PCI Express 4.0 e PCI Express 5.0: velocidades e diferenças

O PCI Express 4.0 (ou PCIe 4.0) foi anunciado em 2017. Em maio de 2019, quase um ano e meio depois, o PCI-SIG, grupo responsável pelas especificações da tecnologia, anunciou o PCI Express 5.0 (PCIe 5.0). Por que um intervalo tão curto entre essas versões? E quais as diferenças entre o PCIe 4.0 e o PCI 5.0?

Já publiquei, aqui no InfoWester, uma explicação detalhada sobre o PCI Express, mas aqui vai um “resumo resumido”: o PCIe é um padrão interno para conexão de dispositivos ao computador, como SSDs, placas de rede e, principalmente, placas de vídeo.

Slots PCIe em uma placa-mãe Asus

A tecnologia existe desde 2002 / 2003, porém, com a evolução dos componentes, a demanda por mais capacidade de transferência de dados de um dispositivo para o computador e vice-versa aumenta constantemente. Essa é a principal razão para o surgimento de novas versões do PCI Express.

Como o nome sugere, o PCIe 4.0 é a quarta geração da tecnologia. Ela foi apresentada em 2017, mas dispositivos baseados nessa versão só começaram a surgir em 2019, mesmo ano em que o PCI Express 5.0 foi lançado.

Um dos motivos para um intervalo tão curto entre essas gerações é que ambas as versões são muito parecidas entre si, tanto que o PCIe 5.0 é considerado uma extensão do PCI 4.0.

PCI Express 4.0: velocidade e outras características

Por padrão, cada nova versão do PCI Express traz o dobro da largura de banda (a quantidade de dados que pode ser transmitida dentro de determinado período de tempo em uma conexão) da geração anterior.

Também é assim com PCIe 4.0: essa versão pode transmitir até 32 GB/s (gigabytes por segundo) no modo x16 (ou seja, com 16 vias de transmissão de dados), o dobro do que o PCI 3.0 alcança:

• PCIe 4.0 x1: 2 GB/s
• PCIe 4.0 x4: 8 GB/s
• PCIe 4.0 x8: 16 GB/s
• PCIe 4.0 x16: 32 GB/s

Se levarmos em conta o envio e o recebimento simultâneo de dados, podemos dizer então que o PCI Express 4.0 lida com até 64 GB/s.

É importante salientar também que o padrão pode lidar com até 16 GT/s (gigatransfers por segundo) — um gigatransfer corresponde a um bilhão de transferências de dados por segundo. Trata-se do dobro do que o PCIe 3.0 pode entregar (8 GT/s).

Note que o PCI Express 4.0 tem retrocompatibilidade com as versões anteriores. Assim, uma placa de vídeo com PCI 3.0, por exemplo, vai funcionar perfeitamente em uma placa-mãe PCI 4.0.

E qual a velocidade do PCI Express 5.0?

As especificações finais do PCI Express 5.0 foram anunciadas em maio de 2019, cerca de um ano e meio após o PCI-SIG apresentar o PCIe 4.0. Como já dito, ambas as versões são muito parecidas entre si. Os mecanismos adotados para manter a integridade de sinal na versão 4.0 foi mantida na 5.0, só para dar um exemplo. A retrocompatibilidade com versões anteriores também — é sempre assim.

Os esforços aqui estiveram focados, essencialmente, em respeitar a regra de dobrar o desempenho em relação à geração anterior. Por conta disso, o PCIe 5.0 consegue trabalhar com até 32 GT/s e tem largura de banda de 64 GB/s — ou 128 GB/s, se considerarmos envio e recebimento simultâneo de dados:

• PCIe 5.0 x1: 4 GB/s
• PCIe 5.0 x4: 16 GB/s
• PCIe 5.0 x8: 32 GB/s
• PCIe 5.0 x16: 64 GB/s

Um detalhe curioso é que o PCI Express 5.0 foi anunciado quando os primeiros dispositivos baseados no PCI Express 4.0 começaram a chegar ao mercado.

É o caso do Corsair Force MP600, SSD que foi revelado em maio de 2019: esse é um dos primeiros produtos do tipo a contar com PCIe 4.0. Neste ponto, vale uma observação: o PCI Express é cada vez mais usado em SSDs do tipo NVMe M.2, a exemplo do modelo da Corsair.

Não seria coerente, então, adiar o PCI Express 5.0? Talvez. Porém, com a nova versão sendo lançada agora, a indústria ganha tempo para desenvolver dispositivos bastante rápidos na transferência de dados, mas com um número reduzido de vias transmissão, o que deve facilitar a sua implementação.

Existe expectativa de que a demanda por largura de banda mais ampla aumente no longo prazo, principalmente com relação a dispositivos de armazenamento de dados destinados a aplicações de alto desempenho (servidores ou computadores para renderização gráfica, por exemplo). Em vista disso, é provável que o PCIe 4.0 e PCIe 5.0 coexistam por algum tempo.