5. PCIe 4.0 in pillole
Le nuove CPU AMD Ryzen serie 3000, in abbinamento alle schede madri equipaggiate con chipset X570, hanno introdotto di fatto sul mercato lo standard PCIe 4.0, le cui specifiche sono state rilasciate nel 2017 con la promessa di duplicare la banda messa a disposizione dalla precedente versione, passando da circa 1 GB/s per linea a ben 2 GB/s.
Facendo due conti, lo slot M.2 x4 che, come vedremo, al momento ottiene i maggiori benefici, passa da una banda di 4 GB/s a ben 8 GB/s.
Lo standard PCIe 4.0 arriva dopo circa 8 anni dall'introduzione della precedente generazione, ma nel corso di quest'anno sono già state rilasciate le specifiche della nuova evoluzione 5.0 con un nuovo raddoppio delle performance.
Ovviamente trascorreranno verosimilmente ancora due anni prima di vedere sugli scaffali un prodotto dotato di tale standard.
Ma quali vantaggi, allo stato attuale, si possono ottenere da un sistema PCIe 4.0?
Comparto video
Partendo dal presupposto che, attualmente, le uniche schede video in commercio in grado di utilizzare lo standard 4.0 sono le Radeon RX 5700 XT e RX 5700, tralasciando lo streaming che potrebbe ottenere qualche beneficio, con qualsiasi altra soluzione non si avrebbe alcun miglioramento tangibile.
L'attuale standard 3.0 è più che sufficiente a garantire tutta la banda necessaria anche con la più performante scheda video, contenendo le differenze prestazionali sotto il 10% a prescindere dalla risoluzione e dall'utilizzo di un connettore x4, x8 o x16.
Comparto archiviazione
Se ci spostiamo sul fronte storage, invece, abbiamo un discreto salto prestazionale: i nuovi SSD M.2 PCIe 4.0 offrono velocità di punta in lettura sequenziale prossimi a 5 GB/s contro i circa 3,5 GB/s dei migliori modelli della precedente generazione.
Tale risultato è comunque legato maggiormente alla bontà dei controller in uso più che alla banda, ben superiore, messa a disposizione dell'interfaccia PCIe 4.0 x4.
Chipset
Il canale di comunicazione tra CPU ed il chipset X570 è costituito, come per la precedente architettura, da 4 linee elettriche riservate, la banda è però raddoppiata riducendo sensibilmente gli effetti del collo di bottiglia che si veniva a creare quando molte delle interfacce messe a disposizione dal chipset erano simultaneamente in comunicazione con il processore.
Il rovescio della medaglia
A differenza del salto prestazionale registrato nel passaggio dallo standard 2.0 a quello 3.0, ottenuto in larga parte grazie alle migliorie apportate al protocollo, la maggiore banda garantita dal nuovo PCIe 4.0 è dovuta essenzialmente ad un aumento della frequenza operativa.
Tale incremento si è inevitabilmente tradotto in un incremento della potenza termica generata dal chipset che, inevitabilmente, ha richiesto l'adozione di un sistema di raffreddamento attivo.
Una ventola dedicata al chipset è un qualcosa che non si vedeva da molti anni, ma con una potenza termica da dissipare di circa 15W (il chipset X470 si ferma a meno della metà ) è stata una scelta obbligata.
Discorso analogo ha riguardato i nuovi moduli NVMe con interfaccia PCIe 4.0, i cui controller (PS5016 di Phison) hanno richiesto un sistema di raffreddamento maggiorato, solitamente fornito in bundle con i supporti che ne fanno uso.
Phison PS5016-E16
Lo sviluppo del primo controller destinato ai moduli NVMe PCIe 4.0 è stato fortemente voluto da AMD che, tra l'altro, ha contribuito economicamente al suo sviluppo in modo che fosse disponibile al lancio della sua nuova piattaforma Ryzen.
Il controller PS5016-E16, destinato agli SSD di fascia alta, è stato sviluppato sulla base del controller PS5012-E12 ed utilizza due processori ARM Cortex R5.
Le stesso è prodotto con processo litografico a 28nm e supporta fino ad otto canali per un totale di 8TB (attualmente 2TB in abbinamento ai moduli 3D TLC a 96 strati), con una cache costituita da moduli DDR4 con capacità totale fino a di 8GB, garantendo prestazioni in lettura sequenziale prossime ai 5 GB/s, mentre in scrittura promette di toccare i 4,4 GB/s.
Phison ha introdotto anche un secondo controller, ovvero il PS5016-E19, orientato alla fascia mainstream dotato di soli quattro canali diretti ai moduli NAND pilotati da un solo processore Cortex R5.
Nel 2020 è atteso il rilascio del controller PS5018-E18 che verrà prodotto con processo produttivo a 12nm e, grazie a tre processori ARM Cortex R5, consentirà di raggiungere i 7000 MB/s in lettura/scrittura sequenziale.
