PCIe 5.0 (PCI Express Gen 5) คืออะไร ? ต่างจาก PCIe รุ่นก่อนๆ มากน้อยแค่ไหน ?

PCIe 5.0 (PCI express Gen 5) คืออะไร ?

ถ้าใครอยู่ในแวดวงไอทีหรือเป็นผู้ที่ชื่นชอบการติดตามข่าวสารเกี่ยวกับการเปิดตัวเทคโนโลยีใหม่ ๆ ก็น่าจะได้เห็นข่าวลือเกี่ยวกับ PCIe 5.0 ผ่านตากันมาบ้างแล้วอย่างแน่นอน เพราะทางสมาคม PCI-SIG (PCI Special Interest Group) ที่เป็นผู้ดูแลและพัฒนามาตรฐาน PCIe นั้นได้เผยสเปคของมันออกมาตั้งแต่ในช่วงปี ค.ศ. 2019 (พ.ศ. 2562) แล้ว

ภาพจาก : https://www.xda-developers.com/pcie-5/

ทำความรู้จักมาตรฐาน PCIe กันก่อนสักเล็กน้อย

เจ้า PCIe หรือ Peripheral Component Interconnect Express นั้นเป็นมาตรฐานการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงความเร็วสูง (High-speed Serial Computer Expansion Bus) เข้ากับคอมพิวเตอร์เพื่อเพิ่มความสามารถในการทำงานของคอมพิวเตอร์ให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น โดยปกติแล้วเมนบอร์ดของ CPU ส่วนใหญ่จะมีพอร์ท PCIe ติดมาด้วยอย่างน้อย 1 พอร์ทเสมอ เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถอัปสเปคคอมด้วยการเสริมการ์ดจอ, การ์ดเสียง, SSD และส่วนประกอบอื่น ๆ เพิ่มเติมได้สะดวก (SSD แบบ M.2 ก็ทำงานโดยใช้โปรโตคอลของ PCIe ด้วยนะ)

ภาพจาก : https://www.intel.com/content/www/us/en/gaming/resources/what-is-pcie-4-and-why-does-it-matter.html

โดยทางบริษัทเทคโนโลยีชั้นนำอย่าง Dell, IBM, Intel และ HP ได้ร่วมใจกันพัฒนามาตรฐานนี้ขึ้นมาเพื่อใช้งานแทนระบบเก่าอย่าง PCI, PCIx และ AGP Bus (ตอนแรกเรียกว่า HSI หรือ High Speed Interconnect แต่ภายหลังได้เปลี่ยนเป็น PCIe ในที่สุด) ซึ่งเจ้า PCIe นี้ก็ได้เปิดตัวใช้งานครั้งแรกในปี ค.ศ. 2003 (พ.ศ. 2546) แต่ต่อมาได้ขยายกลุ่มบริษัทที่ช่วยดูแลเรื่องการพัฒนามาตรฐาน PCIe ออกไปอย่างกว้างขวาง โดยในปัจจุบันการพัฒนา PCIe อยู่ในความดูแลของกลุ่ม PCI-SIG (PCI Special Interest Group) ที่รวมตัวแทนบริษัทเทคโนโลยีแนวหน้าอย่าง Agilent, AMD, Dell, HP, IBM, Intel, NVIDIA, Qualcomm, Synopsys รวมไปถึงกลุ่ม VTM Group และบริษัทอื่น ๆ กว่า 900 บริษัทเป็นพันธมิตรร่วม

ซึ่งภายใน PCIe จะมีช่องทางการส่งข้อมูลที่แตกต่างกันออกไป โดยยิ่งมีจำนวนเลนมากก็จะยิ่งช่วยให้มันสามารถส่งผ่านข้อมูลได้มากยิ่งขึ้น ดังนี้

• PCIe x1 Connections : มีช่องทางข้อมูล 1 เลน
• PCIe x4 Connections : มีช่องทางข้อมูล 4 เลน
• PCIe x8 Connections : มีช่องทางข้อมูล 8 เลน
• PCIe x16 Connections : มีช่องทางข้อมูล 16 เลน

ภาพจาก https://nascompares.com/2017/12/03/a-beginners-guide-to-choosing-the-right-pcie-card-what-is-pcie-and-epcie/

สเปคของ PCIe 5.0

จากสเปคที่ทาง PCI-SIG เผยออกมาก็ระบุว่าบน PCIe 5.0 นั้นจะยกระดับการจ่ายกระแสไฟฟ้าพินแต่ละตัวให้เพิ่มสูงขึ้นไปถึงถึง 9.2 A หรือรวมทั้งหมดได้ราว 55.2A และมีกำลังจ่ายไฟที่ 662.4W (ตีคร่าว ๆ ที่ 600W) ซึ่งถือว่าเป็นจำนวนที่เยอะมาก ๆ เพราะบน GeForce RTX 3090 (GPU รุ่นที่แรงที่สุดของ Nvidia) นั้นรองรับได้สูงสุดแค่เพียง 350W เท่านั้น (เพิ่มมาเกือบเท่านึงเลยทีเดียว)

และอีกสิ่งหนึ่งที่จะมองข้ามไปไม่ได้เลยสำหรับ PCIe ก็ได้แค่ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลและจำนวน “Bandwidth” ที่เพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดด โดยบน PCIe 5.0 จะสามารถส่งผ่านข้อมูลได้ที่ 32 GT/s ที่ Bandwidth สูงสุดถึง 128GB/s (x 16 เลน) โดยเมื่อเทียบกับรุ่นก่อน ๆ ก็จะเห็นถึงความเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างชัดเจน

ภาพจาก : https://blocksandfiles.com/2019/05/30/pcie-5-released/

GT/s หมายถึงอะไร ?

GT/s หรือ Gigatransfers per second เป็นหน่วยความเร็วในการรับ - ส่งข้อมูลที่ต่างจากหน่วย Gbps หรือ Gigabits per second ตรงที่มันจะมีการเข้ารหัสข้อมูล เนื่องจาก PCIe เป็น Serial bus (ช่องทางในการเชื่อมต่อ) ที่มี "Refclk (Reference clock)" ฝังอยู่ในตัวข้อมูล เพื่อเอาไว้ยืนยันให้แน่ใจว่าตัวผู้รับข้อมูลจะสามารถรับรู้ค่าความเปลี่ยนแปลง (Level transitions) ของ 1 ไป 0 และ 0 ไป 1 จาก Refclk ที่เกิดขึ้นเพื่อถอดรหัสข้อมูลออกมาได้อย่างถูกต้อง

หรือเรียกง่าย ๆ ว่า GT/s เป็นจำนวนของข้อมูลที่ผ่านการเข้ารหัสแล้วเป็นที่เรียบร้อย ในขณะที่ Gbps เป็นข้อมูลที่ยังไม่ผ่านการเข้ารหัส จึงทำให้ค่าของ GT/s มักจะมากกว่า Gbps เสมอ

แล้วควรจะอัปเกรดเป็น PCIe 5.0 รึเปล่านะ ?

ถึงแม้ว่าจะมีข่าวแว่วมาว่าทั้ง 2 บริษัทใหญ่เตรียมจะเปิดตัว CPU รุ่นใหม่พร้อมพอร์ท PCIe 5.0 (Intel Gen 12 Alder Lake และ AMD Ryzen 7000) กันภายในปีนี้ แต่ก็ใช่ว่ามันจะจำเป็นต่อการใช้งานของเรา (โดยเฉพาะกับผู้ที่ใช้ PCIe 4.0) เพราะอันที่จริงแค่พอร์ท PCIe 3.0 ที่ (บางคน) ใช้งานกันอยู่ตอนนี้ก็เพียงพอและเหลือเฟือแล้ว แถมฮาร์ดแวร์ที่รองรับการใช้งาน PCIe 5.0 ในตอนนี้ก็ยังแทบไม่มี แนะนำให้รอดู GPU และ SSD ตัวใหม่ ๆ ที่รองรับการใช้งาน PCIe 5.0 คลอดออกมาก่อนค่อยตัดสินใจอัปเกรดน่าจะดีกว่า

ภาพจาก : https://www.techpowerup.com/285746/intels-alder-lake-desktop-processor-supports-ddr4-ddr5-only-few-pcie-gen-5-and-dynamic-memory-clock

แต่ถ้าใครใจร้อนอยากจะอัปเกรดเป็น PCIe 5.0 ก็ไม่ต้องกังวลว่าจะหาอุปกรณ์ที่ใช้งานด้วยได้ยาก เพราะ PCIe 5.0 ยังรองรับการใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐานรุ่นที่ต่ำกว่าได้ (Backward Compatibility) แต่ความเร็วและประสิทธิภาพในการทำงานจะถูกหั่นออกเหลือเท่าสเปคของรุ่นเดิม เช่น นำเอา CPU ที่มีพอร์ต PCIe 5.0 มาต่อ GeForce RTX 3090 ที่รองรับ PCIe 4.0 ก็จะสามารถใช้งานการ์ดจอได้ที่สเปคของ PCIe 4.0 ดังเดิม