PCI Express 4.0 kommt langsam voran
Erst Ende 2014 dürfte die Spezifikation für PCIe 4.0 erscheinen, welches mit 2 GByte/s pro Lane doppelt so schnell arbeitet wie PCIe 3.0.
Die PCI Special Interest Group (PCI SIG) meldet, dass ungefähr 2014/2015 mit einer finalen Spezifikation für die vierte Generation der allgegenwärtigen PCI-Express-Schnittstelle zu rechnen ist. Im Vergleich zur Version PCIe 3.0, die gerade erst mit dem Core i7-3900 debütierte und für die es noch kaum Steckkarten gibt, soll PCIe 4.0 die Datentransferrate abermals verdoppeln: Pro Lane sollen 16 Gigatransfers pro Sekunde möglich werden, bei PCIe 3.0 sind es 8 GT/s. Die maximale Nettodatenrate soll also von 1 auf 2 GByte/s anwachsen. Bei PCIe 3.0 wuchs zwar die Bruttodatenrate im Vergleich zu PCIe 2.0 nur um 60 Prozent von 5 auf 8 GT/s, aber durch Verzicht auf das 8-Bit-10-Bit-Encoding und weitere Maßnahmen wurde die Effizienz verbessert und die netto mit großen Datenblöcken maximal erreichbare Transfergeschwindigkeit wiederum verdoppelt.
Die PCI SIG hat nun ihre im Juni angekündigte Vorstudie beendet. Diese ergab, dass sich 16-GT/s-Transceiver weiterhin mit (in 4 Jahren üblichen) Standard-Halbleiter-Fertigungsprozessen produzieren lassen werden und die Abwärtskompatibilität von PCIe-4.0-Ports zu älteren PCIe-Karten erhalten bleiben kann – ein wichtiger Vorteil der weit verbreiteten PCIe-Technik und einer der Gründe, bisher nicht auf eine optische Implementierung zu wechseln. Die PCI SIG verrät aber nicht, ob es Neuheiten in Bezug auf die im Juni erwähnten, möglichen Einschränkungen von PCIe 4.0 gibt: Etwa eine kürzere Signalpfadlänge.
Jede Verdopplung der Datentransferrate dauert bei PCIe länger als die vorige: 2002 erschien die Spezifikation der ersten PCIe-Generation, 2004 kamen die ersten PCIe-Chipsätze auf den Markt. 2007 wurde dann die finale Spezifikation für PCIe 2.0 veröffentlicht, schon im gleichen Jahr – also drei Jahre nach PCIe 1.0/1.1 – konnte man Mainboards mit den Chipsätzen X38, nForce 780i oder AMD 790FX kaufen. Intel schaffte es aber erst Anfang 2011, PCIe 2.0 auch in der Chipsatz-Southbridge zu realisieren.
Schon 2007 hatte die PCI SIG die Arbeit an PCIe 3.0 aufgenommen, bekam die Spezifikation aber erst 2010 fertig – und Ende 2011 sind nun endlich die ersten PCIe-3.0-tauglichen Boards in den Läden sowie einige wenige Erweiterungskarten für Server. Grafikkarten mit PCIe 3.0 werden erst 2012 erwartet; auf einer inoffiziellen Nvidia-Roadmap sind Hinweise auf den damit ausgestatteten Kepler-Chip GK106 aufgetaucht.
PCIe-4.0-Geräte sind nach den Andeutungen der PCI SIG nun wohl frühestens 2015, vielleicht erst 2016 zu erwarten. Die schnelle Schnittstelle alleine nutzt aber wenig, auch das RAM der PCIe-Plattformen muss schnell genug sein. PCIe 4.0 x16 schafft bis zu 32 GByte/s, es müssen also schon zwei Speicherkanäle mit DDR4-2133-Chips (PC4-17066) zum Einsatz kommen.
PCI Express dürfte künftig noch an Bedeutung gewinnen, etwa als SSD-Schnittstelle (SATA Express) oder für externe Erweiterungen. Thunderbolt und USB 3.0 arbeiten auf Basis der PCIe-2.0-Geschwindigkeit von 5 GT/s und dürften ebenfalls Nachfolger mit PCIe-3.0- oder -4.0-Technik bekommen. Die Halbleiter-Schaltungsblöcke für PCI Express werden in abgewandelter Form aber etwa auch für DisplayPort genutzt. Auch Seria ATA und Serial Attached SCSI (SAS) nutzen verwandte Transceiver-Konzepte. (ciw)
