκευών και η ύπαρξη ενός κοινού προτύπου κάνει τη δουλειά τους πολύ πιο εύκολη, για να μην αναφέρουμε τη ζωή των πελατών τους!

Σε τι χρησιμοποιείται το PCIe;

Έχουμε ήδη αναφέρει κάρτες επέκτασης και SSD^(SSDs) παραπάνω, οπότε μάλλον έχετε μια γενική ιδέα για τις χρήσεις του PCIe.

Το πρότυπο PCIe συνδέει σχεδόν οποιαδήποτε εξωτερική περιφερειακή συσκευή μπορείτε να φανταστείτε. Προσφέρει πολύ μεγαλύτερο εύρος ζώνης από το USB , ειδικά όταν κοιτάτε πολλές λωρίδες. Το PCIe^(PCIe) παρέχει επίσης μια άμεση διαδρομή προς την CPU , καθιστώντας την ιδανική για εφαρμογές υψηλής ταχύτητας και χαμηλής καθυστέρησης.

Οι σύγχρονες GPU^{(Modern GPUs)} χρησιμοποιούν δεκαέξι λωρίδες  εύρους ζώνης PCIe για να μεγιστοποιήσουν την απόδοσή τους, αλλά δεν χρειάζεται κάθε περιφερειακό τόσο μεγάλο εύρος ζώνης. Οι πιο πρόσφατοι PCIe 4.0 SSD^(SSDs) χρησιμοποιούν «μόνο» τέσσερις λωρίδες, αλλά αυτές είναι αρκετές για να ξεφύγει από το νερό το πρότυπο SATA . Ενώ το SATA ξεπερνά τα 600 MB/sPCIe 4.0 υψηλής τεχνολογίας μπορούν να μετακινήσουν περισσότερα από 7000 MB/s .

^(PCIe)Οι κάρτες επέκτασης PCIe φιλοξενούν επίσης κάρτες ήχου^{(sound cards)} , κάρτες λήψης βίντεο, προσαρμογέα Ethernet 10 Gb, κάρτες ^(Ethernet)WiFi 6 ,  ελεγκτές Thunderbolt ή USB και πολλά άλλα. Τα περιφερειακά που είναι ενσωματωμένα στη μητρική πλακέτα του υπολογιστή σας χρησιμοποιούν επίσης το PCI Express . Απλώς η καλωδίωση είναι μόνιμη και όχι σε μορφή σχισμής.

Πώς βελτιώνεται το ^(Improve)PCIe 6.0^{(Does PCIe 6.0)} στο PCIe 5.0 ;

Η βελτίωση του τίτλου είναι συνήθως ένα μεγάλο άλμα στον ρυθμό δεδομένων με κάθε αναθεώρηση PCIe . Αυτός είναι ο όγκος των πληροφοριών που μπορούν να μετακινηθούν στο λεωφορείο κάθε δευτερόλεπτο.

Σε αυτό το τμήμα, το PCIe 6.0 δεν απογοητεύει. Διπλασιάζει πλήρως τον ήδη τεράστιο ρυθμό μεταφοράς δεδομένων του PCIe 5.0 από 32 Gigatransfers ανά δευτερόλεπτο ( GT/s ) σε 64 GT/s ανά λωρίδα. Ενώ το PCIe 5.0^{(Whereas PCIe 5.0)} μπορούσε να μετακινήσει 63 Gigabyte^(Gigabytes) ανά δευτερόλεπτο ( GB/s ), το 6.0 μπορεί να μετακινηθεί έως και 128 GB/s . Αυτό είναι πάνω από μια σύνδεση x16, με περισσότερες δευτερεύουσες συνδέσεις να κλιμακώνονται. Αυτό σημαίνει ότι μια υποδοχή x8 PCIe 6.0 έχει τώρα τόση απόδοση με μια υποδοχή x16 5.0.

Αυτό δημιουργεί άφθονο χώρο για μελλοντικές GPU^(GPUs) και εξαιρετικά γρήγορες λύσεις αποθήκευσης. Για να μην αναφέρουμε το απίστευτο εύρος εξωτερικών συσκευών που συνδέονται μέσω PCIe ή καρτών επέκτασης που προσφέρουν Thunderbolt και USB 4 .

Νέες δυνατότητες στο PCI Express 6.0

Το να κάνεις ένα τόσο μνημειώδες άλμα επιδόσεων σε μια μόνο γενιά δεν ήταν εύκολο. Για να επιτύχουν αυτούς τους αριθμούς, οι μηχανικοί PCI-SIG έπρεπε να αναπτύξουν μερικούς καινοτόμους νέους τρόπους για να μετακινούν ηλεκτρόνια.

Σηματοδότηση PAM4^{(PAM4 Signaling)}

Πιθανώς^(Quite) , η πιο σημαντική αλλαγή με το PCIe 6.0 σε σύγκριση με τις προηγούμενες γενιές της διεπαφής είναι ο τρόπος με τον οποίο κωδικοποιούνται τα δεδομένα. 

Το PCI Express 6.0^{(PCI Express 6.0)} χρησιμοποιεί το PAM4^(PAM4) , το οποίο είναι συντομογραφία του  Pulse Amplitude Modulation με τέσσερα επίπεδα. ^{( Pulse Amplitude Modulation with four levels.)}Εάν γνωρίζετε κάτι για τις ηλεκτρικές κυματομορφές, θα ξέρετε ότι το «πλάτος» του κύματος είναι πόσο μακριά είναι η κορυφή του κύματος από τη γραμμή βάσης.

Η παλαιότερη κωδικοποίηση PCIe NRZ ( χωρίς επιστροφή στο μηδέν^{(Non-return-to-zero)} ) είχε μόνο δύο επίπεδα πλάτους ανά παλμό κατά τη διάρκεια ενός κύκλου ρολογιού. Το PCIe^(PCIe) 6 διπλασιάζει σε τέσσερα, αυξάνοντας τον όγκο των δεδομένων που κωδικοποιούνται σε κάθε κύκλο. 

Διόρθωση σφαλμάτων προώθησης (FEC)^{(Forward Error Correction (FEC))}

Ενώ η μέθοδος κωδικοποίησης PAM4 παρέχει σημαντική ώθηση στις ταχύτητες, παρέχει επίσης μεγάλη ώθηση σε σφάλματα bit. Με άλλα λόγια, φτάνει κανείς στον προορισμό του αντί για μηδέν και το αντίστροφο.

Για να καταπολεμηθεί αυτό, το PCIe 6.0 διαθέτει μια νέα δυνατότητα Διόρθωσης Προώθησης Σφάλματος^{(Forward Error Correction)} , η οποία ελέγχει για να βεβαιωθεί ότι τα δεδομένα φτάνουν εκεί που πρέπει χωρίς να αλλοιωθούν, με τη βοήθεια μιας ισχυρής εφαρμογής CRC ( κυκλικός έλεγχος πλεονασμού^{(Cyclic Redundancy Check)} ).

Ένας κίνδυνος προσθήκης περισσότερων βημάτων διόρθωσης σφαλμάτων στον αγωγό είναι ότι θα προσθέσετε περισσότερο λανθάνοντα χρόνο. Ο πρόσθετος^(Additional) λανθάνοντας χρόνος είναι μια αυξανόμενη ανησυχία με διάφορα εξαρτήματα υπολογιστών υψηλής ταχύτητας. Αν και μπορούν να μεταφέρουν όλο και περισσότερα δεδομένα, χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να αντιδράσουν σε ένα αίτημα για δεδομένα, το οποίο μπορεί να προκαλέσει από μόνο του προβλήματα.

Το FEC^(FEC) έχει σχεδιαστεί για να στοχεύει στην προσθήκη όχι περισσότερο από δύο νανοδευτερόλεπτα λανθάνοντος χρόνου σε σύγκριση με προηγούμενες εκδόσεις του PCIe , κάτι που είναι ένα μικρό κομμάτι επιπλέον λανθάνοντος χρόνου που κανένας άνθρωπος δεν μπορεί να ανιχνεύσει.

Λειτουργία FLIT^{(FLIT Mode)}

Η λειτουργία FLIT^(FLIT) ήταν ένα άλλο μέτρο που εισήχθη για τη βελτίωση της διόρθωσης σφαλμάτων στο PCIe 6.0 . Οργανώνει τα δεδομένα σε μονάδες ομοιόμορφου μεγέθους χρησιμοποιώντας μια αποκλειστική ενσωματωμένη μονάδα ελέγχου ροής. Αυτό είναι απαραίτητο για να ελέγξετε τα πακέτα για σφάλματα, καθώς μπορείτε να εφαρμόσετε έναν αλγόριθμο σε κάθε πακέτο δεδομένων και να ελέγξετε εάν το πακέτο εξακολουθεί να δίνει το αποτέλεσμα όταν φτάσει στο άλλο άκρο του αγωγού.

Το θέμα είναι ότι αποδεικνύεται ότι η λειτουργία FLIT φέρνει επίσης σημαντικά κέρδη απόδοσης σε άλλα μέρη. Βοηθά στη μείωση του λανθάνοντος χρόνου, κάνει τη χρήση του εύρους ζώνης πιο αποτελεσματική και επιτρέπει στο PCIe 6.0 να καταργήσει μεγάλο μέρος της επιβάρυνσης κωδικοποίησης από προηγούμενες εκδόσεις. Έτσι, παρόλο που το PAM4^(PAM4) προσθέτει έως και 2 ns λανθάνοντος χρόνου, η λειτουργία FLIT εξοικονομεί χρόνο καθυστέρησης σε άλλες περιοχές.

Λειτουργία L0p^{(L0p Mode)}

Ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό στο PCIe 6.0 είναι η λειτουργία L0p . Αυτή η λειτουργία μειώνει τον αριθμό των λωρίδων που χρησιμοποιεί μια περιφερειακή συσκευή για την αποστολή και λήψη δεδομένων. Έτσι, εάν ο φορητός υπολογιστής σας λειτουργεί με μπαταρία και η GPU δεν χρειάζεται 16 λωρίδες για να κάνει την τρέχουσα δουλειά της, θα πέσει στη χρήση μόνο του αριθμού των λωρίδων που χρειάζεται, εξοικονομώντας ηλεκτρική ενέργεια αυξάνοντας την απόδοση ισχύος.

Πρέπει να περιμένετε για το PCIe 6.0;

Εάν σκέφτεστε να αγοράσετε ή να κατασκευάσετε έναν νέο υπολογιστή σύντομα, θα πρέπει να περιμένετε να βγουν πρώτα οι μητρικές PCIe 6.0 ; Είναι πάντα δελεαστικό να προσπαθείς να φτιάξεις έναν μελλοντικό υπολογιστή. Τι γίνεται αν βγει μια νέα GPU ή SSD που χρειάζεται PCIe 6.0 για να αξιοποιήσει πλήρως τις δυνατότητές της;

Η σύντομη απάντηση σε αυτήν την ερώτηση είναι ότι δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για την αναμονή του PCIe 6.0 . Τη στιγμή που γράφονται αυτές οι γραμμές, οι μητρικές PCIe 5.0 μόλις άρχισαν να κυκλοφορούν στους καταναλωτές, και ακόμη και οι πιο προηγμένες τρέχουσες GPU^(GPUs) δεν χρειάζονται σχεδόν PCIe 5.0 .

Σε σημεία αναφοράς που^(benchmarks) συγκρίνουν κορυφαίες κάρτες όπως η RTX 3080 ή η RTX 3090 που εκτελούνται σε PCIe 3.0 και 4.0, η διαφορά στην απόδοση ήταν κάπου μεταξύ του τίποτα και του 3%. Ναι, σωστά. Μόλις τώρα φτάνουμε στα όρια του PCIe 3.0 , και αυτό συμβαίνει μόνο με τις πιο ακριβές GPU^(GPUs) στον πλανήτη. Μην το ιδρώνετε — τουλάχιστον όχι για μερικά χρόνια. 

Να θυμάστε^(Remember) ότι η PCI-SIG δημοσίευσε μόνο την τελική της προδιαγραφή PCIe για την έκδοση 6.0 σε χαρτί. Αν και οι τελικές προδιαγραφές δεν θα αλλάξουν, θα χρειαστεί λίγος χρόνος μέχρι να δούμε πολύ υλικό που να το υποστηρίζει, τουλάχιστον στον καταναλωτικό χώρο.

Το PCIe 6.0^{(PCIe 6.0)} ωφελεί τα κέντρα δεδομένων σήμερα^{(Benefits Data)}

Αυτό δεν σημαίνει ότι το PCIe 6.0 δεν είναι ήδη επωφελές για κάποιον. Στα γιγάντια κέντρα δεδομένων, όλοι βασιζόμαστε σε υπηρεσίες που βασίζονται σε σύννεφο, κάθε επιπλέον κομμάτι εύρους ζώνης είναι πολύτιμο. Μέσα σε αυτά τα rack υπολογιστών, θα βρείτε συστήματα με δεκάδες ή εκατοντάδες πυρήνες CPU και συστοιχίες αποθήκευσης ^(CPU)SSD υψηλής ταχύτητας . Οι βελτιώσεις στο εύρος ζώνης PCIe θα βοηθήσουν αμέσως στην απομάκρυνση της πίεσης από αυτούς τους σωλήνες δεδομένων που καταπονούν.

Έχοντας τόσο περισσότερο εύρος ζώνης σημαίνει ότι οι εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής εκμάθησης θα μπορούσαν να αναλύσουν περισσότερα δεδομένα σε λιγότερο χρόνο. Υπονοεί ότι οι εφαρμογές HPC ( High-Performance Computing ) που κάνουν πολύπλοκες εργασίες στην επιστήμη, τη μηχανική και τη φυσική μπορούν να διευρύνουν τους ορίζοντές τους.

Ακόμη και τα συστήματα IoT ( Διαδίκτυο^(Internet) των πραγμάτων^(Things) ) που στέλνουν μια πλημμύρα δεδομένων σε κέντρα δεδομένων για επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο, θα επωφεληθούν μαζικά από το πρόσθετο εύρος ζώνης.

Τι έρχεται μετά το PCI Express 6.0;

Η τεχνολογία PCIe^(PCIe) θα υπάρχει για μεγάλο χρονικό διάστημα, εκτός εάν κάποιος εφεύρει μια τεχνολογία περιφερειακής διασύνδεσης που είναι ριζικά καλύτερη. Εταιρείες όπως η Intel , η AMD και η Apple^(Apple) κάνουν συναρπαστικά πράγματα με τις σχετικές τεχνολογίες μεταξύ των τσιπ μέσα στα πακέτα επεξεργαστών τους. Με επεξεργαστές^(CPUs) όπως το Ryzen της ^(Ryzen)AMD και το Alder Lake της ^{(Alder Lake)}Intel γεμάτες μέχρι τα βράγχια με πυρήνες CPU , πρέπει να μεταφέρουν τεράστιο όγκο δεδομένων. Είμαστε σίγουροι ότι το PCI-SIG μπορεί να μάθει μερικά πράγματα από αυτό που συμβαίνει μέσα σε αυτούς τους επεξεργαστές.

What Is PCIe 6.0 and How Is It Different?

PCIe 4.0 motherboards are only now starting to ship to custоmers, but that’s not slowing down the developmеnt of this crucial peripheral connectіоns ѕtandard. PCIe 6.0 is already on the table, with concrete improvements over the current cutting-edge standard.

Since PCIe is becoming fundamental in computers of all shapes and sizes, it’s worth talking about what PCIe is, what it’s used for, and what the new PCIe 6.0 will offer in the future.

The Basics of PCIe

PCIe is short for Peripheral Component Interconnect Express. Some of our readers who’ve been around computers for a while might remember the old PCI standard, but PCIe is to the original PCI standard as a fighter jet is to a paper airplane.

PCIe is both a protocol and a physical hardware connection standard. The most common PCIe hardware connection standard is the motherboard expansion slot. You connect expansion cards to these slots, and communication happens over the connecting pins. However, it’s possible to send PCIe protocol signals over other types of connections.

NVME SSDs using the M.2 connector can use PCIe, and this seems no different to the computer from an SSD connected through a standard PCIe slot. The Thunderbolt 3 and 4 standards also support sending PCIe signals over a cable. This is how eGPUs (external graphics cards) are possible.

PCIe devices send data in a serial fashion but across multiple, parallel lanes. An x16 PCIe slot on a computer’s motherboard can accommodate sixteen data channels at once. PCIe also offers x8, x4, and x1 slots. In general, graphics cards use the x16 slot because they need as much bandwidth as possible. While slower slots are usually physically shorter, it’s common for x16-length besides the primary one to be x8.

PCIe cards offer backward compatibility and cross-compatibility, so you can stick an x4 card in any PCIe slot that will physically accommodate it. It’s just that you’ll waste any PCIe lanes the x4 card doesn’t use. The same goes for using a PCIe 5.0 card in, for example, a 4.0 slot. It will work but be limited to the lowest common denominator.

Who Decides on the PCIe Standard?

The PCI Express standard is designed and approved by the PCI Special Interest Group (PCI-SIG), a consortium with members from the electronics and computer industry with a vested interest in the technology.

PCI-SIG was founded in 1992 as a group tasked with helping computer manufacturers correctly implement the Intel PCI standard. Today it’s a nonprofit organization with over 800 members.

The PCI-SIG board has AMD, ARM, Dell, IBM, Intel, Nvidia, Qualcomm, and more members. You might recognize these names as major computing device manufacturers, and having a shared standard makes their work much easier, not to mention the lives of their customers!

What Is PCIe Used For?

We’ve already mentioned expansion cards and SSDs above, so you’ve probably got a general idea of PCIe’s uses.

The PCIe standard connects just about any external peripheral device you can imagine. It offers a much wider bandwidth than USB, especially when looking at multiple lanes. PCIe also provides a direct path to the CPU, making it perfect for high-speed, low-latency applications.

Modern GPUs use sixteen lanes of  PCIe bandwidth to maximize their performance, but not every peripheral needs that much bandwidth. The latest PCIe 4.0 SSDs use “only” four lanes, but that’s enough to blow the SATA standard clear out of the water. While SATA tops out at 600 MB/s, high-end PCIe 4.0 drives can move more than 7000 MB/s.

PCIe expansion cards also accommodate sound cards, video capture cards, 10Gb Ethernet adapter, WiFi 6 cards,  Thunderbolt or USB controllers, and more. Peripherals that are integrated into your computer’s motherboard also use PCI Express. It’s just that the wiring is permanent and not in the form of a slot.

How Does PCIe 6.0 Improve on PCIe 5.0?

The headline improvement is usually a big leap in the data rate with every PCIe revision. That’s the amount of information that can be moved across the bus each second.

In that department, PCIe 6.0 does not disappoint. It fully doubles the already tremendous data transfer rate of PCIe 5.0 from 32 Gigatransfers per second (GT/s) to 64 GT/s per lane. Whereas PCIe 5.0 could shift 63 Gigabytes per second (GB/s), 6.0 can move up to 128 GB/s. That’s over an x16 connection, with more minor connections scaling down. It means an x8 PCIe 6.0 slot now has as much performance as an x16 5.0 slot.

This creates plenty of headroom for future GPUs and ultra-fast storage solutions. Not to mention incredible scope for external devices connected via PCIe or expansion cards that offer Thunderbolt and USB 4.

New Features in PCI Express 6.0

Making such a monumental performance leap in a single generation wasn’t easy. To achieve these numbers, the PCI-SIG engineers had to develop a few innovative new ways to move electrons around.

PAM4 Signaling

Quite possibly, the most significant change with PCIe 6.0 compared to previous generations of the interface is how data is encoded. 

PCI Express 6.0 uses PAM4, which is short for  Pulse Amplitude Modulation with four levels. If you know anything about electrical waveforms, you’ll know that the “amplitude” of the wave is how far the wave’s crest is from the baseline.

Older NRZ (Non-return-to-zero) PCIe encoding only had two amplitude levels per pulse during a clock cycle. PCIe 6 doubles that to four, increasing the amount of data encoded with each cycle. 

Forward Error Correction (FEC)

While the PAM4 encoding method provides a significant boost to speeds, it also provides a big boost to bit errors. In other words, one arrives at its destination instead of a zero, and vice versa.

To combat this, PCIe 6.0 has a new Forward Error Correction feature, which checks to make sure data is getting where it should go without getting corrupted, with the help of a robust CRC (Cyclic Redundancy Check) implementation.

One danger of adding more error correction steps into the pipeline is that you’ll add more latency. Additional latency has been a growing concern with various high-speed computer components. Although they can shift more and more data, they take longer to react to a request for data, which can cause issues of its own.

FEC has been designed to target adding no more than two nanoseconds of latency compared to previous versions of PCIe, which is a tiny bit of extra latency no human can detect.

FLIT Mode

FLIT mode was another measure introduced to improve error correction in PCIe 6.0. It organizes data into units of uniform size using a dedicated onboard flow control unit. This is necessary to check packets for errors since you can apply an algorithm to each data packet and check if the packet still gives the result when it reaches the other end of the pipeline.

The thing is, it turns out that FLIT mode also brings significant efficiency gains in other places. It helps lower latency, makes bandwidth usage more efficient, and lets PCIe 6.0 do away with much of the encoding overhead from previous versions. So although PAM4 adds up to 2ns of latency, FLIT mode saves on latency in other areas.

L0p Mode

One interesting feature in PCIe 6.0 is L0p mode. This mode reduces the number of lanes a peripheral uses to send and receive data. So if your laptop is running on battery power and the GPU doesn’t need 16-lanes to do its current job, it will drop down to only using the number of lanes it needs, saving electricity by increasing power efficiency.

Should You Wait for PCIe 6.0?

If you’re thinking about buying or building a new computer soon, should you wait for PCIe 6.0 motherboards to come out first? It’s always tempting to try and build a futureproof computer. What if a new GPU or SSD comes out that needs PCIe 6.0 to reach its full potential?

The short answer to this question is that you don’t have to worry about waiting for PCIe 6.0. At the time of writing, PCIe 5.0 motherboards have only started rolling out to consumers, and even the most high-end current GPUs are nowhere near needing PCIe 5.0.

In benchmarks comparing flagship cards like the RTX 3080 or RTX 3090 running on PCIe 3.0 and 4.0, the difference in performance was somewhere between nothing and 3%.  Yes, that’s right. We are only now reaching the limits of PCIe 3.0, and that’s only with the most expensive GPUs on the planet. Don’t sweat it—at least not for a few years. 

Remember that PCI-SIG has only published their final PCIe specification for version 6.0 on paper. While the final specification won’t change, it will be some time before we see much hardware that supports it, at least in the consumer space.

PCIe 6.0 Benefits Data Centers Today

That’s not to say PCIe 6.0 isn’t beneficial to someone already. In the giant data centers, we all rely on cloud-based services, every extra bit of bandwidth is precious. Inside those racks of computers, you’ll find systems with dozens or hundreds of CPU cores and arrays of high-speed SSD storage. The improvements in PCIe bandwidth will immediately help take the pressure off those straining data pipes.

Having so much more bandwidth means that AI and machine learning applications could analyze more data in less time. It implies that HPC (High-Performance Computing) applications that do complex work in science, engineering, and physics can broaden their horizons.

Even IoT (Internet of Things) systems that send a flood of data to data centers to process in real-time will benefit massively from the additional bandwidth.

What Comes After PCI Express 6.0?

PCIe technology will be around for a long time unless someone invents a peripheral interconnect technology that’s radically better. Companies like Intel, AMD, and Apple are doing exciting things with the related technologies between chips inside their processor packages. With CPUs like AMD’s Ryzen and Intel’s Alder Lake stuffed to the gills with CPU cores, they need to move a tremendous amount of data. We’re sure the PCI-SIG can learn a few things from what’s happening inside these processors.

Related posts

• Τι είναι το Wi-Fi 7 και σε τι διαφέρει;

• Εθισμός στο Διαδίκτυο και στους ιστότοπους κοινωνικής δικτύωσης

• Δεν είναι δυνατή η σύνδεση στο Xbox Live. Διορθώστε το πρόβλημα του Xbox Live Networking στα Windows 10

• Δωρεάν εργαλεία ασύρματης δικτύωσης για Windows 10

• Cisco Packet Tracer Networking Simulation Tool και οι δωρεάν εναλλακτικές του

• Το HDG εξηγεί: Τι είναι μια θύρα υπολογιστή και σε τι χρησιμεύουν;

• Πώς να απενεργοποιήσετε τη δικτύωση στο Windows Sandbox στα Windows 10

• Πώς να εκτιμήσετε τις απαιτήσεις εύρους ζώνης για έναν επιχειρηματικό ιστότοπο ή ένα δίκτυο

• Πώς η βελτιωμένη προστασία παρακολούθησης του Firefox εμποδίζει τους ιστότοπους να σας κατασκοπεύουν

• Πώς να χρησιμοποιήσετε την εφαρμογή People για τη διαχείριση λογαριασμών κοινωνικής δικτύωσης

• 5 τρόποι για να ασφαλίσετε το WiFi σας

• Τι είναι το NAT, πώς λειτουργεί και γιατί χρησιμοποιείται;

• Το HDG εξηγεί: Τι είναι το RFID και σε τι μπορεί να χρησιμοποιηθεί;

• 8 Εύκολα έργα Raspberry Pi για αρχάριους

• Τι είναι ο χρόνος μίσθωσης DHCP και πώς να τον αλλάξετε

• Πώς λειτουργεί η αυτόματη εναλλαγή HDMI

• Πώς να ρυθμίσετε ένα NAS (αποθηκευτικός χώρος συνδεδεμένος με το δίκτυο)

• Μπορεί να συνδεθεί σε ασύρματο δρομολογητή, αλλά όχι στο Διαδίκτυο;

• Τι να κάνετε με έναν παλιό δρομολογητή: 8 υπέροχες ιδέες

• Κριτική βιβλίου - Αναφορά γραφείου All-in-One Networking Home για Dummies