Motherboard PCIe 4.0 baru saja mulai dikirimkan ke pelanggan, namun hal tersebut tidak memperlambat pengembangan standar koneksi periferal yang penting ini. PCIe 6.0 sudah siap, dengan peningkatan nyata dibandingkan standar mutakhir saat ini.
Karena PCIe menjadi hal mendasar dalam segala bentuk dan ukuran komputer, ada baiknya kita membahas apa itu PCIe, kegunaannya, dan apa yang akan ditawarkan PCIe 6.0 baru di masa depan.
Dasar-dasar PCIe
PCIe adalah kependekan dari Peripheral Component Interconnect Express. Beberapa pembaca kami yang sudah lama mengenal komputer mungkin ingat standar PCI yang lama, tetapi PCIe mengikuti standar PCI asli seperti jet tempur dan pesawat kertas.
PCIe adalah protokol dan standar koneksi perangkat keras fisik. Standar koneksi perangkat keras PCIe yang paling umum adalah slot ekspansi motherboard. Anda menghubungkan kartu ekspansi ke slot ini, dan komunikasi terjadi melalui pin penghubung. Namun, sinyal protokol PCIe dapat dikirim melalui jenis koneksi lain.
SSD NVME yang menggunakan konektor M.2 dapat menggunakan PCIe, dan hal ini tampaknya tidak berbeda dengan komputer dari SSD yang dihubungkan melalui slot PCIe standar. Standar Thunderbolt 3 dan 4 juga mendukung pengiriman sinyal PCIe melalui kabel. Dengan cara inilah eGPU (kartu grafis eksternal) dapat dilakukan.
Perangkat PCIe mengirim data secara serial tetapi melintasi beberapa jalur paralel. Slot PCIe x16 pada motherboard komputer dapat menampung enam belas saluran data sekaligus. PCIe juga menawarkan slot x8, x4, dan x1. Pada umumnya kartu grafis menggunakan slot x16 karena membutuhkan bandwidth sebanyak mungkin. Meskipun slot yang lebih lambat biasanya secara fisik lebih pendek, biasanya panjang x16 selain yang utama adalah x8.
Kartu PCIe menawarkan kompatibilitas mundur dan kompatibilitas silang, sehingga Anda dapat menempelkan kartu x4 di slot PCIe mana pun yang secara fisik dapat menampungnya. Hanya saja Anda akan menyia-nyiakan jalur PCIe yang tidak digunakan oleh kartu x4. Hal yang sama berlaku untuk penggunaan kartu PCIe 5.0, misalnya, di slot 4.0. Ini akan berfungsi tetapi terbatas pada penyebut umum terendah.
Siapa yang Menentukan Standar PCIe?
.Standar PCI Express dirancang dan disetujui oleh Kelompok Minat Khusus PCI (PCI-SIG), sebuah konsorsium dengan anggota dari industri elektronik dan komputer yang memiliki kepentingan dalam teknologi ini.
PCI-SIG didirikan pada tahun 1992 sebagai grup yang bertugas membantu produsen komputer menerapkan standar Intel PCI dengan benar. Saat ini organisasi ini merupakan organisasi nirlaba dengan lebih dari 800 anggota.
Papan PCI-SIG memiliki anggota AMD, ARM, Dell, IBM, Intel, Nvidia, Qualcomm, dan lainnya. Anda mungkin mengenali nama-nama ini sebagai produsen perangkat komputasi besar, dan memiliki standar bersama membuat pekerjaan mereka jauh lebih mudah, belum lagi kehidupan pelanggan mereka!
Untuk Apa PCIe Digunakan?
Kami telah menyebutkan kartu ekspansi dan SSD di atas, jadi Anda mungkin sudah mendapatkan gambaran umum tentang penggunaan PCIe.
Standar PCIe menghubungkan hampir semua perangkat periferal eksternal yang dapat Anda bayangkan. Ia menawarkan bandwidth yang jauh lebih luas daripada USB, terutama ketika melihat banyak jalur. PCIe juga menyediakan jalur langsung ke CPU, sehingga cocok untuk aplikasi berkecepatan tinggi dan latensi rendah.
GPU modern menggunakan enam belas jalur bandwidth PCIe untuk memaksimalkan performanya, namun tidak semua periferal memerlukan bandwidth sebesar itu. SSD PCIe 4.0 terbaru “hanya” menggunakan empat jalur, tetapi itu cukup untuk menghilangkan standar SATA. Meskipun kecepatan SATA mencapai 600 MB/dtk, drive PCIe 4.0 kelas atas dapat bergerak lebih dari 7000 MB/dtk.
Kartu ekspansi PCIe juga mengakomodasi kartu suara, kartu pengambilan video, adaptor Ethernet 10 Gb, kartu WiFi 6, Petir atau pengontrol USB, dan banyak lagi. Periferal yang terintegrasi ke motherboard komputer Anda juga menggunakan PCI Express. Hanya saja pengkabelannya bersifat permanen dan tidak berbentuk slot.
Bagaimana Peningkatan PCIe 6.0 dibandingkan PCIe 5.0?
Peningkatan judul biasanya merupakan lompatan besar dalam kecepatan data pada setiap revisi PCIe. Itulah jumlah informasi yang dapat dipindahkan melintasi bus setiap detiknya.
Dalam hal itu, PCIe 6.0 tidak mengecewakan. Ini sepenuhnya menggandakan kecepatan transfer data PCIe 5.0 yang sudah luar biasa dari 32 Gigatransfers per detik (GT/s) menjadi 64 GT/s per jalur. Sedangkan PCIe 5.0 dapat mencapai 63 Gigabytes per detik (GB/s), sedangkan 6.0 dapat mencapai 128 GB/s. Itu melalui koneksi x16, dengan koneksi yang lebih kecil diperkecil. Artinya, slot x8 PCIe 6.0 kini memiliki performa yang sama dengan slot x16 5.0..
Hal ini menciptakan banyak ruang untuk GPU masa depan dan solusi penyimpanan ultra-cepat. Belum lagi cakupan luar biasa untuk perangkat eksternal yang terhubung melalui PCIe atau kartu ekspansi yang menawarkan Thunderbolt dan USB 4.
Fitur Baru di PCI Express 6.0
Membuat lompatan kinerja yang luar biasa dalam satu generasi tidaklah mudah. Untuk mencapai angka-angka ini, para insinyur PCI-SIG harus mengembangkan beberapa cara baru yang inovatif untuk memindahkan elektron.
Sinyal PAM4
Sangat mungkin, perubahan paling signifikan pada PCIe 6.0 dibandingkan antarmuka generasi sebelumnya adalah cara data dikodekan.
PCI Express 6.0 menggunakan PAM4, yang merupakan kependekan dari Pulse Amplitude Modulation dengan empat level.Jika Anda mengetahui sesuatu tentang bentuk gelombang listrik, Anda pasti tahu bahwa “amplitudo” gelombang adalah seberapa jauh puncak gelombangnya berasal dari garis dasar.
Pengkodean PCIe NRZ (Non-return-to-zero) yang lebih lama hanya memiliki dua tingkat amplitudo per pulsa selama siklus jam. PCIe 6 menggandakannya menjadi empat, meningkatkan jumlah data yang dikodekan pada setiap siklus.
Koreksi Kesalahan Maju (FEC)
Meskipun metode pengkodean PAM4 memberikan peningkatan kecepatan yang signifikan, metode ini juga memberikan peningkatan besar pada kesalahan bit. Dengan kata lain, yang satu sampai di tujuannya, bukan nol, begitu pula sebaliknya.
Untuk mengatasi hal ini, PCIe 6.0 memiliki fitur Forward Error Correction baru, yang memeriksa untuk memastikan data sampai ke tujuan tanpa rusak, dengan bantuan implementasi CRC (Cyclic Redundancy Check) yang kuat.
Salah satu bahaya menambahkan lebih banyak langkah koreksi kesalahan ke dalam alur adalah Anda akan menambahkan lebih banyak latensi. Latensi tambahan telah menjadi kekhawatiran yang semakin besar pada berbagai komponen komputer berkecepatan tinggi. Meskipun mereka dapat memindahkan lebih banyak data, mereka membutuhkan waktu lebih lama untuk bereaksi terhadap permintaan data, sehingga dapat menimbulkan masalah tersendiri.
FEC telah dirancang untuk menargetkan penambahan latensi tidak lebih dari dua nanodetik dibandingkan dengan versi PCIe sebelumnya, yang merupakan sedikit latensi tambahan yang tidak dapat dideteksi oleh manusia.
Mode FLIT
Mode FLIT adalah langkah lain yang diperkenalkan untuk meningkatkan koreksi kesalahan di PCIe 6.0. Ini mengatur data ke dalam unit-unit dengan ukuran seragam menggunakan unit kontrol aliran onboard khusus. Hal ini diperlukan untuk memeriksa kesalahan pada paket karena Anda dapat menerapkan algoritme pada setiap paket data dan memeriksa apakah paket tersebut masih memberikan hasil saat mencapai ujung pipa yang lain..
Masalahnya, ternyata mode FLIT juga membawa peningkatan efisiensi yang signifikan di tempat lain. Ini membantu menurunkan latensi, menjadikan penggunaan bandwidth lebih efisien, dan memungkinkan PCIe 6.0 menghilangkan sebagian besar overhead pengkodean dari versi sebelumnya. Jadi meskipun PAM4 menambahkan latensi hingga 2ns, mode FLIT menghemat latensi di area lain.
Mode L0p
Salah satu fitur menarik di PCIe 6.0 adalah mode L0p. Mode ini mengurangi jumlah jalur yang digunakan periferal untuk mengirim dan menerima data. Jadi, jika laptop Anda menggunakan daya baterai dan GPU tidak memerlukan 16 jalur untuk melakukan tugasnya saat ini, maka GPU akan turun menjadi hanya menggunakan jumlah jalur yang diperlukan, sehingga menghemat listrik dengan meningkatkan efisiensi daya.
Haruskah Anda Menunggu PCIe 6.0?
Jika Anda berpikir untuk segera membeli atau membuat komputer baru, sebaiknya Anda menunggu motherboard PCIe 6.0 keluar terlebih dahulu? Selalu tergoda untuk mencoba dan membangun komputer yang tahan masa depan. Bagaimana jika muncul GPU atau SSD baru yang memerlukan PCIe 6.0 untuk mencapai potensi maksimalnya?
Jawaban singkat untuk pertanyaan ini adalah Anda tidak perlu khawatir menunggu PCIe 6.0. Pada saat artikel ini ditulis, motherboard PCIe 5.0 baru mulai diluncurkan ke konsumen, dan bahkan GPU paling canggih saat ini pun sama sekali tidak memerlukan PCIe 5.0.
Dalam tolak ukur membandingkan kartu andalan seperti RTX 3080 atau RTX 3090 yang berjalan pada PCIe 3.0 dan 4.0, perbedaan performanya berkisar antara nol hingga 3%. Ya itu betul. Saat ini kami baru mencapai batas PCIe 3.0, dan itu hanya dapat dicapai dengan GPU termahal di dunia. Jangan khawatir—setidaknya tidak untuk beberapa tahun.
Ingat bahwa PCI-SIG hanya mempublikasikan spesifikasi PCIe finalnya untuk versi 6.0 di atas kertas. Meskipun spesifikasi akhir tidak akan berubah, perlu waktu lama sebelum kita melihat banyak perangkat keras yang mendukungnya, setidaknya di kalangan konsumen.
PCIe 6.0 Menguntungkan Pusat Data Saat Ini
Bukan berarti PCIe 6.0 belum memberikan manfaat bagi seseorang. Di pusat data raksasa, kita semua bergantung pada layanan berbasis cloud, setiap tambahan bandwidth sangatlah berharga. Di dalam rak komputer tersebut, Anda akan menemukan sistem dengan lusinan atau ratusan inti CPU dan rangkaian penyimpanan SSD berkecepatan tinggi. Peningkatan bandwidth PCIe akan segera membantu mengurangi tekanan pada pipa data yang membebani tersebut..
Memiliki lebih banyak bandwidth berarti aplikasi AI dan pembelajaran mesin dapat menganalisis lebih banyak data dalam waktu lebih singkat. Hal ini menyiratkan bahwa aplikasi HPC (High-Performance Computing) yang melakukan pekerjaan kompleks di bidang sains, teknik, dan fisika dapat memperluas wawasan mereka.
Bahkan sistem IoT (Internet of Things) yang mengirimkan banyak data ke pusat data untuk diproses secara real-time akan mendapatkan keuntungan besar dari tambahan bandwidth.
Apa yang Terjadi Setelah PCI Express 6.0?
Teknologi PCIe akan bertahan lama kecuali seseorang menemukan teknologi interkoneksi periferal yang jauh lebih baik. Perusahaan seperti Intel, AMD, dan Apple melakukan hal-hal menarik dengan teknologi terkait antar chip di dalam paket prosesor mereka. Dengan CPU seperti AMD Ryzen dan Intel Alder Lake yang diisi dengan inti CPU, mereka perlu memindahkan data dalam jumlah besar. Kami yakin PCI-SIG dapat mempelajari beberapa hal dari apa yang terjadi di dalam prosesor ini.
.