Les périphériques PCIe 4.0 sont de plus en plus répandus. La prise en charge du PCIe 4.0 a été ajoutée avec les processeurs et cartes mères Intel® Core™ de 11ᵉ génération et la plateforme de 12ᵉ génération offre désormais le PCIe 5.0 et une rétrocompatibilité totale pour les périphériques 4.0 et 3.0.
Cependant, quelle est la différence entre les normes PCIe 5.0, 4.0 et 3.0 ? Comment fonctionne la rétrocompatibilité du PCIe ? Quels sont les avantages des voies PCIe du processeur dans les processeurs de 12ᵉ et 11ᵉ générations par rapport aux voies PCIe du chipset ?
Penchons-nous sur le fonctionnement de PCIe 4.0 et sur les raisons pour lesquelles il fait partie intégrante de la plateforme de la 11ᵉ génération.
Qu'est-ce que le PCIe 4.0 ?
Si vous avez déjà construit un PC, vous reconnaîtrez les connecteurs PCIe disposés horizontalement sur votre carte mère. Le PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) est un bus d'extension à large bande passante couramment utilisé pour connecter des cartes graphiques et des unités de stockage SSD, ainsi que des périphériques tels que des cartes d'acquisition et des cartes sans fil.
Sur la carte mère, les voies PCIe se déclinent en x1, x2, x4, x8 et x16. Plus de voies signifie plus de bande passante, ainsi qu'un emplacement plus long. Les processeurs graphiques sont généralement installés dans l'emplacement 16 fois supérieur, car il dispose de la plus grande bande passante et, traditionnellement, de la connexion la plus directe avec le processeur. Les unités de stockage SSD PCIe m.2 modernes utilisent 4 fois plus de voies.
Chaque génération de PCIe est deux fois plus rapide que la précédente. Alors que le PCIe 3.0 avait un taux de transfert de données de 8 gigatransferts par seconde, le PCIe 4.0 transfère les données à 16 GT/s et le PCIe 5.0 à 32 GT/s. (Le débit binaire est mesuré en gigatransfert pour montrer la vitesse maximale théorique avant codage ; les vitesses réelles peuvent être plus lentes).
En apparence, les nouveaux emplacements PCIe sont identiques aux emplacements 3.0. Ils présentent également une compatibilité ascendante et descendante : non seulement vous pouvez connecter une unité de stockage SSD PCIe 3.0 à un emplacement PCIe 4.0, mais vous pouvez également connecter une unité de stockage SSD PCIe 4.0 à un emplacement 3.0.
Que sont les voies PCIe ?
L'un des principaux avantages des processeurs Intel® Core™ de 12ᵉ et 11ᵉ générations est l'ajout de voies PCIe du processeur conformément aux nouvelles normes. Les processeurs Intel® Core™ de 12ᵉ génération offrent jusqu'à 16 voies PCIe 5.0 et quatre voies PCIe 4.0 du processeur, tandis que les processeurs Intel® Core™ de 11ᵉ génération, comme le processeur Intel® Core™ i9-11900K, offrent jusqu'à 20 voies PCIe 4.0 du processeur.
Toutes les voies PCIe ne fonctionnent pas de la même manière. Les voies PCIe du processeur se connectent directement au processeur, tandis que les voies du chipset (ou « voies PCH ») passent par le chipset de la carte mère, qui se connecte au processeur via une liaison DMI (Direct Media Interface).
Le PCH gère généralement les fonctionnalités de votre carte mère, telles que les périphériques USB, les réseaux Wi-Fi et Ethernet et le son intégré. Le lien entre le processeur et le chipset étant limité à une bande passante totale de 8 fois le 3.0, il est possible de saturer le lien si vous branchez plusieurs périphériques de stockage et utilisez d'autres ressources. La connexion directe au processeur permet de contourner ce goulot d'étranglement.
Grâce aux 20 voies PCIe du processeur fournies par les processeurs Intel® Core™ de 11ᵉ génération, les constructeurs de PC peuvent donner à un processeur graphique et à une unité de stockage SSD NVMe le chemin optimal vers leur processeur en même temps. Les processeurs Intel® Core™ de 12ᵉ génération offrent la même option avec une bande passante encore plus élevée, car leurs 16 voies PCIe 5.0 du processeur sont deux fois plus rapides que le 4.0.
Dans le passé, les utilisateurs disposant de 16 voies PCIe 3.0 ne pouvaient profiter de ce chemin optimal vers leur processeur qu'en réduisant de moitié la bande passante de leur processeur graphique, créant ainsi un autre goulot d'étranglement potentiel.
Les unités de stockage SSD PCIe m.2 et les SSD NVMe utilisant des cartes riser bénéficient déjà d'avantages en termes de vitesse par rapport aux disques qui se connectent via un câble de données SATA. Le débit plus élevé de PCIe permet au stockage NVMe de mettre rapidement en file d'attente davantage de données, et la connexion directe à la carte mère réduit la latence. La connexion aux voies PCIe du processeur permet de réduire davantage la latence en éliminant la distance que les données doivent parcourir dans le chipset.
Pourquoi passer au PCIe 4.0 ?
Comme il a été mentionné plus haut, chaque génération de PCIe double son débit. Cependant, la rétrocompatibilité totale et la pérennité constituent le véritable avantage du PCIe 5.0 : vous avez la certitude que le nouveau matériel de votre système ne connaîtra pas de goulot d'étranglement.
Actuellement, les SSD PCIe 4.0 sont conçus pour avoir des vitesses maximales de lecture/écriture plus élevées que les SSD PCIe 3.0, mais leurs avantages réels actuels dans des domaines tels que les temps de chargement et le transfert de fichiers volumineux sont faibles. Cependant, au fil du temps, de nouveaux contrôleurs de mémoire seront mis sur le marché et les jeux et les applications devraient tirer un meilleur parti des SSD modernes.
L'un des moyens d'y parvenir est de mettre en place des technologies telles que DirectStorage, qui sont conçues pour améliorer les performances des SSD dans les charges de travail d'E/S lourdes. Les SSD devenant la norme dans le développement des jeux de la nouvelle génération, cela pourrait conduire à des progrès dans les temps de chargement, le streaming des ressources et la conception des niveaux.
L'augmentation de la bande passante des PCIe 4.0 et 5.0 pourrait également profiter aux cartes graphiques, car un débit plus élevé permet un transfert plus rapide des données vers la VRAM. Mais si les configurations PCIe 4.0 sont plus performantes que les 3.0 dans les bancs d'essai synthétiques, les avantages réels pour les jeux sont actuellement mineurs.
Certains tests suggèrent que même l'exécution de jeux en 4K avec les cartes graphiques actuelles ne saturera pas la bande passante d'un emplacement PCIe 3.0 x16. Il peut y avoir des avantages mineurs en termes de FPS lorsque l'on compare le même processeur graphique fonctionnant en configuration PCIe 4.0 à celui fonctionnant en configuration 3.0, mais les différences sont suffisamment faibles pour ne pas être perceptibles.
En résumé, les PC de bureau de 12ᵉ et 11ᵉ générations constituent une plateforme qui vous permet d'effectuer des mises à niveau. Ils vous permettent de tirer le meilleur parti des futurs périphériques qui libéreront davantage le potentiel de votre PC.
De quoi ai-je besoin pour le PCIe 4.0 ou 5.0 ?
Processeur. Pour le PCIe 5.0, vous aurez besoin d'un processeur Intel® Core™ de 12ᵉ génération, conçu pour la prise en charge totale du gaming avec jusqu'à 16 voies PCIe 5.0 et quatre voies PCIe 4.0 du processeur. Pour la version 4.0, vous aurez besoin d'un processeur Intel® Core™ de 11ᵉ génération pour PC de bureau, conçu pour la prise en charge totale du gaming avec des fonctionnalités telles que PCIe 4.0 et jusqu'à 20 voies PCIe du processeur.
Carte mère. Pour un processeur de 12ᵉ génération, vous aurez besoin d'un chipset série 600 et d'un socket LGA 1700. Pour un processeur de 11ᵉ génération, vous aurez besoin d'une carte mère série 500 de la gamme Z590 ou B560.
Périphériques PCIe 4.0 et 5.0. Bien que vous n'ayez pas forcément opté pour une unité de stockage SSD ou un processeur graphique PCIe 4.0 lors de votre construction ou de votre achat initial, il est facile de comprendre pourquoi le support est utile à l'avenir. Peut-être que les ports des nouveaux jeux sur console commencent à s'appuyer davantage sur le streaming des ressources et qu'une unité de stockage SSD PCIe 4.0 offre une expérience nettement plus fluide. Ou la prochaine génération de processeurs graphiques bénéficie du débit doublé des emplacements PCIe 4.0 et 5.0. (Notez que les périphériques PCIe 3.0 fonctionneront aussi normalement sur une plateforme PCIe 4.0 ou 5.0, grâce à la rétrocompatibilité.)
Pourquoi les normes PCIe 4.0 et 5.0 sont-elles importantes ?
Les plateformes PCIe 5.0 et 4.0 vous offrent plus de flexibilité. Vous aurez plus de choix lorsque vous achetez de nouveaux périphériques et plus de choix lorsque vous les configurez. De plus, grâce au PCIe 5.0, vous disposerez d'encore plus de temps avant que les futurs produits ne saturent la bande passante disponible.
De nombreux utilisateurs remplacent leur disque dur ou leur carte graphique à un moment donné de la durée de vie de leur système. Si vous êtes l'un d'entre eux, la prise en charge du PCIe 5.0 vous garantit que vous pourrez tirer le meilleur parti des capacités des unités de stockage SSD et des processeurs graphiques de pointe qui seront commercialisés dans quelques années.
De plus, les 20 voies PCIe du processeur offrent aux deux périphériques les plus importants d'un système - le processeur graphique et l'unité de stockage SSD - une connexion plus directe au processeur, ce qui peut réduire la latence.
Il est difficile de prédire quels nouveaux périphériques les gens voudront utiliser dans un an ou deux, mais les systèmes de 12ᵉ génération sont conçus pour en tirer les meilleures performances.