PCIe 4.0 –新機能とアップグレードする必要がありますか？ --Appuals.com

AMDは、2019年6月にComputexでX570チップセットを発売し、デスクトップPCにPCIe Gen4を導入した最初の企業であるという名誉を確保しました。 PCIe 4.0は、2010年以来のPCIe標準への最大の変更であるため、PCI Expressインターフェイスに多くの改善をもたらすことを約束します。執筆時点では、PCIe Gen 4はまだ普及していませんが、広く採用され始めています。 AMDのようなCPUやマザーボードのメーカーだけでなく、NvidiaやAMD独自のRadeon部門のようなグラフィックカードメーカーからも。しかし、本当にPCIe Gen 4が必要ですか？もしそうなら、どうやってそれを手に入れますか？ただし、これらの質問に答える前に、PCIe4.0が実際に何であるかを理解する必要があります。

ASUS ROGX570ラインのようなX570ボードはPCIeGen 4をサポートしています–画像：ASUS

PCIe 4.0とは何ですか？

PCIe 4.0は、PCIまたはPeripheral Component InterconnectExpressとして知られる広く実装された高速通信インターフェイスの最新の進化形です。簡単に言えば、PCIe 4.0は、グラフィックカードやM.2ドライブなどのアドインカードをマザーボードに接続するために使用されるPCIeインターフェイスの次のイテレーションです。 PCIeの現世代であるPCIe3.0は、2010年以来デスクトップPCの標準であり、PCIe4.0は現在それへのアップグレードを提供しています。古いがまだかなり高速なPCIe3.0と比較して、新しいPCIe4.0は本質的に全体のスループットの2倍を提供します。つまり、PCIe4.0はPCIe3.0の2倍の帯域幅を提供し、x16リンクを介したPCIe3.0のわずか32GB / sに対して64GB / sで提供されます。 PCI基準を管理する機関であるPCI-SIGの次のグラフは、異なるPCIe世代間の帯域幅の違いを示しています。

アークディスク書き込みエラー

PCIe世代の帯域幅の改善–画像：PCI-SIG

ただし、2つの標準は、構造的に非常に似ています。主な違いは、転送速度と、場合によっては、より高い速度で信号を正常に送信するために使用される材料にのみあります。 PCIe3.0が8GT / s（ビット0と1のレート）で動作したのに対し、新しいPCIe4.0はレーンあたり16GT / sで動作しました。これにより、全体の帯域幅がPCIe3.0標準の32GB / sからPCIe4.0の64GB / sに2倍になります。ただし、帯域幅の利点を除けば、エンドユーザーにとって重要な2つの世代の違いはほとんどありません。 PCIe 4.0は、パフォーマンスを向上させるために、信号の信頼性と整合性が向上しています。

ゲーム用PCIe4.0

しかし、この計算と理論上の2倍の帯域幅のすべては、ゲーマーにとって何を意味するのでしょうか。帯域幅の増加により、GPUのパフォーマンスが2倍になると期待できますか？さて、あなたはおそらく今までにそれが単に不可能であると推測したかもしれません。はい、PCIe 4.0はGPUのマザーボードへの接続帯域幅を大幅に改善しましたが、これは実際のゲームパフォーマンスにはつながりません。現在、PCIe 4.0 GPUが存在し、AMD RX 5000シリーズと6000シリーズの両方、およびPCIe Gen4をサポートするグラフィックスカードのNvidiaRTX 3000シリーズがあります。ただし、これらの光沢のある新しいPCIe Gen4グラフィックスカードをPCIeと組み合わせてもX570のようなGen4マザーボードとAMDのZen3ベースのRyzen5000シリーズのようなPCIeGen 4 CPUでも、パフォーマンスに目立った上昇は見られません。

Nvidia GeForce RTX3000シリーズはPCIeGen4をサポートします

しかし、それはなぜですか？ええと、余分な帯域幅がパフォーマンスの向上に役立たない主な理由は、PCIe Gen3.0帯域幅でさえ今日グラフィックカードによって完全に利用されていないということです。 PCIe Gen 3.0は依然として多くの帯域幅を提供し、最もハイエンドのグラフィックスカードでさえそれを飽和させることすらできていません。実際、Nvidia GeForce RTX 3080のようなハイエンドカードの多くは、PCIe 3.0x8リンクまたはPCIe2.0x16リンクを使用してもほぼフルパフォーマンスで実行できます。したがって、まだ飽和していない接続に帯域幅を追加しても効果はありません。

ただし、将来を見据えてみると、PCIe4.0の追加の帯域幅が将来的に有利になることがわかります。ビデオゲームのアセットサイズとグラフィックの複雑さは日々増大し続けているため、PCIe 3.0インターフェイスが追いつかない場合は、PCIeリンクの速度の向上に最終的にいくつかの利点が見られる可能性があります。特に、機械学習のような負荷の高いアプリケーションでは、ますます大きなデータセットが必要になるため、PCIe 4.0は、PCIeリンク帯域幅の不足によって将来のマシンが妨げられないようにする上で大きな役割を果たす可能性があります。

ストレージ用PCIe4.0

ここで、PCIe4.0が実際に魅力的なアップグレードである主な理由に到達します。 PCIe 4.0は、はるかに高速なストレージオプションを可能にします。最速のNVMePCIe Gen3ドライブでさえ生の数の点で絶対に押しつぶすPCIeGen 4ドライブがあり、SATAドライブを絶対に恥ずかしく思います。 PCIe Gen 4では、シーケンシャル読み取りに関してドライブが5 GB / sを超えることがようやく見られますが、PCIe Gen 3NVMeドライブは約3.5GB / sを超える傾向があります。特に高速なドライブの1つであるGigabyteAorus M.2 PCIe 4.0は、5GB / sの読み取りと4.3GB / sの書き込みに対応します。これは、最速のM.2 PCIe Gen 3 SSDよりも約35〜40％高いシーケンシャルパフォーマンスです。これは、グラフィックカードとは異なり、このプラットフォームのSSDは実際に追加の帯域幅を利用できるためです。

PCIe Gen 4 SSDの速度–画像：HotHardware

RAIDをミックスに追加すると、状況はさらに極端になります。で説明したように RAIDレベルに関する記事、RAID 0は、RAIDに配置される2つのドライブの速度を実質的に2倍にしますが、ドライブの冗長性を危険にさらします。ギガバイトは、RAID0で4つの2TBPCIe M.2SSDを保持するPCIe4.0アドインカードを使用し、目を見張るような15.4GB / sの読み取りと15.5GB / sの書き込みを実現しました。これは前例のないレベルのパフォーマンスであり、確かに非常に高価ですが、PCIe Gen4の帯域幅の大幅な改善によってのみ可能になりました。

ギガバイトが非常識な帯域幅の数値をプッシュするために使用したAIC–画像：PCWorld

PCIe 4.0を入手するにはどうすればよいですか？

PCIe 4.0は、15GBpsのような数値を聞くと非常に印象的ですが、PCIe4.0を稼働させるために満たす必要のある特定の要件が実際にあります。 PCIe Gen 4を入手するには、基本的に3つの条件を満たす必要があります。

PCIe Gen4互換マザーボード
PCIe Gen4互換CPU
PCIe Gen4互換GPU / SSD

マザーボードについて言えば、執筆時点で現在PCIe Gen4をサポートしているAMDのチップセットが2つあります。 X570チップセットとB550チップセットはチームRedでPCIeGen 4互換性を可能にする唯一の2つのチップセットであり、これら2つの間でも、X570チップセットのみが本格的なPCIe Gen4機能の互換性を可能にします。古いB450、X470、B350、X370、A320、およびA520チップセットはPCIe Gen 4をサポートしておらず、PCIe世代には下位互換性がないためサポートされません。さらに、TRX40ThreadripperプラットフォームとAMDEPYCRomeサーバープラットフォームもPCIeGen4をサポートしています。

Intel側では、Z490プラットフォームはPCIe Gen 4をサポートしていますが、この機能をサポートするIntel CPUは、執筆時点では現在ありません。 Intelの11が確認されたため、これはまもなく変更されると予想されます。^thGen Rocket LakeデスクトップCPUは、Z490ボードだけでなく、 PCIe Gen4もサポートしますこれはチームブルーのポジティブなものです。ミッドレンジのBシリーズと低価格のHシリーズボードは、PCIe Gen4をまったくサポートしていません。

第11世代IntelRocket Lake CPUは、PCIe Gen 4もサポートしていることが確認されています–画像：Intel

CPUに関しては、AMD Ryzen3000シリーズと新しいAMDRyzen5000シリーズの両方がPCIeGen4を公式にサポートしています。 Intelは、執筆時点ではまだデスクトップCPUでPCIe Gen 4をサポートしていませんが、間もなく登場するRocket Lake 11^thGen CPUは、この機能をサポートしていることが確認されています。

最後に、実際にPCIeスロットに入れる製品。 GPUに関する限り、Nvidia RTX 3000シリーズ、AMD RX 5000シリーズ、およびAMD RX6000シリーズのグラフィックスカードはこの機能を公式にサポートしています。 SSDについては、さまざまなメーカーが選択できるさまざまなPCIe Gen 4SSDがあります。注目すべきものには、Corsair Force MP600、Sabrent Rocket 4.0、Samsung 980 Pro、Seagate FireCuda、Gigabyte Aorus PCIe 4.0SSDなどがあります。

Corsair MP600は、最速のPCIe Gen 4ドライブの1つです–画像：Corsair

妥協

他のアップグレードと同様に、利点に伴ういくつかの妥協点があります。 PCIe 4.0のアップグレードには多くの欠点はありませんが、注意が必要ないくつかの癖があります。

まず、PCIe Gen4は高温で動作します。 PCIe Gen 4の実装により、実際のドライブが高温になるだけでなく、マザーボード上のチップセットもかなり高温になります。ドライブの場合、これは、これまでに見たほとんどすべてのドライブにヒートシンククーラーが含まれていることを意味します。ヒートシンクはメモリチップをパッシブ冷却し、NANDフラッシュを最適な温度に保ちます。チップセットの場合、マザーボードメーカーはアクティブ冷却を含めるのが最善であると考えていたため、ほとんどすべてのX570ボードには、負荷がかかった状態でチップセットを回転させてアクティブ冷却を提供するファンが含まれています。しかし、B550ボードは、パッシブ冷却を優先してファンを取り除きました。

ギガバイトAorusPCIe Gen 4 SSDはヒートシンククーラーを備えています–画像：ギガバイト

ホットランニングコンポーネント以外にも、PCIe4.0実装を含むマザーボードの価格に関連する妥協点があります。 X570、B550、およびZ490ボードが、両方のラインナップでBシリーズおよびHシリーズのオプションよりも高価であることは当然のことです。これにより、PCIe 4.0へのアップグレードが少し複雑になります。これは、購入者が購入を決定するために、PCIe4.0の利点と追加コストを比較検討する必要があるためです。

アップグレードする必要がありますか？

では、PCIe 4.0を楽しむために、ハイエンドマザーボード、新しいCPU、高価なSSDを購入する理由はありますか？まあ、おそらくそうではありません。 PCIe 4.0の主な利点は、現在ストレージ部門にあります。まったく新しいマシンを最初から構築しているのでない限り、PCIe 4.0には、B450またはX470ボード、さらには古いRyzenまたはIntelCPUから新しいものへのアップグレードを保証する十分なインセンティブがないようです。片側。以前に説明したように、PCIe 4.0はシステムのゲームパフォーマンスにもほとんどまたはまったく影響を与えないため、グラフィックカードのアップグレードには現在のところPCIe4.0サポートの問題は含まれていません。

ストレージがあなたにとって最も重要であり、NVMe Gen 3ドライブがもはやそれをカットしていない場合を除いて、PCIe4.0は古いマザーボードからアップグレードする価値がないようです。 PCIe Gen 4ドライブは、ネットワークを介して大きなファイルを操作するユーザーや、プロのアプリケーションやビデオ編集などに高速を必要とするプロに大きな利点を提供します。とはいえ、まったく新しいシステムを構築する場合、デフォルトの選択は次のようになります。 PCIeマザーボードとCPUは、高速のGen 4ドライブを使用したい場合に、システムが将来のアップグレードを妨げないようにするためのものです。したがって、古いマザーボードからアップグレードするインセンティブはあまりありませんが、新しいビルダーの場合、デフォルトの推奨事項は、PCIe Gen4機能をサポートするマザーボードを使用することです。