มาเธอร์บอร์ด PCIe 4.0^{(PCIe 4.0)}กำลังเริ่มจัดส่งให้กับลูกค้าเท่านั้น แต่นั่นไม่ได้ทำให้การพัฒนามาตรฐานการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงที่สำคัญนี้ช้าลง PCIe 6.0พร้อมใช้งานแล้ว โดยมีการปรับปรุงที่เป็นรูปธรรมเหนือมาตรฐานล้ำสมัยในปัจจุบัน

เนื่องจากPCIeกำลังกลายเป็นพื้นฐานในคอมพิวเตอร์ทุกรูปแบบและขนาด จึงควรพูดถึงว่าPCIeคืออะไร ใช้ทำอะไร และPCIe 6.0 ใหม่ จะนำเสนออะไรในอนาคต

พื้นฐานของ PCIe

PCIe ย่อมาจากPeripheral Component Interconnect Express ^{(Peripheral Component Interconnect Express)}ผู้อ่านของเราบางคนที่เคยใช้งานคอมพิวเตอร์มาระยะหนึ่งอาจจำ มาตรฐาน PCI แบบเก่า ได้ แต่PCIe นั้นใช้มาตรฐาน ^(PCIe)PCIดั้งเดิมเนื่องจากเครื่องบินขับไล่คือเครื่องบินกระดาษ

PCIeเป็นทั้งโปรโตคอลและมาตรฐานการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์จริง มาตรฐานการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์PCIeที่พบบ่อยที่สุด คือช่องเสียบส่วนขยายมาเธอร์บอร์ด คุณเชื่อมต่อการ์ดเอ็กซ์แพนชันกับสล็อตเหล่านี้ และการสื่อสารเกิดขึ้นผ่านพินที่เชื่อมต่อ อย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ที่จะส่ง สัญญาณโปรโตคอล PCIeผ่านการเชื่อมต่อประเภทอื่น

NVME SSD ที่ใช้ ขั้วต่อ M.2สามารถใช้PCIeได้ และดูเหมือนว่าจะไม่แตกต่างจากคอมพิวเตอร์ที่ใช้SSD ที่ เชื่อมต่อผ่านสล็อตPCIe มาตรฐาน ^(PCIe)มาตรฐานThunderbolt 3และ 4 ยังรองรับการส่ง สัญญาณ PCIeผ่านสายเคเบิลอีกด้วย นี่คือวิธีที่eGPU^(eGPUs) (การ์ดกราฟิกภายนอก) เป็นไปได้

อุปกรณ์ PCIe^(PCIe)ส่งข้อมูลแบบอนุกรมแต่ข้ามช่องทางขนานหลายช่อง สล็อต x16 PCIeบนเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์สามารถรองรับช่องข้อมูลได้สิบหกช่องในคราวเดียว PCIeยังมีสล็อต x8, x4 และ x1 โดยทั่วไปแล้ว การ์ดกราฟิกจะใช้สล็อต x16 เนื่องจากต้องการแบนด์วิดท์ให้มากที่สุด แม้ว่าสล็อตที่ช้ากว่ามักจะสั้นกว่าจริง แต่ก็เป็นเรื่องปกติที่ความยาว x16 นอกเหนือจากสล็อตหลักจะเป็น x8

การ์ด PCIe^(PCIe)นำเสนอความเข้ากันได้แบบย้อนหลังและความเข้ากันได้ข้าม ดังนั้นคุณจึงสามารถติดการ์ด x4 ลงใน สล็อต PCIe ใดๆ ที่จะรองรับได้จริง เพียงแต่คุณจะเสีย ช่องทาง PCIeที่การ์ด x4 ไม่ได้ใช้ เช่นเดียวกับการใช้การ์ด PCIe 5.0^{(PCIe 5.0)}ในสล็อต 4.0 มันจะใช้งานได้แต่ถูกจำกัดให้เป็นตัวส่วนร่วมที่ต่ำที่สุด

ใครเป็นผู้กำหนดมาตรฐาน PCIe?

มาตรฐานPCI Expressได้รับการออกแบบและรับรองโดยPCI Special Interest Group ( PCI-SIG ) ซึ่งเป็นสมาคมที่มีสมาชิกจากอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ที่มีส่วนได้เสียในเทคโนโลยี

PCI-SIGก่อตั้งขึ้นในปี 1992 โดยเป็นกลุ่มที่ได้รับมอบหมายให้ช่วยเหลือผู้ผลิตคอมพิวเตอร์ในการนำมาตรฐานIntel PCI ไปใช้อย่างถูกต้อง ^{(Intel PCI)}วันนี้เป็นองค์กรไม่แสวงหาผลกำไรที่มีสมาชิกมากกว่า 800 ราย

บอร์ดPCI-SIGมีAMD , ARM , Dell , IBM , Intel , Nvidia , Qualcommและสมาชิกอีกมากมาย คุณอาจรู้จักชื่อเหล่านี้ในฐานะผู้ผลิตอุปกรณ์คอมพิวเตอร์รายใหญ่ และการมีมาตรฐานร่วมกันทำให้งานของพวกเขาง่ายขึ้นมาก ไม่ต้องพูดถึงชีวิตของลูกค้าเลย!

PCIe ใช้สำหรับอะไร?

เราได้กล่าวถึงการ์ดเอ็กซ์แพนชันและSSD^(SSDs)ข้างต้นแล้ว ดังนั้นคุณอาจมีแนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับการใช้งานของ PCIe

มาตรฐานPCIeเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงภายนอกแทบทุกชนิดที่คุณจินตนาการได้ มันมีแบนด์วิดธ์ที่กว้างกว่าUSBมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อดูหลายเลน PCIeยังให้เส้นทางตรงไปยังCPUทำให้สมบูรณ์แบบสำหรับแอปพลิเคชันที่มีความเร็วสูงและมีความหน่วงต่ำ

GPU สมัยใหม่ ใช้แบนด์วิดท์ ^{(Modern GPUs)}PCIeสิบหกเลน  เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด แต่ไม่ใช่ทุกอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ต้องการแบนด์วิดท์มาก PCIe 4.0 SSD^(SSDs)ล่าสุดใช้ "เพียง" สี่เลน แต่นั่นก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้ มาตรฐาน SATAหลุดออกจากน้ำ ในขณะที่SATAให้ความเร็วสูงสุดที่ 600 MB/sPCIe 4.0ระดับไฮเอนด์ สามารถย้าย ได้มากกว่า 7000 MB/s

การ์ดเอ็กซ์แพนชัน PCIe^(PCIe)ยังรองรับการ์ดเสียง การ์ด จับภาพวิดีโอ อะแดปเตอร์ ^{(sound cards)}อีเทอร์เน็ต^(Ethernet) 10Gb การ์ดWiFi 6ตัว  ควบคุม ThunderboltหรือUSBและอื่นๆ อุปกรณ์ต่อพ่วงที่รวมอยู่ในมาเธอร์บอร์ดของคอมพิวเตอร์ของคุณก็ใช้PCI Expressด้วย เป็นเพียงการเดินสายแบบถาวรและไม่อยู่ในรูปแบบของช่อง

PCIe 6.0 ^{(Does PCIe 6.0)} ปรับปรุง^(Improve)บนPCIe 5.0อย่างไร?

การปรับปรุงพาดหัวมักจะเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ของอัตราข้อมูลในการแก้ไขPCIe ทุกครั้ง ^(PCIe)นั่นคือจำนวนข้อมูลที่สามารถเคลื่อนย้ายข้ามรถบัสได้ในแต่ละวินาที

ในแผนกนั้นPCIe 6.0ไม่ทำให้ผิดหวัง เพิ่มอัตราการถ่ายโอนข้อมูลเป็นสองเท่าของPCIe 5.0จาก 32 Gigatransfers ต่อวินาที ( GT/s ) เป็น 64 GT/sต่อเลน ใน ขณะที่ PCIe 5.0^{(Whereas PCIe 5.0)}สามารถเปลี่ยน 63 กิกะไบต์^(Gigabytes)ต่อวินาที ( GB/s ), 6.0 สามารถย้ายได้ถึง 128 GB GB/sนั่นคือการเชื่อมต่อมากกว่า x16 โดยมีการเชื่อมต่อเล็กน้อยที่ลดขนาดลง หมายความว่าตอนนี้สล็อต x8 PCIe 6.0มีประสิทธิภาพมากเท่ากับสล็อต x16 5.0

สิ่งนี้สร้างพื้นที่ว่างมากมายสำหรับ GPU^(GPUs)ในอนาคตและโซลูชันการจัดเก็บข้อมูลที่รวดเร็วเป็นพิเศษ ไม่ต้องพูดถึงขอบเขตที่น่าทึ่งสำหรับอุปกรณ์ภายนอกที่เชื่อมต่อผ่านPCIeหรือการ์ดเอ็กซ์แพนชันที่มีThunderboltและUSB^{(USB 4)} 4

คุณสมบัติใหม่ใน PCI Express 6.0

การทำให้การแสดงครั้งยิ่งใหญ่นั้นก้าวกระโดดในรุ่นเดียวไม่ใช่เรื่องง่าย เพื่อให้ได้ตัวเลขเหล่านี้ วิศวกรของPCI-SIGต้องพัฒนาวิธีการใหม่ๆ ในการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนไปรอบๆ

การส่งสัญญาณ PAM4^{(PAM4 Signaling)}

ค่อนข้าง^(Quite)เป็นไปได้ การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญที่สุดกับPCIe 6.0เมื่อเทียบกับอินเทอร์เฟซรุ่นก่อนหน้าคือวิธีการเข้ารหัสข้อมูล 

PCI Express 6.0ใช้PAM4ซึ่งย่อมาจาก Pulse Amplitude Modulation ที่มีสี่ระดับ ^{( Pulse Amplitude Modulation with four levels.)}ถ้าคุณรู้อะไรเกี่ยวกับรูปคลื่นไฟฟ้า คุณจะรู้ว่า "แอมพลิจูด" ของคลื่นคือระยะที่ยอดคลื่นนั้นอยู่ห่างจากเส้นฐาน

การเข้ารหัส PCIe แบบ ^(PCIe)NRZ ที่ เก่ากว่า( ไม่กลับสู่ศูนย์^{(Non-return-to-zero)} ) มีระดับแอมพลิจูดสองระดับต่อพัลส์ในระหว่างรอบสัญญาณนาฬิกาเท่านั้น PCIe 6 เพิ่มเป็นสองเท่าเป็นสี่ เพิ่มปริมาณข้อมูลที่เข้ารหัสในแต่ละรอบ 

การแก้ไขข้อผิดพลาดในการส่งต่อ (FEC)^{(Forward Error Correction (FEC))}

แม้ว่า วิธีการเข้ารหัส PAM4จะช่วยเพิ่มความเร็วได้อย่างมาก แต่ก็ช่วยเพิ่มข้อผิดพลาดบิตได้อย่างมาก กล่าวอีกนัยหนึ่งคือคนหนึ่งมาถึงปลายทางแทนที่จะเป็นศูนย์และในทางกลับกัน

เพื่อต่อสู้กับสิ่งนี้PCIe 6.0จึงมี ฟีเจอร์การ แก้ไขข้อผิดพลาดในการส่งต่อ^{(Forward Error Correction)}ซึ่งจะตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลได้รับไปยังที่ที่ควรไปโดยไม่เสียหาย ด้วยความช่วยเหลือของการใช้งานCRC ( Cyclic Redundancy Check ) ที่มีประสิทธิภาพ

อันตรายอย่างหนึ่งของการเพิ่มขั้นตอนการแก้ไขข้อผิดพลาดในไปป์ไลน์คือคุณจะเพิ่มเวลาในการตอบสนองมากขึ้น เวลาแฝง เพิ่มเติม^(Additional)เป็นปัญหาที่เพิ่มขึ้นสำหรับส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ความเร็วสูงต่างๆ แม้ว่าจะสามารถเปลี่ยนแปลงข้อมูลได้มากขึ้นเรื่อยๆ แต่ก็ใช้เวลานานขึ้นในการตอบสนองต่อคำขอข้อมูล ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาได้เอง

FECได้รับการออกแบบมาเพื่อกำหนดเป้าหมายเพิ่มเวลาแฝงไม่เกินสองนาโนวินาทีเมื่อเทียบกับPCIe เวอร์ชันก่อนหน้า ซึ่งเป็นเวลาแฝงพิเศษเล็กน้อยที่มนุษย์ไม่สามารถตรวจพบได้

โหมด FLIT^{(FLIT Mode)}

โหมด FLIT^(FLIT) เป็นอีกมาตรการหนึ่งที่นำมาใช้เพื่อปรับปรุงการแก้ไขข้อ ผิดพลาดในPCIe 6.0 มันจัดระเบียบข้อมูลเป็นหน่วยที่มีขนาดเท่ากันโดยใช้หน่วยควบคุมการไหลในตัวโดยเฉพาะ นี่เป็นสิ่งจำเป็นในการตรวจสอบข้อผิดพลาดของแพ็กเก็ต เนื่องจากคุณสามารถใช้อัลกอริธึมกับแต่ละแพ็กเก็ตข้อมูลและตรวจสอบว่าแพ็กเก็ตยังคงให้ผลลัพธ์เมื่อไปถึงปลายอีกด้านของไปป์ไลน์หรือไม่

ประเด็นคือ ปรากฎว่า โหมด FLITยังนำประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นมาอย่างมีนัยสำคัญในที่อื่นๆ ช่วยลดเวลาแฝง ทำให้การใช้แบนด์วิดท์มีประสิทธิภาพมากขึ้น และช่วยให้PCIe 6.0ขจัดโอเวอร์เฮดในการเข้ารหัสจากเวอร์ชันก่อนๆ ดังนั้นแม้ว่าPAM4จะเพิ่มเวลาในการตอบสนองได้ถึง 2ns แต่ โหมด FLITจะช่วยประหยัดเวลาในการตอบสนองในด้านอื่นๆ

โหมด L0p^{(L0p Mode)}

คุณลักษณะที่น่าสนใจอย่างหนึ่งในPCIe 6.0คือโหมดL0p โหมดนี้ช่วยลดจำนวนเลนที่อุปกรณ์ต่อพ่วงใช้ในการส่งและรับข้อมูล ดังนั้น หากแล็ปท็อปของคุณใช้พลังงานแบตเตอรี่และGPUไม่ต้องการ 16 เลนเพื่อทำงานปัจจุบัน เครื่องจะลดลงเหลือเพียงจำนวนเลนที่ต้องการเท่านั้น ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน

คุณควรรอ PCIe 6.0 หรือไม่

หากคุณกำลังคิดจะซื้อหรือสร้างคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่เร็วๆ นี้ คุณควรรอให้ มาเธอร์บอร์ด PCIe 6.0ออกมาก่อนหรือไม่? การพยายามสร้างคอมพิวเตอร์ที่ทนทานต่ออนาคตเป็นสิ่งที่น่าดึงดูดใจเสมอ จะเกิดอะไรขึ้นหากGPUหรือSSD ใหม่ ออกมาซึ่งต้องการPCIe 6.0เพื่อให้ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ?

คำตอบสั้น ๆ สำหรับคำถามนี้คือคุณไม่ต้องกังวลกับการรอPCIe 6.0 ^{(PCIe 6.0)}ในขณะที่เขียน มาเธอร์ บอร์ด PCIe 5.0เพิ่งเริ่มเปิดตัวสู่ผู้บริโภค และแม้แต่GPU^(GPUs) ระดับไฮเอนด์ในปัจจุบันส่วนใหญ่ก็แทบ ไม่ต้องการPCIe 5.0เลย

ในการวัดประสิทธิภาพที่^(benchmarks)เปรียบเทียบการ์ดเรือธงอย่างRTX 3080หรือ RTX 3090 ที่ทำงานบนPCIe 3.0และ 4.0 ความแตกต่างของประสิทธิภาพนั้นอยู่ระหว่างไม่มีอะไรถึง 3% ใช่ถูกต้อง. เราเพิ่งถึงขีดจำกัดของPCIe 3.0 และนั่นเป็นเฉพาะ ^{(PCIe 3.0)}GPU^(GPUs) ที่ แพงที่สุดในโลกเท่านั้น อย่าเหงื่อออกเลย อย่างน้อยก็ไม่ใช่สักสองสามปี 

โปรดจำไว้^(Remember)ว่าPCI-SIGได้เผยแพร่ ข้อมูลจำเพาะ PCIe สุดท้าย สำหรับเวอร์ชัน 6.0 ลงบนกระดาษเท่านั้น แม้ว่าข้อมูลจำเพาะขั้นสุดท้ายจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่จะใช้เวลาสักครู่ก่อนที่เราจะเห็นฮาร์ดแวร์จำนวนมากที่รองรับ อย่างน้อยก็ในพื้นที่ของผู้บริโภค

PCIe 6.0 ให้^{(PCIe 6.0)} ประโยชน์แก่^{(Benefits Data)}ศูนย์ข้อมูลในปัจจุบัน

นั่นไม่ได้หมายความว่าPCIe 6.0นั้นไม่มีประโยชน์สำหรับใครบางคนอยู่แล้ว ในดาต้าเซ็นเตอร์ขนาดยักษ์ เราทุกคนต่างพึ่งพาบริการบนคลาวด์ แบนด์วิดธ์ที่เกินมาทุกบิตมีค่า ภายในชั้นวางคอมพิวเตอร์เหล่านั้น คุณจะพบระบบที่มีคอร์ CPU^(CPU)หลายสิบ คอร์และอาร์เรย์ของที่ เก็บข้อมูลSSDความเร็วสูง การปรับปรุง แบนด์วิดท์ PCIeจะช่วยขจัดแรงกดดันจากท่อข้อมูลที่รัดกุมในทันที

การมีแบนด์วิดธ์มากขึ้นหมายความว่า AI และแอปพลิเคชันการเรียนรู้ของเครื่องสามารถวิเคราะห์ข้อมูลได้มากขึ้นในเวลาที่น้อยลง หมายความว่า แอปพลิเคชัน HPC ( คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง^{(High-Performance Computing)} ) ที่ทำงานซับซ้อนในด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และฟิสิกส์สามารถขยายขอบเขตอันไกลโพ้นได้

แม้แต่ ระบบ IoT ( Internet of Things ) ที่ส่งข้อมูลจำนวนมากไปยังศูนย์ข้อมูลเพื่อประมวลผลแบบเรียลไทม์ก็จะได้รับประโยชน์อย่างมากจากแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้น

อะไรจะเกิดขึ้นหลังจาก PCI Express 6.0?

เทคโนโลยี PCIe^(PCIe)จะคงอยู่เป็นเวลานานเว้นแต่จะมีใครคิดค้นเทคโนโลยีการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงที่ดีกว่าอย่างมาก บริษัทต่างๆ เช่นIntel , AMDและAppleกำลังทำสิ่งที่น่าตื่นเต้นด้วยเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องระหว่างชิปภายในแพ็คเกจโปรเซสเซอร์ ด้วยซีพียู^(CPUs)อย่างRyzenของAMDและAlder LakeของIntel ที่ อัดแน่นอยู่ในเหงือกด้วย แกน CPUพวกเขาจำเป็นต้องย้ายข้อมูลจำนวนมหาศาล เรามั่นใจว่าPCI-SIGสามารถเรียนรู้บางสิ่งได้จากสิ่งที่เกิดขึ้นภายในโปรเซสเซอร์เหล่านี้

What Is PCIe 6.0 and How Is It Different?

PCIe 4.0 motherboards are only now starting to ship to customers, but that’s not slоwing down the development of thiѕ crucial peripheral connections standard. 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

• Wi-Fi 7 คืออะไรและแตกต่างกันอย่างไร?

• Internet and Social Networking Sites addiction

• ไม่สามารถเชื่อมต่อกับ Xbox Live; Fix Xbox Live Networking issue ใน Windows 10

• ฟรี Wireless Networking Tools สำหรับ Windows 10

• Cisco Packet Tracer Networking Simulation Tool และทางเลือกฟรี

• บังคับให้ Windows 7 ใช้การเชื่อมต่อแบบมีสายผ่านระบบไร้สาย

• วิธีควบคุมพีซี Windows โดยใช้ Remote Desktop สำหรับ Mac

• 8 Best Social Networking Sites สำหรับ Graphic Designers เพื่อแสดงผลงานของพวกเขา

• วิธีการตั้งค่า NAS (ที่เก็บข้อมูลบนเครือข่าย)

• วิธีการเริ่มต้น Windows 10 ใน Safe Mode ด้วย Networking

• 8 วิธีง่ายๆ ในการแก้ไขปัญหาการเชื่อมต่อเครือข่าย

• วิธีเพิ่มการค้นหา DNS ในเครื่องไปยังไฟล์โฮสต์

• Localhost คืออะไรและคุณจะใช้งานได้อย่างไร?

• วิธีการปิดการใช้งานใน Networking Windows Sandbox ใน Windows 10

• ไฟร์วอลล์คืออะไรและมีจุดประสงค์อะไร

• วิธีจำลองการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่ช้าสำหรับการทดสอบ

• HDG อธิบาย : RFID คืออะไรและใช้สำหรับอะไร?

• NAT คืออะไร มันทำงานอย่างไร และเหตุใดจึงใช้ NAT

• เวลาเช่า DHCP คืออะไรและจะเปลี่ยนได้อย่างไร

• 8 โครงการ Raspberry Pi ง่าย ๆ สำหรับผู้เริ่มต้น