PCIe 5.0 とは何ですか? なぜ重要なのですか?

Intel Alder Lake プロセッサのリリースと AMD 7000 Ryzen プロセッサの差し迫ったリリースにより、PCIe 5.0 ハードウェアがついに現実のものとなります。しかし、PCIe 5.0 とは何ですか? PCIe 5.0 マザーボードを急いで購入する必要がありますか?

PCIとは？

PCIe は Peripheral Component Interconnect Express の略です。PCIe は、周辺機器をマザーボードに接続し、中央処理装置 (CPU) と通信できるようにする標準です。PCIe 標準は、最初の PCIe 標準が発表された 2003 年以来、PCI Special Interest Group (PCI-SIG) によって公開されてきました。

PCIe 標準は、もともと PCI、PCI-X、APG などの多くの古い標準を置き換えるために設計されました。優れた性能を持ち、汎用性が高く、コンパクトでなければなりませんでした。PCI-SIG はまた、PCIe 規格を可能な限り下位互換にすることを決定しました。

これは、2008 PCIe 2.0 デバイスが PCIe 5.0 スロットを備えたマザーボードで動作することを合理的に期待できることを意味します。これは、最新の同等品がない、またはニーズをまだ満たしていない古い周辺機器をお持ちの場合に朗報です。Windows XP または Vista 用に作成されたドライバーが Windows 10 または 11 で動作するかどうかは別の問題です。

PCIe は何に使用されますか?

PCIe インターフェイスは通常、高性能周辺機器をコンピュータに接続するために使用されます。最も一般的な例はグラフィック プロセッシング ユニット (GPU) です。これは、最新のゲーム、科学、工学、および機械学習アプリケーションを処理するために大量のデータが必要になるためです。

PCIe コネクタに接続できるのは GPU だけではありません。ネットワーク アダプタ、サウンド カード、M.2 PCIe アダプタ、USB 拡張カード、SATA 拡張カード、その他無数のデバイスが PCIe インターフェイスを使用できます。何かがコンピューターに接続されていて、それが RAM やハード ドライブでない場合、ほぼ確実に PCIe を使用しています。

明らかに、これらのデバイスのすべてが同じサイズと帯域幅の要件を持っているわけではありません。これを行うには、物理​​ PCIe コネクタにいくつかのオプションがあります。

PCIe レーンとは何ですか? x1、x4、x8、および x16 は何を意味しますか?

マザーボード上の物理的な PCIe インターフェイスは、スロット、コネクタ、または PCIe ポートと呼ばれることがあります。

これらのポートは通常、使用可能な回線の数によってソートされ、回線の数によって、ポートがサポートする合計スループットが決まります。PCIe 5.0 規格では、レーンごとに毎秒 8 ギガバイト (GB/s) の転送速度が必要です。

ノート。トラックの合計帯域幅は、データの送信と受信に分割されます。したがって、1 つの 8GB/s レーンで 4GB/s の送信と 4GB/s の受信を同時に行うことができます。

製品に「PCIe 5.0 x1」などと書かれている場合、その製品は PCIe 5.0 を使用し、使用可能な PCIe レーンが 1 つあることを意味します。「PCIe 5.0 x16」と表示されている場合は、合計 PCIe 5.0 レーンのうち 16 レーンが使用可能であることを意味し、これは合計帯域幅 128 GB/秒に相当します。

通常、PCIe x1、x4、x8、および x16 ポートにはさまざまなサイズがあり、PCIe x16 が最大で PCIe x1 が最小です。

これらのポートに接続されるハードウェアは、それに応じてサイズ設定されます。GPU などの最も要求の厳しい周辺機器は、完全な x16 ポートを使用するように設計されていますが、サウンド カードなどのデバイスは通常、x1 または x4 ポートのいずれかを使用します。

通常の消費者向けマザーボードで PCIe x1、x4、および x16 ポートを目にするのはかなり一般的です。通常、x8 ポートを備えたマザーボードは、x16 接続と同じ物理サイズのポートを使用しますが、スループットは x8 ポートの速度によって制限されます。小さい PCIe スロットは常に大きいポートに接続できることに注意することが重要です。PCIe x4 ポートを使用するネットワーク カードがある場合は、任意の PCIe x8 または PCIe x16 ポートに接続できます。

通常の PCIe ポートとは別に、注目すべき違いが 1 つあります。M.2 スロットです。M.2 ポートは、高速 NVMe ソリッド ステート ドライブ (SSD) の標準です。M.2 は、標準の PCIe ポートと物理的に互換性がありませんが、PCIe x4 接続を使用します。

PCIe 5.0 はどう違うのですか?

PCIe 5.0 の最も重要な機能 (そして誰もが気にする機能) は速度です。PCIe 5.0 は PCIe 4.0 の 2 倍の速さです。

高速 M.2 NVMe ドライブは PCIe x4 接続を使用します。これは、PCIe 5.0 速度をサポートする NVMe ドライブの読み取り速度と書き込み速度が約 16 GB/秒であることを意味します。コンテキストとして、典型的な SATA SSD は、毎秒約 550 メガバイト (MB/秒) で最高になります。PCIe 5.0 NVMe ドライブ (利用可能な場合) は、約 30 倍高速になることが約束されています。読み込み時間は過去のままです。

ほとんどの人は、最新バージョンの PCIe 規格から何かを得ることができますが、「ビッグ データ」を扱う人々や組織は、おそらく最も楽しいものになるでしょう。Facebook、Google、およびその他の主要サービスなどのサービスを実行するデータセンターは、想像を絶する量のデータを処理し、PCIe 5.0 インターフェイスからパフォーマンスの最後の一滴まで絞り出すことができます。科学および工学アプリケーションは、帯域幅の増加から確かに恩恵を受けるでしょう。

PCIe 5.0 は消費者にとって何を意味しますか?

2022 年 8 月の執筆時点では、それほど多くはありません。

現在入手可能な PCIe 5.0 デバイスは非常に少なく、主流の消費者や愛好家を対象としたものはありません。NVIDIA は、待望の RTX 4000 シリーズ GPU に PCIe 4.0 を採用する予定であり、AMD の Radeon RX 7000 シリーズ GPU も PCIe 5.0 インターフェイスを実装するかどうかは明らかではありません。PCIe 5.0 規格向けに設計された消費者向け SSD はありません。Samsung PM1743などのエンタープライズ オプションはわずかしかありません。

AMD Radeon RX 7000 シリーズや NVIDIA RTX 4000 シリーズの GPU が PCIe 5.0 を使用しなくても、将来的にはこれが確実に変わるでしょう。民生用 SSDは PCIe 5.0 をサポートしていることが確認されているため、そう遠くない可能性があります。

PCIe 5.0 デバイスが間もなく利用可能になるということは、PCIe 5.0 との互換性のためだけに新しい Alder Lake、Raptor Lake、または Zen 4 プロセッサとそれに対応するマザーボードを急いで購入する必要があるということですか? PCIe 5.0ハードウェアのアーリーアダプターになるためにもっとお金を払っても構わないと思っていて、実際にそれを使用できるのであれば、PCIe 5.0は歓迎すべきパフォーマンスの飛躍です. とにかくアップグレードが必要な場合は、PCIe 5.0 が有効になっているものを入手しても問題はありません。

ただし、おそらくあと数年は PCIe 5.0 デバイスが標準になることはなく、それまでに Intel と AMD の両方が新しいより高速な世代のプロセッサをリリースする可能性があります。最新かつ最高のものを探している場合、または他の理由でアップグレードする必要がない場合を除き、お金を脇に置いて、より多くの PCIe 5.0 デバイスが市場に出回るまで待った方がよいでしょう.

一方、PCIe 6.0 規格はすでに定義されています。PC ハードウェアの世界では、常に何か新しくて優れたものが登場しています。