مقایسه PCIe 4.0 و PCIe 5.0؛ بررسی تفاوت PCIe نسل 4 و 5

PCIe را مثل بزرگراه داخلی مادربرد در نظر بگیرید. کارت گرافیک، SSD از نوع NVMe، کارت شبکه و کپچر کارت، همه از همین بزرگراه رفت‌وآمد می‌کنند. هر نسل به‌روز یعنی همان جاده با سرعت مجاز بالاتر. از نسل سوم به بعد، نرخ انتقال هر خط تقریباً در هر نسل دو برابر شده است: ۸ گیگاترنسفر بر ثانیه در نسل سوم، ۱۶ در نسل چهارم و ۳۲ در نسل پنجم.

تاریخچه را همین‌جا ببندیم. مهم‌تر این است که هر قطعه چند «خط» یا Lane دارد و روی کدام نسل کار می‌کند، چون سرعت نهایی از حاصل‌ضرب این دو درمی‌آید.

اگر دنبال جواب «PCIe 4.0 چیست» می‌گردید: نسل چهارم یا همان PCIe Gen 4 از حدود سال ۲۰۱۹ در بازار فراگیر شد و استاندارد امروز سیستم‌های میان‌رده و بالارده است. سرعت PCIe 4.0 در هر خط حدود ۲ گیگابایت بر ثانیه است. SSDهای NVMe با همین نسل به محدوده ۷ هزار مگابایت بر ثانیه رسیدند و عملاً سقف SATA را برای همیشه پشت سر گذاشتند.

امروز تقریباً همه چیز از کارت گرافیک تا SSD و مادربردهای تازه، نسل چهارم را به‌عنوان حداقل پایه دارند. پس این نسل نه قدیمی است و نه کم‌توان؛ فقط دیگر تنها گزینه روی میز نیست.

پاسخ «PCIe 5.0 چیست» هم ساده است: همان PCIe Gen 5، با نرخ ۳۲ گیگاترنسفر بر ثانیه برای هر خط. سرعت PCIe 5.0 در یک خط به حدود ۳٫۹ گیگابایت بر ثانیه می‌رسد، یعنی دقیقاً دو برابر نسل قبل.
این نسل ابتدا در پلتفرم‌های رده‌بالای اینتل از نسل دوازدهم به بعد و بعدها در پلتفرم AM5 ای‌ام‌دی (رایزن ۷۰۰۰ و نوینتر) آمد. کارت‌های گرافیک نوینتر انویدیا هم با اتصال نسل پنجم عرضه شده‌اند.

اما بالا رفتن فرکانس سیگنال، دردسرهای مهندسی هم دارد. مادربردهایی با لایه‌های بیشتر و مواد باکیفیت‌تر لازم است و SSDها داغ‌تر می‌شوند. این‌ها را در بخش‌های بعدی باز می‌کنیم.

تفاوت PCIe 4.0 و PCIe 5.0 را باید از سه زاویه دید:

اولی روی جعبه نوشته می‌شود، ولی دومی و سومی تعیین می‌کنند شما در عمل چه چیزی حس می‌کنید.

در مقایسه PCIe 4 و PCIe 5، نسبت دقیقاً یک به دو است. اگر بخواهیم پهنای باند PCIe 4.0 و 5.0 را در قالب عدد ببینیم، این اعداد برای هر جهت و پس از کسر سربار کدگذاری‌اند:

این‌ها سقف تئوری‌اند. سربار پروتکل و محدودیت خود قطعه، عدد عملی را پایین‌تر می‌آورد.

تفاوت PCIe نسل 4 و 5 فقط نسل نیست؛ تعداد خطوط هم همان‌قدر مهم است. اسلات x16 معمولاً مال کارت گرافیک است، اسلات M.2 برای SSD معمولاً x4 است و کارت‌های شبکه یا صدا با x1 هم راضی‌اند. نکته جالب اینکه PCIe 5.0 با x8 تقریباً به اندازه PCIe 4.0 با x16 پهنای باند دارد. یعنی گاهی نسل بالاتر می‌تواند جای خطوط کمتر را پر کند، و همین مسئله در طراحی کارت‌های تازه به کار گرفته می‌شود.

یک نکته دیگر: تعداد خطوط به نسل رابط ربطی ندارد، به پردازنده و چیپست بستگی دارد. خطوط مستقیم پردازنده تأخیر کمتری دارند. خطوط چیپست از طریق یک لینک مشترک به پردازنده می‌رسند و اگر چند قطعه پرمصرف را همزمان به آن وصل کنید، پهنای باند بینشان تقسیم می‌شود.

اینجا همان جایی است که بازاریابی و واقعیت از هم جدا می‌شوند. پهنای باند بیشتر یعنی ظرفیت بیشتر جاده، نه کوتاه‌تر شدن مسیر. تأخیر واقعی بیشتر به کنترلر SSD، نوع حافظه NAND و عملیات تصادفی کوچک بستگی دارد.

به همین دلیل دسترسی‌های ۴ کیلوبایتی تصادفی، که بار اصلی ویندوز و برنامه‌های روزمره‌اند، بین یک SSD خوب Gen 4 و یک Gen 5 تفاوت چشمگیری ندارند. عدد بزرگ ۱۴ هزار مگابایت بر ثانیه فقط در انتقال فایل‌های حجیم و پشت‌سرهم جلوه می‌کند.

بیشتر بحث‌های داغ این مقایسه به SSD برمی‌گردد، چون نسل پنجم اول از همین‌جا به دست کاربر رسید. اگر دنبال تفاوت SSD Gen 4 و Gen 5 هستید، این دو بخش مهم‌ترین قسمت مقاله‌اند.

SSDهای نسل چهارم در بهترین حالت حدود ۷ تا ۷٫۵ گیگابایت بر ثانیه می‌خوانند. مدل‌های نسل پنجم به ۱۰ تا ۱۴ گیگابایت بر ثانیه و در بهترین نمونه‌ها کمی بیشتر می‌رسند. این یعنی کپی یک فایل ۱۰۰ گیگابایتی روی کاغذ از حدود ۱۴ ثانیه به حدود ۷ ثانیه می‌رسد.

اما یک شرط مهم وجود دارد: مقصد هم باید همین سرعت را داشته باشد. اگر فایل را از شبکه، هارد یا SSD کندتری بخوانید، سرعت نهایی همان‌جا خفه می‌شود. در بارگذاری بازی‌ها هم، حتی با DirectStorage، اختلاف معمولاً در حد چند ثانیه است، چون بخش بزرگی از زمان صرف فشرده‌سازی و پردازش می‌شود و نه خواندن خام.

سرعت بیشتر یعنی گرمای بیشتر، و این بخش واقعی‌ترین هزینه نسل پنجم است. SSDهای Gen 5، خصوصاً مدل‌های اولیه، زیر بار طولانی به‌سرعت گرم می‌شوند و بدون هیت‌سینک مناسب دچار نزول کارایی (Throttling) می‌شوند.
به همین دلیل بیشتر آن‌ها با هیت‌سینک ضخیم و بعضی حتی با فن عرضه می‌شوند. مصرف انرژی‌شان هم چند وات بالاتر از مدل‌های Gen 4 است، که در لپ‌تاپ بیشتر به چشم می‌آید.

مدل‌های تازه‌تر با کنترلرهای بهینه‌تر وضعیت بهتری دارند، ولی قاعده کلی این است که برای نسل پنجم، خنک‌کاری را جدی بگیرید.

اینجا سورپرایز بزرگ ماجراست. حتی قدرتمندترین کارت‌های گرافیک امروز، پهنای باند اسلات PCIe 4.0 x16 را مفصل پر نمی‌کنند. تست‌های متعدد نشان داده‌اند اختلاف FPS بین نسل چهارم و پنجم معمولاً در حد چند درصد است و در بسیاری از بازی‌ها قابل اندازه‌گیری هم نیست. پس اگر دنبال FPS بیشتر هستید، پولتان را روی خود کارت گرافیک یا پردازنده بهتر خرج کنید، نه روی اسلات نسل پنجم!

دو استثنا را بدانید:

خبر خوب اینکه سازگاری PCIe 4.0 با PCIe 5.0 دوطرفه است. SSD نسل پنجم را روی اسلات نسل چهارم می‌گذارید؛ کار می‌کند، اما با سرعت نسل چهارم. SSD نسل چهارم روی اسلات نسل پنجم هم بدون مشکل کار می‌کند. اسلات‌ها از نظر فیزیکی یکی هستند و گوشه‌ای لازم نیست دور بزنید.

ولی هر اسلات M.2 هر درایوی را نمی‌پذیرد. هر دو نکته زیر را حتماً چک کنید:

نسل پنجم یک زنجیر است. اگر یک حلقه‌اش نسل چهارم باشد، کل زنجیر روی نسل چهارم کار می‌کند.

پردازنده مناسب PCIe 5.0 باید خطوط نسل پنجم را ارائه دهد. در اینتل از نسل دوازدهم به بعد (۱۶ خط نسل پنجم برای کارت گرافیک و ۴ خط نسل چهارم)، و در AMD با پلتفرم AM5 این توانایی وجود دارد. پردازنده‌های نسل یازدهم اینتل تا نسل چهارم می‌روند.

مادربرد باید صراحتاً از نسل پنجم برای اسلات مورد نظرتان پشتیبانی کند. برای اینتل نسل دوازدهم و بعد، چیپست‌های سری ۶۰۰ و نوینتر با سوکت LGA 1700 (و به‌روزتر)؛ برای AMD، مادربردهای AM5. توجه کنید که حتی در بین مادربردهای یک رده، بعضی فقط اسلات گرافیک را نسل پنجم دارند و بعضی M.2 را هم. مشخصات دقیق همان مدل را بخوانید.

SSD و کارت گرافیک هم باید رابط نسل پنجم داشته باشند. جز این‌ها، کارت‌های شبکه پرسرعت، کنترلرهای RAID و شتاب‌دهنده‌های حرفه‌ای هم از این نسل سود می‌برند. قطعات نسل چهارم یا سوم را هم به‌خاطر سازگاری معکوس می‌توانید همچنان استفاده کنید.

پیشنهاد مطالعه: تفاوت SSDهای Gen3 ،Gen4 و Gen5 چیست؟ کدام ارزش سفارش بیشتری دارد؟

جواب به نوع کار شما بستگی دارد.

PCIe 4.0 برای گیمرها انتخاب منطقی‌تر است. FPS با نسل پنجم تقریباً تغییر نمی‌کند و زمان بارگذاری هم در حد چند ثانیه فرق می‌کند. بودجه‌تان را روی کارت گرافیک بهتر بگذارید.

اگر مرتب با فایل‌های ویدیویی ۸K، پروژه‌های سنگین RAW یا انتقال ترابایت‌ها داده سروکار دارید، SSD نسل پنجم می‌تواند وقت‌تان را واقعاً کم کند. شرط‌اش این است که منبع و مقصد هم سریع‌تر باشند.

برای ورک‌استیشن، شبیه‌سازی، هوش مصنوعی و محیط‌هایی با چند SSD و کارت‌های توسعه همزمان، پهنای باند و خطوط بیشتر ارزش واقعی دارد. اینجا نسل پنجم نه تجمل، که سرمایه‌گذاری است.

برای وب‌گردی، آفیس و کارهای معمولی، حتی SSD نسل سوم هم کافی است. نسل پنجم برای شما تقریباً هیچ سودی ندارد و فقط گرمای بیشتری تولید می‌کند.

اگر سیستم‌تان نسل چهارم است و ارتقا فقط به‌خاطر نسل پنجم باشد، معمولاً نه. چون برای رسیدن به نسل پنجم احتمالاً باید پردازنده، مادربرد و SSD را با هم عوض کنید و در بسیاری از کاربردها تفاوت را حس نمی‌کنید. اما اگر سیستم نوین می‌بندید و تفاوت هزینه پلتفرم نسل پنجم کم است، تهیه آن می‌تواند آینده‌نگرانه باشد؛ چون ارتقای SSD و کارت‌های بعدی، بدون نیاز به تعویض مادربرد انجام می‌شود. خلاصه اینکه آیا PCIe 5.0 ارزش خریداری دارد، به این بستگی دارد که از آن چه استفاده‌ای می‌کنید.

مقایسه PCIe 4.0 و PCIe 5.0 در یک جمله: نسل پنجم دو برابر با سرعت‌تر است، اما بیشتر کاربران هنوز به آن نیاز ندارند. اگر بازی می‌کنید یا کار اداری می‌کنید، با نسل چهارم راحت‌تر و خنک‌ترید. اگر تولیدکننده محتوا یا کاربر حرفه‌ای هستید، یا می‌خواهید سیستمی بسازید که سال‌ها نیاز به ارتقا نداشته باشد، نسل پنجم یک انتخاب هوشمندانه است.

PCIe 5.0 چند برابر PCIe 4.0 سرعت دارد؟ دقیقاً دو برابر در پهنای باند هر خط. مثلاً در x16، حدود ۶۳ گیگابایت بر ثانیه در برابر ۳۱٫۵.

آیا SSD PCIe 5.0 روی مادربرد PCIe 4.0 کار می‌کند؟ بله، با سرعت نسل چهارم.

آیا SSD PCIe 4.0 روی اسلات PCIe 5.0 قابل استفاده است؟ بله، بدون مشکل و با سرعت جامع خودش.

آیا PCIe 5.0 باعث صعود FPS در بازی‌ها می‌شود؟ معمولاً چند درصد و در بسیاری از بازی‌ها قابل اندازه‌گیری نیست.

تفاوت SSD PCIe Gen 4 و Gen 5 در استفاده واقعی چقدر است؟ در کپی فایل‌های بسیار حجیم محسوس است؛ در بازی، بوت و برنامه‌های روزمره، معمولاً چند ثانیه.

آیا برای SSD PCIe 5.0 استفاده از هیت‌سینک ضروری است؟ بله، توصیه جدی است. بدون خنک‌کاری مناسب، افت نحوه عملکرد رخ می‌دهد.

از کجا بفهمیم مادربرد یا لپ‌تاپ از PCIe 5.0 پشتیبانی می‌کند؟ مشخصات رسمی مدل (پردازنده و مادربرد یا لپ‌تاپ) را ارزیابی کنید. با نرم‌افزارهایی مثل CPU-Z یا CrystalDiskInfo هم می‌توانید نسل و تعداد خط اتصال فعلی را ببینید.

برای تهیه SSD، PCIe 4.0 بهتر است یا PCIe 5.0؟ برای بیشتر کاربران نسل چهارم. نسل پنجم فقط برای کارهای سنگین انتقال داده یا سیستم‌های آینده‌نگر.

نوشته مقایسه PCIe 4.0 و PCIe 5.0؛ مرور تفاوت PCIe نسل 4 و 5 اولین بار در فروش‌رسانیگاه اینترنتی سازگار. پدیدار شد.