Letos uvedené grafické karty Nvidia GeForce RTX 5000 a AMD Radeon RX 9000 používají pro připojení do počítače rozhraní PCI Express 5.0, jako vůbec první herní GPU. Ovšem vývoj této technologie je už o dost napřed. Konsorcium PCI-SIG teď dokončilo a vydalo finální specifikaci nového standardu PCI Express 7.0, který je čtyřikrát výkonnější. A přichází s ním i technologie, která nahradí elektrické signály optickými vlákny.
O blížícím se vydání PCIe 7.0 jsme psali už v lednu a nyní PCI-SIG oficiálně dokončil a vydal finální verzi, tedy specifikaci 1.0 tohoto standardu propojovacího rozhraní, které je základem osobních počítačů, notebooků i serverů. V této chvíli je tedy již PCI Express 7.0 hotový. Neznamená to ale, že by se zařízení a řadiče této technologie daly vyvíjet až od této chvíle, většina výrobců začala pracovat již s vývojovými verzemi standardu.
Čtyřikrát lepší rychlost než dnes a stále zachovaná kompatibilita
PCI Express 7.0 zachovává tempo zlepšování této technologie, kdy se v každé generaci rychlost zdvojnásobuje. PCI Express 5.0, který máme aktuálně v počítačích, poskytuje propustnost 4 GB/s na jednu linku v jednom směru a PCI Express 6.0 vydaný v roce 2021 (ale v osobních počítačích zatím nenasazený) dodává 8 GB/s na jednu linku. PCI Express 7.0, dokončený nyní, tedy jednu linku zrychlí už na 16 GB/s.
Je k tomu využitá stejná pulzně amplitudová modulace PAM4 jako u PCIe 6.0, ale frekvence komunikace samotná se zdvojnásobí. PCI-SIG uvádí, že nová technologie má mí celkově vyšší rychlost, ale i lepší energetickou efektivitu, tedy při stejném výkonu nižší spotřebu.
Přitom je stále zachovaná zpětná kompatibilita, v nových slotech budou fungovat staré karty a naopak. Výsledná rychlost pak bude omezena tou pomalejší stranou komunikace, samozřejmě. To, že se podařilo kompatibilitu ještě v sedmé verzi stále udržet, je takový malý zázrak, protože PCI Express používáme v PC už přes dvacet let – déle, než vydržely v roli hlavní propojovací technologie všechny předchozí sběrnice.
Sloty M.2 se čtyřmi linkami, které se běžně používají pro NVMe SSD, umožní s PCIe 7.0 rychlosti čtení nebo zápisu rychlostí blížící se 64 GB/s – reálné rychlosti budou asi o něco nižší, protože něco si vezme režie komunikace. Plnotučné sloty ×16 pro grafické karty (tedy s 16 linkami) budou poskytovat propustnost skoro 256 GB/s. PCI-SIG ve svých dokumentech uvádí čísla, která sčítají propustnosti v obou směrech (protože PCIe je plně duplexní, komunikace má vyhrazené plné pásmo v obou směrech současně), takto počítáno bude propustnost slotu PCIe 7.0 ×16 už 512 GB/s.
Takto vysoká propustnost by grafikám mohlo pomoci například tehdy, když hra potřebuje více paměti, než je na kartě – s propustností 256 GB/s by nahrávání textur z hlavní paměti mohlo mít výrazně menší negativní dopad.
Podle toho, jak dlouho trvá, než se do praxe dostane PCI Express 6.0, je ale asi hned jasné, že bude trvat ještě aspoň pár let, než se procesory, základní desky a zařízení používající PCI Express 7.0 dostanou reálně na trh. Podobné to předtím bylo s nasazením PCIe 4.0 a 5.0, tato prodleva je celkem normální.
Budoucí vývoj: PCI Express 8.0 a optická technologie
PCI-SIG současně oznámil, že konsorcium už pracuje na následující technologii PCI Express 8.0, která by měla rychlost opět zdvojnásobit (tedy už 32 GB/s na jednu linku jedním směrem). Tato verze specifikace by pořád mohla držet zpětnou kompatibilitu, i když to ještě nebylo potvrzeno.
Separátně ale PCI-SIG pracuje na optické verzi PCI Expressu. Přesněji, na technologii označené Optical Interconnect Solution, kterou nyní také konsorcium oznámilo. V té zatím zřejmě nejde o nahrazení elektrické komunikace optickou v rámci celého rozhraní. Tato technologie obnáší použití optických retimerů, které převedou elektrickou komunikaci na optickou pro určitou část propojení a poté zase zpět – například pro propojení mezi procesorem a GPU nebo SSD.
Smyslem tedy není přejít plně na optickou technologii, ale poskytnout alternativní způsob, jak vyřešit vedení signálu. Zejména tehdy, když je potřeba ho protáhnout na delší vzdálenost nebo v prostředí, kde hodně degraduje rušením.
Tato technologie se asi bude požívat hlavně v serverech. Sice by bylo zajímavé mít například optické risery v PC, ale vyžadovaly by aktivní součástky s asi ne úplně malou cenou. Technologie Optical Interconnect Solution je vydaná v rámci standardu PCI Express 7.0, ale bude ji možné použít i s předchozí generací PCI Express 6.0. Konsorcium ji teď přidalo do verze specifikace PCIe 6.4.
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
⠀
