Motherboard PCIe 4.0 baru sekarang mulai dikirimkan ke pelanggan, tetapi itu tidak memperlambat pengembangan standar koneksi periferal yang penting ini. PCIe 6.0 sudah tersedia, dengan peningkatan nyata di atas standar mutakhir saat ini.
Karena PCIe menjadi dasar di komputer dengan segala bentuk dan ukuran, ada baiknya membicarakan apa itu PCIe, kegunaannya, dan apa yang akan ditawarkan PCIe 6.0 di masa depan.
Table of Contents
Dasar-dasar PCIe
PCIe adalah singkatan dari Komponen Periferal Interkoneksi Ekspres. Beberapa pembaca kami yang telah mengenal komputer untuk beberapa waktu mungkin ingat standar PCI lama, tetapi PCIe adalah standar PCI asli seperti jet tempur untuk pesawat kertas.
PCIe adalah protokol dan standar koneksi perangkat keras fisik. Standar koneksi perangkat keras PCIe yang paling umum adalah slot ekspansi motherboard. Anda menghubungkan kartu ekspansi ke slot ini, dan komunikasi terjadi melalui pin penghubung. Namun, dimungkinkan untuk mengirim sinyal protokol PCIe melalui jenis koneksi lain.
SSD NVME yang menggunakan konektor M.2 dapat menggunakan PCIe, dan ini tampaknya tidak berbeda dengan komputer dari SSD yang terhubung melalui slot PCIe standar. Standar Thunderbolt 3 dan 4 juga mendukung pengiriman sinyal PCIe melalui kabel. Beginilah cara eGPU (kartu grafis eksternal) dimungkinkan.
Perangkat PCIe mengirim information secara serial tetapi melintasi beberapa jalur paralel. Sebuah slot PCIe x16 pada motherboard komputer dapat menampung enam belas saluran information sekaligus. PCIe juga menawarkan slot x8, x4, dan x1. Pada umumnya kartu grafis menggunakan slot x16 karena membutuhkan bandwidth sebanyak mungkin. Sementara slot yang lebih lambat biasanya secara fisik lebih pendek, biasanya panjang x16 selain yang utama adalah x8.
Kartu PCIe menawarkan kompatibilitas mundur dan kompatibilitas silang, sehingga Anda dapat menempelkan kartu x4 di slot PCIe apa pun yang secara fisik dapat menampungnya. Hanya saja Anda akan menyia-nyiakan jalur PCIe yang tidak digunakan kartu x4. Hal yang sama berlaku untuk menggunakan kartu PCIe 5.0 di, misalnya, slot 4.0. Ini akan berhasil tetapi terbatas pada penyebut umum terendah.
Siapa yang Memutuskan Standar PCIe?
Standar PCI Specific dirancang dan disetujui oleh PCI Particular Curiosity Group (PCI-SIG), sebuah konsorsium dengan anggota dari industri elektronik dan komputer yang memiliki kepentingan dalam teknologi.
PCI-SIG didirikan pada tahun 1992 sebagai grup yang bertugas membantu produsen komputer menerapkan standar Intel PCI dengan benar. Hari ini adalah organisasi nirlaba dengan lebih dari 800 anggota.
Papan PCI-SIG memiliki AMD, ARM, Dell, IBM, Intel, Nvidia, Qualcomm, dan lebih banyak anggota. Anda mungkin mengenali nama-nama ini sebagai produsen perangkat komputasi besar, dan memiliki standar bersama membuat pekerjaan mereka jauh lebih mudah, belum lagi kehidupan pelanggan mereka!
Untuk Apa PCIe Digunakan?
Kami telah menyebutkan kartu ekspansi dan SSD di atas, jadi Anda mungkin memiliki gambaran umum tentang penggunaan PCIe.
Standar PCIe menghubungkan hampir semua perangkat periferal eksternal yang dapat Anda bayangkan. Ini menawarkan bandwidth yang jauh lebih lebar daripada USB, terutama saat melihat banyak jalur. PCIe juga menyediakan jalur langsung ke CPU, menjadikannya sempurna untuk aplikasi berkecepatan tinggi dan latensi rendah.
GPU trendy menggunakan enam belas jalur bandwidth PCIe untuk memaksimalkan kinerjanya, tetapi tidak setiap periferal membutuhkan bandwidth sebanyak itu. SSD PCIe 4.0 terbaru menggunakan “hanya” empat jalur, tetapi itu cukup untuk menghilangkan standar SATA. Sementara SATA mencapai 600 MB/s, drive PCIe 4.0 kelas atas dapat bergerak lebih dari 7000 MB/s.
Kartu ekspansi PCIe juga mengakomodasi kartu suara, kartu pengambilan video, adaptor Ethernet 10 Gb, kartu WiFi 6, pengontrol Thunderbolt atau USB, dan banyak lagi. Periferal yang terintegrasi ke motherboard komputer Anda juga menggunakan PCI Specific. Hanya saja wiringnya bersifat permanen dan tidak berbentuk slot.
Bagaimana PCIe 6.0 Meningkatkan PCIe 5.0?
Peningkatan judul biasanya merupakan lompatan besar dalam kecepatan information dengan setiap revisi PCIe. Itulah jumlah informasi yang dapat dipindahkan melintasi bus setiap detik.
Di departemen itu, PCIe 6.0 tidak mengecewakan. Ini sepenuhnya menggandakan kecepatan switch information PCIe 5.0 yang sudah luar biasa dari 32 Gigatransfers per detik (GT/s) menjadi 64 GT/s per jalur. Sedangkan PCIe 5.0 bisa menggeser 63 Gigabytes per second (GB/s), 6.0 bisa bergerak hingga 128 GB/s. Itu lebih dari koneksi x16, dengan lebih banyak koneksi kecil yang diperkecil. Ini berarti slot x8 PCIe 6.0 sekarang memiliki kinerja yang sama dengan slot x16 5.0.
Ini menciptakan banyak ruang kepala untuk GPU masa depan dan solusi penyimpanan ultra-cepat. Belum lagi cakupan luar biasa untuk perangkat eksternal yang terhubung melalui PCIe atau kartu ekspansi yang menawarkan Thunderbolt dan USB 4.
Fitur Baru di PCI Specific 6.0
Membuat lompatan kinerja yang begitu monumental dalam satu generasi tidaklah mudah. Untuk mencapai angka-angka ini, para insinyur PCI-SIG harus mengembangkan beberapa cara baru yang inovatif untuk memindahkan elektron.
Sinyal PAM4
Sangat mungkin, perubahan paling signifikan dengan PCIe 6.0 dibandingkan dengan generasi antarmuka sebelumnya adalah bagaimana information dikodekan.
PCI Specific 6.0 menggunakan PAM4, yang merupakan kependekan dari Modulasi Amplitudo Pulsa dengan empat tingkat. Jika Anda mengetahui sesuatu tentang bentuk gelombang listrik, Anda akan tahu bahwa “amplitudo” gelombang adalah seberapa jauh puncak gelombang dari garis dasar.
Encoding PCIe NRZ (Non-return-to-zero) yang lebih lama hanya memiliki dua tingkat amplitudo per pulsa selama siklus clock. PCIe 6 menggandakannya menjadi empat, meningkatkan jumlah information yang dikodekan dengan setiap siklus.
Koreksi Kesalahan Teruskan (FEC)
Sementara metode pengkodean PAM4 memberikan peningkatan kecepatan yang signifikan, metode ini juga memberikan peningkatan besar pada kesalahan bit. Dengan kata lain, seseorang tiba di tujuannya bukannya nol, dan sebaliknya.
Untuk mengatasi hal ini, PCIe 6.0 memiliki fitur Koreksi Kesalahan Teruskan yang baru, yang memeriksa untuk memastikan information mendapatkan tempat yang seharusnya tanpa rusak, dengan bantuan implementasi CRC (Cyclic Redundancy Verify) yang kuat.
Salah satu bahaya menambahkan lebih banyak langkah koreksi kesalahan ke dalam pipeline adalah Anda akan menambahkan lebih banyak latensi. Latensi tambahan telah menjadi perhatian yang berkembang dengan berbagai komponen komputer berkecepatan tinggi. Meskipun mereka dapat memindahkan lebih banyak dan lebih banyak information, mereka membutuhkan waktu lebih lama untuk bereaksi terhadap permintaan information, yang dapat menyebabkan masalah tersendiri.
FEC telah dirancang untuk menargetkan penambahan latensi tidak lebih dari dua nanodetik dibandingkan dengan versi PCIe sebelumnya, yang merupakan latensi ekstra kecil yang tidak dapat dideteksi oleh manusia.
Modus FLIT
Mode FLIT adalah ukuran lain yang diperkenalkan untuk meningkatkan koreksi kesalahan di PCIe 6.0. Ini mengatur information ke dalam unit ukuran seragam menggunakan unit kontrol aliran onboard khusus. Hal ini diperlukan untuk memeriksa kesalahan paket karena Anda dapat menerapkan algoritme ke setiap paket information dan memeriksa apakah paket masih memberikan hasil saat mencapai ujung pipa yang lain.
Masalahnya, ternyata mode FLIT juga membawa peningkatan efisiensi yang signifikan di tempat lain. Ini membantu menurunkan latensi, membuat penggunaan bandwidth lebih efisien, dan memungkinkan PCIe 6.0 menghilangkan banyak overhead encoding dari versi sebelumnya. Jadi, meskipun PAM4 menambahkan hingga 2ns latensi, mode FLIT menghemat latensi di space lain.
Modus L0p
Salah satu fitur menarik di PCIe 6.0 adalah mode L0p. Mode ini mengurangi jumlah jalur yang digunakan periferal untuk mengirim dan menerima information. Jadi jika laptop computer Anda berjalan dengan daya baterai dan GPU tidak memerlukan 16 jalur untuk melakukan tugasnya saat ini, laptop computer akan turun menjadi hanya menggunakan jumlah jalur yang dibutuhkan, menghemat listrik dengan meningkatkan efisiensi daya.
Haruskah Anda Menunggu PCIe 6.0?
Jika Anda berpikir untuk segera membeli atau membangun komputer baru, apakah Anda harus menunggu motherboard PCIe 6.0 keluar terlebih dahulu? Selalu tergoda untuk mencoba dan membangun komputer yang tahan masa depan. Bagaimana jika GPU atau SSD baru keluar yang membutuhkan PCIe 6.0 untuk mencapai potensi penuhnya?
Jawaban singkat untuk pertanyaan ini adalah Anda tidak perlu khawatir menunggu PCIe 6.0. Pada saat penulisan, motherboard PCIe 5.0 baru saja mulai diluncurkan ke konsumen, dan bahkan GPU paling canggih saat ini sama sekali tidak membutuhkan PCIe 5.0.
Dalam tolok ukur yang membandingkan kartu unggulan seperti RTX 3080 atau RTX 3090 yang berjalan pada PCIe 3.0 dan 4.0, perbedaan kinerjanya tidak ada apa-apanya hingga 3%. Ya itu betul. Kami baru sekarang mencapai batas PCIe 3.0, dan itu hanya dengan GPU paling mahal di planet ini. Jangan khawatir—setidaknya tidak untuk beberapa tahun.
Ingatlah bahwa PCI-SIG hanya menerbitkan spesifikasi PCIe remaining mereka untuk versi 6.0 di atas kertas. Meskipun spesifikasi akhir tidak akan berubah, perlu beberapa waktu sebelum kita melihat banyak perangkat keras yang mendukungnya, setidaknya di ruang konsumen.
PCIe 6.0 Manfaat Pusat Knowledge Hari Ini
Itu tidak berarti PCIe 6.0 belum bermanfaat bagi seseorang. Di pusat information raksasa, kita semua mengandalkan layanan berbasis cloud, setiap bit tambahan bandwidth sangat berharga. Di dalam rak komputer tersebut, Anda akan menemukan sistem dengan lusinan atau ratusan inti CPU dan susunan penyimpanan SSD berkecepatan tinggi. Peningkatan bandwidth PCIe akan segera membantu menghilangkan tekanan dari pipa information yang tegang itu.
Memiliki lebih banyak bandwidth berarti aplikasi AI dan pembelajaran mesin dapat menganalisis lebih banyak information dalam waktu yang lebih singkat. Ini menyiratkan bahwa aplikasi HPC (Excessive-Efficiency Computing) yang melakukan pekerjaan kompleks dalam sains, teknik, dan fisika dapat memperluas wawasan mereka.
Bahkan sistem IoT (Web of Issues) yang mengirimkan banjir information ke pusat information untuk diproses secara real-time akan mendapat manfaat besar dari bandwidth tambahan.
Apa yang Terjadi Setelah PCI Specific 6.0?
Teknologi PCIe akan ada untuk waktu yang lama kecuali seseorang menemukan teknologi interkoneksi periferal yang jauh lebih baik. Perusahaan seperti Intel, AMD, dan Apple melakukan hal-hal menarik dengan teknologi terkait antar chip di dalam paket prosesor mereka. Dengan CPU seperti AMD’s Ryzen dan Intel’s Alder Lake yang diisi dengan inti CPU, mereka perlu memindahkan sejumlah besar information. Kami yakin PCI-SIG dapat mempelajari beberapa hal dari apa yang terjadi di dalam prosesor ini.
