PCI Express 4.0 (PCIe 4.0) là gì? Có nên nâng cấp không?

Bản cập nhật PCI Express 4.0 (PCIe 4.0) được chờ đợi từ lâu sắp đến với máy tính của bạn. Nếu bạn mua một máy tính mới hoặc cập nhật phần cứng hệ thống, bạn có thể lựa chọn PCIe 4.0, nhanh hơn nhiều so với tiêu chuẩn 3.0 hiện tại.

Nhưng PCIe 4.0 là gì? Nó có giúp hệ thống của bạn khởi động nhanh hơn không? Bài viết sau đây sẽ trình bày tất cả những điều bạn cần biết về PCIe 4.0.

PCIe là gì?

Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) là một tiêu chuẩn kết nối bo mạch chủ phổ biến. PCIe cho phép các bit khác nhau của phần cứng hệ thống “giao tiếp” với bo mạch chủ và những bộ phận khác trong hệ thống. Cụ thể, PCIe liên quan đến card mở rộng hệ thống, chẳng hạn như card đồ họa (GPU), card âm thanh, card WiFi hoặc SSD M.2 NVMe.

PCIe 4.0 là phiên bản thứ tư của tiêu chuẩn kết nối này. Chi tiết về chuẩn PCIe 4.0 đã được công bố vào giữa năm 2017. Tuy nhiên, cho đến nay, các nhà sản xuất bo mạch chủ hoặc chipset mới áp dụng tiêu chuẩn này trên phần cứng của mình.

Bo mạch chủ có một số khe cắm PCIe. Các khe cắm PCIe có nhiều kích cỡ: x1, x4, x8 và x16. Các con số mô tả chi tiết việc khe cắm PCIe có bao nhiêu làn. Càng có nhiều làn thì việc kết nối dữ liệu càng nhanh hơn. Hầu hết các card mở rộng hiện đại hoạt động tốt nhất trong khe cắm x16. Đó là vì nó có tốc độ truyền dữ liệu nhanh nhất. Chẳng hạn, GPU hiện đại sẽ sử dụng khe cắm x16 để truyền dữ liệu nhanh chóng, giúp đảm bảo người dùng có trải nghiệm mượt mà và nhất quán.

Một ngoại lệ là đối với form factor M.2. Card mở rộng dựa trên M.2 không tương thích với bố cục làn PCIe tiêu chuẩn. Thay vào đó, card mở rộng M.2 sử dụng kết nối PCI Express M.2 với 2 hoặc 4 làn. PCIe M.2 thay thế cho tiêu chuẩn mSATA cũ.

PCIe 4.0 có nhanh hơn không?

PCIe 4 nhanh hơn phiên bản trước, PCIe 3. PCIe 4 nhanh gần gấp đôi, tăng tốc độ truyền dữ liệu lên tới 16 gigatransfer mỗi giây (G/Ts). Tuy nhiên, G/Ts không phải là số liệu truyền dữ liệu hữu ích cho đại đa số người dùng.

Nói một cách dễ hiểu hơn, khe cắm x16 PCIe 4.0 (khe lớn nhất) có tốc độ truyền dữ liệu một chiều lên tới 32GB/giây. Điều đó nghĩa là bạn có tốc độ truyền tối đa 64GB/giây theo cả hai chiều. Tuy nhiên, việc có thể đạt được tốc độ lớn hơn 64GB/giây là không chính xác, vì bạn không thể đạt đến tỷ lệ đó với một chiều duy nhất.

Nhưng nói chung, tốc độ truyền 32GB/giây là một cải tiến đáng kể so với mức 16GB/giây của tiêu chuẩn PCIe 3.0 cũ.

PCIe 4.0 sẽ giúp tăng tốc sẽ giúp tăng tốc phần cứng nào?

Một số phần cứng nhất định có thể tăng hiệu suất nhờ PCIe 4.0 tốt hơn so với các phần cứng khác. Các bản cập nhật PCIe ảnh hưởng đến những card mở rộng hệ thống, như WiFi, Ethernet và card đồ họa. Tuy nhiên, một bản cập nhật không phải lúc nào cũng giúp tăng tốc ngay lập tức. Nguyên nhân là do một số phần cứng hệ thống đã hoạt động hết công suất.

Lấy card đồ họa làm ví dụ. Việc có thể tăng cường khả năng của nó là một điều tuyệt vời. Trừ khi bạn chơi game ở độ phân giải 3840 × 2160 với tốc độ refresh 144Hz, nếu không bạn thậm chí còn chưa tận dụng hết tiêu chuẩn PCIe 3.0 hiện tại. Nghiên cứu của Intel về tác động của PCIe 4.0 đối với việc chơi game cho thấy, phần cứng hiện tại vẫn còn những điểm cần khắc phục về hiệu năng, trước khi có thể tận dụng tối đa tiêu chuẩn hiện tại. Hãy tham khảo bảng sau để biết chi tiết về băng thông dữ liệu của những độ phân giải khác nhau:

PCIe 4.0 ngay lập tức tăng hiệu suất lớn nhất cho bộ nhớ hệ thống. SSD Force Series MP600 M.2 SSD của Corsair hỗ trợ PCIe 4.0 và cùng với đó, tốc độ truyền dữ liệu có thể lên tới 5GB/giây. Một điểm đáng chú ý với Corsair MP600 là bộ phận tản nhiệt khổng lồ, vì việc tăng tốc độ truyền của PCIe 4.0 đi kèm với lượng nhiệt phát ra rất lớn.

Có thể mua phần cứng sử dụng PCIe 4.0 không?

Sự ra đời của phần cứng mới hỗ trợ PCIe 4.0 là điều đang thu hút sự chú ý của các doanh nghiệp và người tiêu dùng.

Chipset AMD X570

Sê-ri Ryzen CPU của AMD tiếp tục sử dụng cùng một socket processor (hay socket CPU): AM4. CPU Ryzen có thể hoán đổi cho bất kỳ bo mạch chủ nào có socket AM4, bất kể CPU Ryzen thuộc thế hệ thứ mấy. Bây giờ, một điều cần lưu ý đối với những ai sở hữu CPU AMD là, nếu muốn sử dụng chuẩn PCIe 4.0 nhanh hơn, cần có một bo mạch chủ được xây dựng theo tiêu chuẩn mới.

Chipset AMD X570 mới sẽ hỗ trợ PCIe 4.0. Trước khi công bố, các bản cập nhật từng phần đã bổ sung hỗ trợ PCIe 4.0 cho một số bo mạch chủ AMD (chủ yếu là các model X470 và X370 với thông số kỹ thuật cao). Nhưng do yêu cầu của tiêu chuẩn PCIe 4.0, nên các bản cập nhật có hiệu lực trở về trước không khả dụng cho mọi chipset. Chính vì vậy, AMD sẽ không còn phát hành bản cập nhật PCIe 4.0 cho các chipset hiện có nữa.

Giám đốc marketing cao cấp của AMD, Robert Hallock, đã giải thích quyết định này trong một bài đăng trên Reddit.

“Đây là vấn đề mà chúng tôi đang cố gắng khắc phục. Các bo mạch trước X570 sẽ không hỗ trợ PCIe Gen 4. Không có gì đảm bảo rằng các bo mạch chủ cũ hơn có thể chạy những yêu cầu tín hiệu nghiêm ngặt của Gen4 một cách đáng tin cậy. Khi các BIOS cuối cùng được phát hành cho Ryzen thế hệ thứ 3 (AGESA 1000+), Gen4 sẽ không còn là một tùy chọn nữa. Chúng tôi cũng rất mong muốn có thể làm điều ngược lại, nhưng rủi ro là quá lớn”.

Bộ nhớ

Bạn có thể mua bộ nhớ hệ thống được cài sẵn cho PCIe 4.0. Tại Computex 2019, một hội nghị phát triển máy tính toàn cầu, Gigabyte đã công bố một ổ SSD PCIe 4.0 8GB. Về mặt kỹ thuật, đó là 4 ổ SSD 2TB được kết hợp thành một card mở rộng kiểu GPU. Ổ này có tốc độ đọc và ghi đáng kinh ngạc 15.000MB/giây.

Gigabyte cũng đã ra mắt SSD AORUS NVMe Gen4. SSD AORUS NVMe Gen4 đạt tốc độ đọc khoảng 5.000 MB/giây và tốc độ ghi là 4.400MB/giây. Ổ AORUS có dung lượng 1TB hoặc 2TB.

Nếu không chắc chắn lựa chọn nào là tốt nhất đối với bạn, hãy tham khảo bài viết: Nên chọn ổ SSD SATA hay PCIe? của Quantrimang.com.

Khi nào PCIe 5.0 sẽ xuất hiện?

Ngay khi PCIe 4.0 bắt đầu được triển khai, mọi người đã mong chờ PCIe 5.0. Đó là vì PCI Special Interest Group (PCI-SIG), nhà phát triển của tiêu chuẩn PCIe, đã công bố PCIe 5.0 ngay sau khi các thiết bị PCIe được tung ra thị trường. Các thông số kỹ thuật PCIe 4.0 đã hoàn thiện sẽ xuất hiện chậm một vài năm so với kế hoạch, gây ra hiện tượng chồng chéo giữa hai tiêu chuẩn này.

PCIe 5.0 sẽ tăng gấp đôi băng thông truyền dữ liệu một lần nữa (nghĩa là tăng lên 32G/Ts hoặc tốc độ truyền một chiều lên tới 64GB/s).

Bạn có nên nâng cấp lên phần cứng PCIe 4.0?

Khó khăn ở đây là việc biết phần cứng máy tính đang phát triển theo hướng nào. Việc tiếp nhận tiêu chuẩn PCIe 4.0 phải nói là rất hạn chế. Nguyên nhân là do hầu hết phần cứng vẫn chưa tận dụng tốt nhất tiêu chuẩn PCIe 3.0 hiện có, cộng với việc cho rằng trong vòng 2 đến 5 năm tới, PCIe 5.0 sẽ bắt đầu thâm nhập vào quá trình sản xuất phần cứng.

Bên cạnh đó, sự chậm trễ đối với PCIe 4.0 tạo ra một tình huống khó khăn. Nếu bạn đã sẵn sàng nâng cấp và có đủ khả năng tài chính, PCIe 4.0 rất đáng để xem xét. Nếu không hãy kiên nhẫn chờ đợi sự xuất hiện của PCIe 5.0.