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PCI Express 4.0 は 16 GT/s の速度とスロットあたり少なくとも 300 ワットの電力を供給します (更新: 完全にはそうではありません)

更新、2016年8月24日午後2時6分(太平洋標準時):PCI-SIGから連絡があり、PCI Express 4.0の電力増加はスロットから直接供給されるのではなく、セカンダリコネクタから供給されるとのことです。当初の情報は誤りであったことが確認されました。当初の情報(スロットは少なくとも300Wを供給する)を記載していた記事の一部を削除し、以下の点について明確にしました。

  • PCIe 3.0 最大電力供給能力: CEM からの 75W + 補助電源コネクタからの 225W = 合計 300W
  • PCIe 4.0 最大電力能力: 未定

新しい値「P」 = CEM からの 75W + 補助電源コネクタからの (P-75)W。

最適な最大電力を確保するため、カードおよびシステムの実装者は、高電力時の熱および機械的なガイドラインを含む関連するPCI Express仕様を参照することをお勧めします。実装者は、PCI Express x16グラフィックス150W-ATX仕様(補助電源ケーブルを含む)およびPCI Express 225W/300W高電力カード電気機械仕様の最新版も参照し、詳細情報を確認してください。

元記事:

PCI Expressの次期バージョンでは、レーンあたりの帯域幅が倍増しますが、これは驚くべきことではありません。Intel Developers Forumで、PCI-SIG副社長のリチャード・ソロモン氏に話を聞いたところ、次期仕様に秘められた秘訣が明らかになりました。スロットへの電力供給が少なくとも4倍に増加し、一部のGPUでは補助電源ケーブルが不要になる可能性があるのです。

PCI-SIGは、意見を提供する730名以上の有料会員と、プロセスの舵取りを支援する理事会で構成されています。ソロモン氏によると、標準化団体であるPCI-SIGは、PCIe Express 4.0仕様のバージョン0.7を会員向けにリリースするまであと「数日」です。最終仕様は2016年末までに発表される予定ですが、バージョン1.0が完成するまでに、その間にバージョン0.9の段階を経ることになります。メラノックスなどの一部の企業は、バージョン0.7仕様に準拠した最先端のPCIe製品を出荷していますが、バージョン1.0がリリースされた時点でアップデートする予定です。同グループはすでにPCIe 5.0の開発に取り組んでいます。

サロモン氏とのプレゼンテーションを聞きながら、私は前夜に同社が発表したAMD Naplesサーバーマザーボードのことを何度も思い出していました。AMDは次世代サーバープラットフォームについてあまり詳細を明かしたがりませんでした。しかし、百聞は一見に如かずといったところです。よく見ると、他の最新マザーボードと同様に、20ピン電源コネクタが1つあります。さらに、8ピンが4つ、6ピンが2つあります。AMDはPCIe電源コネクタを次のようにマークしていました。

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P0 ABCD PWR
P1 ABCD PWR
P0 EFGH PWR
P1 EFGH PWR

これらのコネクタは、P0とP1 CORE PWRと記されたプロセッサ4+4ピンコネクタに加えて使用されます。たとえ64コアプラットフォームであっても、ボードとプロセッサにこれだけの電力を供給するとなると、AMDがデータセンターに進出するチャンスは著しく制限されるでしょう。AMDは、PCIeエッジコネクタなど、他の用途のためにこの電力を追加したと考えられます。

PCI-SIGに問い合わせたところ、PCIeコネクタの電力供給が初めて大幅に増加するというニュースが届きました。メンバー企業が複数の選択肢を提案しているため、ソロモン氏は正確な上限値を思い出せませんでした。(当初は少なくとも300W、上限は400~500Wと説明されていましたが、PCI-SIGはその後、電力の一部はセカンダリコネクタから供給されると述べ、これを否定しました。)

PCI Express 3.0は現時点で最大75ワットの電力を供給していますが、多くのスロットはデフォルトの25Wをサポートしています。x16レーンカードの定格は、3.3ボルトで3アンペア、12ボルトで5.5アンペアで、これは2003年のPCI Express 1.0a導入当時から採用されている定格です。

速度と送り

スワイプして水平にスクロールします

PCIeバージョンラインコード転送速度x1帯域幅4倍8倍16倍
1.08b/10b2.5 GT/秒250 MB/秒1 GB/秒2 GB/秒4 GB/秒
2.08b/10b5GT/秒500 MB/秒2 GB/秒4 GB/秒8 GB/秒
3.0128b/130b8GT/秒984.6 MB/秒3.938 GB/秒7.877 GB/秒15.754 GB/秒
4.0128b/130b16GT/秒1.969 GB/秒7.877 GB/秒15.754 GB/秒31.508 GB/秒

PCI Express規格の次期バージョンでは、1ギガバイトの帯域幅を正式に突破し、1レーンあたり1方向あたり2ギガバイト/秒という驚異的な速度を実現します。パフォーマンスは3.0から4.0に移行し、ビデオカードなどのx16デバイスのヘッドルームは大幅に向上し、次世代の仮想現実(VR)および拡張現実(AR)に必要な帯域幅の提供に役立ちます。PCI Expressは、データの送受信を同時に行うことができる全二重プロトコルです。上記の速度は単方向のパフォーマンスです。PCIe 4.0は、PCIe 3.0と同じエンコード方式を使用しています。

PCI Express 4.0 の使用

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PCI Expressはビデオカードをはるかに超えて普及しています。現在、ほぼすべてのIOデバイスはPCIeを経由してCPUに信号を送り返しています。この新しい規格は、ストレージやネットワーク製品にも急速に普及すると予想されます。

PCIe 3.0 x4を採用したNVMe SSDは、最近、インターフェースの使用可能速度の限界に達しました。例えば、Samsung SM961は3,100MB/秒でデータを読み出せます。アドインカードフォームファクタと分岐を採用したエンタープライズNVMe SSDは、今年後半にPCIe 3.0 x16を搭載して出荷される予定です。スループットの向上により、メーカーはPCIeレーン数を半分に減らして同等のパフォーマンスを実現できるため、コスト削減が可能になります。アナリスト企業のForward Insightsは、エンタープライズPCIeストレージデバイスの出荷数が2017年から2018年にかけてSATA製品の出荷数を上回ると予測しています。 

2016年のComputexで、Marvellは1月(CES開催時期)に10ギガビット速度のコンシューマー向けネットワーク製品が登場すると発表しました。10GbEはついにエンタープライズ市場を席巻し、一般家庭にも普及するでしょう。市販のCAT 6ケーブルで約1GB/秒のデータ転送速度が実現します。10GbE接続1つに必要なのは、4.0仕様に準拠したPCIeレーン1つだけです。

モバイル、モノのインターネット(IoT)、その他のバッテリー駆動デバイスは、低消費電力状態とバースト性能への新たな重点から恩恵を受けるでしょう。PCIe 4.0は、わずか400ミリボルトと200ミリボルトのステップで動作するハーフスイングバーストとクォータースイングバーストを備えた新しいL1サブステートを採用しています。

標準化されたPCIeケーブルを介して外部デバイスを接続する

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昨年、多くの企業が外付けグラフィックケースを開発し、外部ケーブルを介して小型PCに接続しました。大きな懸念は、A社の製品がB社の製品と互換性がないことです。PCI-SIGは、OCuLink規格の相互運用性に関する問題を解決しようとしています。 

ストレージシステムもPCIe over cable OCuLink接続を採用するでしょう。このケーブルは、SATA Expressや、現在U.2デバイスに使用されている改良型SASケーブルよりもスタイリッシュです。

クリス・ラムザイヤーは、Tom's Hardwareのシニア寄稿編集者でした。彼はコンシューマー向けストレージのテストとレビューを担当していました。