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Was ist der Unterschied zwischen PCIe Gen 3 und PCIe Gen 4?

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Apr 2022
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PCIe ist seit einem Jahrzehnt die Standardschnittstelle für den Anschluss von Hochgeschwindigkeits-Peripheriekomponenten an Computer-Motherboards. Die vierte Generation dieser Schnittstelle, der PCIe 4.0-Standard, wurde 2017 angekündigt. Bis zur Computex 2019 waren jedoch keine SSDs oder Grafikkarten zu sehen, die die neue Technologie nutzten. Heute hat PCIe 4.0 zu einer wachsenden Begeisterung für diese technologische Innovation geführt, sei es bei SSDs, GPUs, Motherboards oder Hochleistungs-Erweiterungskarten. Aber was ist PCIe Gen 4? Wir werden die Grundlagen aufschlüsseln.

PCI Express logo
Was ist PCIe Gen 4?

PCIe Gen 4 ist die vierte und neueste Generation der PCI Express-Spezifikation. PCIe Gen 4, der Nachfolger von PCIe Gen 3, ist die schnellste PCIe-Generation, die derzeit auf dem Markt erhältlich ist.

What does PCIe Gen 4 do?

PCIe Gen 4 ermöglicht es Systemen den Anschluss an leistungsstarke PCIe-Geräte, wie GPUs und PCIe NVMe SSDs.

Warum ist PCIe Gen 4 notwendig?

Die Weiterentwicklung der PCIe-Technologie ist notwendig, um dem wachsenden Bedarf an einem Hochgeschwindigkeits-Datenbus gerecht zu werden, der immer anspruchsvollere Benutzeranwendungen und Workloads ermöglicht.

Was ist der Unterschied zwischen PCIe Gen 3 und PCIe Gen 4?

PCIe Gen 4 verdoppelt die Datenrate von PCIe Gen 3, weshalb PCIe Gen 4-Geräte Daten mit viel höherer Geschwindigkeit übertragen können. PCIe Gen 3 arbeitet mit 8GT/s (Gigatransfers pro Sekunde), was ungefähr 1GB/s pro PCIe-Lane entspricht. Im Vergleich dazu arbeitet PCIe Gen 4 mit 16GT/s, also etwa 2GB/s (Gigabyte pro Sekunde) pro PCIe-Lane.

Was ist die maximale Bandbreite von PCIe Gen 4?

Für das Verständnis der maximalen Bandbreite eines PCIe Gen 4-Geräts muss die Anzahl der unterstützten PCIe-Lanes bekannt sein. PCIe-Geräte verwenden „Lanes“ zum Senden und Empfangen von Daten. Je mehr Lanes ein PCIe-Gerät verwenden kann, desto größer ist die Bandbreite. Die Anzahl der Lanes, die ein PCIe-Gerät unterstützt, wird in der Regel als „x4“ für 4 Lanes, „x8“ für 8 Lanes usw. angegeben.

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PCIe Gen 3 Bandbreite 1 GB/s 2 GB/s 4 GB/s 8 GB/s 16 GB/s
PCIe Gen 4 Bandbreite 2 GB/s 4 GB/s 8 GB/s 16 GB/s 32 GB/s
Ist PCIe Gen 4 abwärtskompatibel?

PCIe Gen 4 ist abwärtskompatibel, somit funktioniert ein PCIe Gen 4-Gerät, das an ein PCIe Gen 3-System angeschlossen ist, normal mit PCIe Gen 3-Geschwindigkeiten. Das heißt, wer heute eine PCIe Gen 4 NVMe-SSD kauft, kann sie sofort in seinem aktuellen System verwenden, selbst wenn es PCIe Gen 4 nicht unterstützt. Wenn dann in Zukunft auf ein PCIe Gen 4 System umgestiegen wird, kann die volle Leistung der PCIe Gen 4 NVMe-SSD genutzt werden.

Wann wird PCIe Gen 4 auf den Markt kommen?

PCIe Gen 4 wird gerade von der Industrie übernommen und viele PCIe Gen 4 Produkte sind bereits auf dem Markt erhältlich, jedoch unterstützen nur die neuesten Produkte PCIe Gen 4. In Zukunft wird PCIe Gen 4 zum Industriestandard werden.

Wo erhält man PCIe Gen 4?

Um die Vorteile von PCIe Gen 4 nutzen zu können, müssen die CPU, das Motherboard und die PCIe-Geräte alle PCIe Gen 4 unterstützen.

Welche Desktop-Plattformen unterstützt PCIe Gen 4 aktuell?

Folgend werden einige Desktop-CPUs und Motherboards aufgeführt, die PCIe Gen 4 unterstützen und derzeit ausgeliefert werden:

  • AMD Ryzen™ CPUs der Serien 3000 und 5000
  • AMD X570, B550 und TRX40 Motherboards
  • Intel® 11. Gen „Rocket Lake“ und 12. Gen „Alder Lake“ Core-CPUs
  • Intel® Z490, Z590 und Z690 Motherboards
Was ist eine PCIe NVMe-SSD?

PCIe NVMe-SSDs sind Solid State Drives, die den Hochgeschwindigkeits-PCIe-Bus für die Datenübertragung sowie das NVMe-Protokoll (Non-Volatile Memory Express) für die Kommunikation mit dem Host-System nutzen. Da diese Laufwerke über den PCIe-Bus betrieben werden, bieten sie eine deutlich höhere Bandbreite und schnellere Reaktionszeiten als SATA-SSDs.

Macht PCIe Gen 4 PCIe NVMe-SSDs schneller?

PCIe Gen 3 war nicht in der Lage, die volle Bandbreite von Hochgeschwindigkeits-PCIe-NVMe-SSDs zu bewältigen. Dies führte effektiv zu einem Engpass bei der SSD-Leistung. PCIe Gen 4 behebt diesen Leistungsengpass und ermöglicht PCIe NVMe-SSDs, Daten mit viel höherer Geschwindigkeit zu lesen und zu schreiben.

Welche Formfaktoren nutzen PCIe NVMe-SSDs?

PCIe NVMe-SSDs können verschiedene Formfaktoren wie Add-in-Card (AIC), M.2 und U.2 verwenden. Client-PCIe-NVMe-SSDs verwenden in der Regel nur den Formfaktor M.2 2280, da er aufgrund seines schlanken Designs problemlos in Desktop- und Notebook-PCs eingebaut werden kann. PCIe-NVMe-SSDs der Unternehmensklasse verwenden alle drei Formfaktoren, wobei U.2 aufgrund seiner Kompatibilität mit Server-Backplanes am beliebtesten ist.

SSD-Formfaktoren M.2, U.2 und AIC


Fazit

PCIe 4.0-Plattformen ermöglichen mehr Flexibilität und eine höhere Bandbreite. SSDs, die eine PCIe 4.0-Schnittstelle nutzen, sind ideal für datenintensive Workloads. Sie laden Anwendungen und Spiele schneller und optimieren gleichzeitig die Ladezeit. PCIe 4.0 bringt auch Verbesserungen beim Stromverbrauch mit sich, wodurch Geräte im Betrieb kühler bleiben und weniger Strom verbrauchen. Mit dem Aufkommen von mehr Produkten, die PCIe 4.0 verwenden, ist die Entscheidung zwischen PCIe 3.0 und 4.0 ein Kinderspiel. PCIe 4.0 wird demnächst der Industriestandard sein.

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