Technology | 14 June 2023

Teknologi PCIe 7 PCIe 6 PCIe 5 SSD NVme M.2 titik kritis 80 derajat di PCIe 5.0


Teknologi PCIe akan meningkat 2x lebih cepat di setiap jalur / lane dari tiap generasi

Tentu tidak mengherankan kecepatan slot PCIe semakin cepat, setelah slot SATA akan tertinggal sebagai storage, bahkan lebih cepat dari interface SAS yang dikembangkan dari SCSI.

Pemakaian interface PCIe tidak berhenti untuk storage.
Dikembangkan untuk koneksi beberapa perangkat seperti VGA, VR, storage dan lainnya.

Richard Solomon VP PCI-SIG memberi gambaran kedepan dengan PCIe, mampu memberikan power lebih besar sampai 300W lebih

PCIe slot tetap terbatas dengan power 75W, dan power diambil dari ekternal power sampai total 300W atau 225W dari power ekternal.

PCIe Express 4 akan tampil lebih dulu dibanding PCIe Express 5. Sekarang sebuah PC memerlukan jack port power 20pin, ditambah 2 port power dari 8 port atau 6 port untuk VGA.

Sebelum lebih jauh dengan PCIe
Kita sering melihat teknologi baru sebagai solusi.
PCIe 2 lebih lambat dari PCIe 3.0 dan lebih lambat dari PCIe 4.0 dan seterusnya, apakah kita membutuhkan kecepatan tinggi pada unit storage
Tergantung, dari sisi apa dan seberapa besar manfaatnya. Sementara produsen terus memperbarui teknologi, apakah kita benar benar membutuhkan.

Gaming tentu memutuhkan storage lebih cepat untuk membaca data
Salah satu perbandingan, dengan harddisk SATA load game baru selesai 21,5 detik, SSD SATA lebih cepat 3,7 detik.
Tapi dengan SSD PCIe M.2 hanya 1,9 detik dengan konfigurasi procesor yang sama.

Apakah PCIe dan Slot PCIe

PCIe adalah interface untuk computer.


Dikenal seperti slot VGA, menghubungkan perangkat computer ke procesor.

Kecepatan transfer tinggi paling sederhana, melalui procesor. Jadi procesor mengikuti perkembangan kecepatan PCIe, sementara maksimum Lane yang ditangani procesor sampai 16 lane (16 kanal).

Selain procesor, bagian lain di sisi chipset. Chipset pendukung computer terhubung ke procesor. Umumnya kecepatan PCIe di chipset mengunalan Lane lebih rendah seperti 4 Lane

Bila perangkat ke slot PCIe, artinya slot terhubung langsung ke procesor atau di akses langsung dari controller procesor. Seperti VGA yang membutuhkan kecepatan tinggi.

Bila perangkat terhubung ke jalur Chipset yang disebut PCH, ditangani oleh chipset motherboard.




Chipset CPU Lane PCH Socket
AMD B550 v4.0 v3.0 AM4
  X570 v4.0 v4.0 AM4
  TRX40 v4.0 v4.0 sTRX4
Intel H570 v4.0 v3.0 LGA1200
  B560 v4.0 v3.0 LGA1200
  Z590 v4.0 v3.0 LGA1200
  H610 v4.0 V3.0 LGA1700
  B560 v4.0 v4.0 / V3.0 LGA1700
  H570 v4.0 v4.0 / V3.0 LGA1700
  Z690 v4.0 v4.0 / V3.0 LGA1700


PCIe dibagi dengan jalur kanal, kata sederhananya jalur untuk lalulintas

Slot PCIe dibedakan dengan PCIe 1x, PCIe 4x, PCIe 8x, PCIe 16x

ukuran slot PCIe 1x 4x 8x 16x

Kecepatan PCIe dari generasi

Dibawah ini tabel dari kecepatan tranfer di slot PCIe atau interface PCIe.

PCIe 7.0

Model computer sampai awal 2019, hanya tersedia sampai PCIe 3.0
Tahun 2019 pertama AMD mengumumkan chip 570X siap untuk PCIe 4.0

Bila computer model lama yang mendukung PCIe 2.0. Maka kecepatan tranfer akan terbatas sampai tabel diatas dengan maksimum 8GB/s di slot x16.
Bila motherboard sampai 2018 yang telah mengunakan PCIe 3.0, kecepatan tranfer maksimum tersedia sampai 15,8GB/s

Bila sebuah computer dipasangkan VGA di PCIe 3.0 pada slot x16 (slot paling panjang).
Kecepatan tranfer maksimum yang dapat digunakan sampai maksimum 15,8GB/s melalui slot PCIe x16.
Kecepatan tersebut sudah cukup untuk teknologi 2019

Storage SSD NVme M.2 dapat memanfaatkan jalur PCIe.
Dapat mengunakan slot Riser adapter atau on board.

Dibawah ini bentuk card Riser adapter, dibedakan dengan panjang slot untuk x1, x4 atau x16.
Gambar kedua adalah slot PCIe On Board disediakan dari disain motherboard.

Bentuk adaptor NVme M.2 slot PCIe





SSD di slot PCIe
Tidak terbatas untuk tipe SSD kecepatan tinggi seperti NVme M.2
SSD dapat dipasangkan ke PCIe mengunakan adaptor khusus.
Menjadi solusi bila anda sudah kehabisan slot SATA dari motherboard. Dapat menambahkan satu card untuk SSD.

Tetapi kecepatan SSD di slot PCIe mengikuti kecepatan unit SSD sendiri.
Seperti SSD tipe SATA III, walau dipasangkan ke PCIe yang mampu menangani kecepatan tinggi, kecepatannya tetap 500MB/s
Umumnya adapter PCIe to SSD tersedia dengan slot PCIe 1x. Karena jalur tersebut mencukupi menangani tranfer antara computer ke storage SSD SATA3.

SSD dipasang ke PCIe slot
PCIE storage 2,5 inci  harddisk SSD ke PCIe slot
PCIE dalam bentuk SSD atau harddisk kecil dapat dimanfaatkan  untuk computer. Kecepatan seperti SSD, tapi memanfaatkan ke jalur PCIe 2x
Satu produk TouchArmor MB839SP-B sebagai storage swappable drive bay, storage dapat di lepas pasang seperti USBdrive.

SSD dipasang ke PCIe removable swappable drive

Mengapa PCIe digunakan untuk storage selain GPU.
Kebutuhan dan teknologi. Untuk teknologi sudah tersedia chip NAND dan controller storage. Membuat computer memiliki storage kecepatan tinggi.

Kebutuhan, sementara tidak tersedia jalur lain seperti SATA3.0 yang saat ini sebenarnya lambat walau mengunakan SSD. Dan SATA3 terbatas sampai 500MB/s dan tidak dapat dipercepat lagi.
Dibanding PCIe memiliki kecepatan tranfer bandwidth sangat besar di setiap generasi PCIe

Praktek pemasangan PCIe dan kecepatan.
Bila computer dipasangkan dengan memory SSD NVme M.2, dimana controller chip mendukung PCIe 3.0
Kecepatan tranfer tersedia sampai 15,8GB/s.
Tetapi kecepatan tranfer dari SSD memory dirancang maksimum 3,5GB/s. Mengapa lebih lambat, karena chip controller yang membatasi serta disain chip storage NAND yang ada.
Dengan kemampuan tranfer SSD NVme M.2 3,5GB/s. Kinerja SSD harus dipasang pada slot PCIe x16, atau minimum x4.
Karena slot PCIe 3.0 untuk PCIe x16 memiliki maksimum tranfer 15,8GB/s dan PCIe x4 mencapai 3,8GB/s. Jadi masih memadai untuk NVme M.2 dengan kecepatan 3,5GB/s


Kenali sistem board, dengan tipe generasi PCIe dan tipe slot yang tersedia

Untuk upgrade storage dengan memory NVme M.2 ada baiknya melihat kemampau computer atau notebook sebelum membeli.
  • Lihat tipe procesor, chipset dan generasi PCIe yang ada di motherboard. Apakah mendukung PCIe Gen2, 3. 4, 5
  • Lihat tersedianya tipe PCIe slot, dari x1, x4, x8, x16 (yang digunakan untuk VGA dan adaptor card). Bila ada  dapat melihat kecepatan maksimum dari NVme M.2 yang anda gunakan. Lihat tabel keterangan sebelumnya, NVMe mengunakan slot x4 minimum.
  • Bila tersedia dapat dilihat pada slot on-board motherboard. Dimana card storage NVme M.2 dapat lansung di pasang ke motherboard.

Teknologi PCIe 3.0 - 8GB/s

PCIe 3 masih terbatas mendekati 1GB/s. Di PCIe 4 naik 2x lebih cepat dan mendekati 2GB/s dari setiap lane.
Dari slot x16 sudah lebih dari cukup dengan teknologi yang ada. Seperti teknologi VR dapat ditangani dengan kecepatan tranfer tersebut.
PCIe 3.0 atau versi dibawahnya tetap kompatibel bekerja di slot PCIe 4.0. Hanya perangkat PCIe 3.0 yang dipasang ke PCIe 4.0 hanya bekerja di kecepatan PCI 3.0. Demikian juga PCIe 2.0 bila dipasang ke slot PCIe 3.0 hanya bekerja sampai kecepatan PCIe 2.0
Tetapi kinerja mengikuti standar PCIe 3.0.

Teknologi PCIe 4.0 - 16GT/s

Digunakan untuk
Chip to Chip - C2C : mengurangi pengunaan power dan sistem power manajemen.
M.2, dapat digunakan untuk storage mobile
U.2. untuk server SSD slot
PCIe card. menyediakan kecepatan tranfer lebih baik, termasuk mengirim stream video HD, sensor data frekuensi tinggi dan otomotif kontrol.
Kecepatan PCIe, dimanfaatkan untuk kecepatan tranfer sampai 16GB/s. Memberikan tranfer lebih cepat dan lebih dekat ke sumber perangkat seperti ke CPU.
I/O mengurangi pemakaian power. Sistem software dan hardware dinamis dapat mematikan lane yang tidak terpakai.

Pemanfaatan yang ada saat ini dengan PCIe 3.0 x4 misalnya masih terbatas dengan kecepatan. Samsung SM961 memiliki kecepatan membaca data pada SSD tipe PCIe, tapi terbatas sampai 3GB/s.

Pengaruh PCIe di GPU / VGA
Berbeda dengan kecepatan storage.
Storage NVMe PCIe 4.0 mencapai kecepatan transfer 7GB/s.
NVMe PCIe 5.0 mencapai 10GB/s - 13GB/s

Bila VGA generasi PCIe 4.0 model 2022 dipasang ke slot PCIe 5, atau PCIe 3.0. Apakah menjadi lambat atau lebih cepat?
Teorinya kecepatan berbeda dengan performa GPU yang bekerja mengolah gambar 3D untuk gaming.

VGA dengan standar PCIe 4.0 dipasang ke slot motherboard PCIe 5.0 dan PCie 4.0, performa tidak berbeda. Karena kemampuan masih memadai dengan PCIe 4.0
Bila VGA PCIe 4.0 dipasang ke slot PCIe 3.0, sedikit lebih lambat tapi performa tetap tinggi
Interface PCIe hanya jalur masuk keluar, bisa saja tidak menurunkan performa VGA.
Kecepatan PCIe 3.0, 4.0 dan 5.0 sementara dapat diabaikan untuk GPU



Gamer Hexus menguji GeForce RTX 4090 yang hanya mendukung PCIe 4.0, melihat perbedaan VGA dipasang ke slot PCie 3.

Pengaruh VGA dipasang PCIe 3 PCIe 4 PCIe 5

Bentuk PCIe
Tidak hanya berupa card yang terpasang pada motherboard.

Mengunakan OCuLINK PCIe di luar box perangkat. Dengan sistem kabel, dapat menghubungkan ke perangkat lain baik internal dan ekternal. Termasuk VGA, SSD dan komponen motherboard. Kecepatan dimulai dari 8G.
Minimum dibutuhkan 4 lane, antara koneksi internal dan ekternal untuk mencapai 8GT/s

PCIe 4.0 memberi kecepatan tranfer 16GT/s

Teknologi PCIe 5 - 32GB/s

Dengan 32GT/s kecepatan 128GB/s, teorinya dimungkinkan melalui 16 jalur kanal PCIe Gen5 atau PCIe 5.0
Perangkat PCIe sebelum Gen5 tetap kompatibel dengan Generasi sebelumnya.

Disain final jalur PCIe di computer, mencapai 32GT/s untuk satu lane.
Untuk perbandingan, kecepatan satu lane PCIe 5.0 setara x4 PCIe 3.0 yang digunakan computer tahun 2017.

Untuk perangkat computer belum mengunakan disain PCIe 5.0 pada tahun 2019, menunggu menjadi produk jadi dan tersedia perangkat motherboard, procesor dan chipset yang siap mengunakan PCIe Gen5. Tidak tahun 2019, tidak 2020, tapi baru digunakan tahun 2021 di procesor Intel dan AMD.

Membayangkan kecepatan PCIe 5. Kecepatan ethernet dapat melintas di jalur computer dengan kecepatan 400Gb/s atau dual 200Gb di InfiniBand. Teknologi Advanced yang dibutuhkan untuk AI dau BigData dari sistem mesin computer.
Ini bagian menarik. PCIe 5.0 nantinya. Katanya sih, GPU dapat mendapat akselerasi, khususnya untuk kebutuhan trafik data karena 2x lebih cepat.

PCIe 5 storage SSD NVME membutuhkan pendingin
Produsen controller chip Phison mengatakan kapasitas dan kecepatan SSD terus meningkat.
Mungkin akan membutuhkan pendingin karena kinerja storage semakin panas.
Chip storage M2 semakin banyak mengunakan chop NAND terpisah.

Phison mengecilkan chip controller berbasis 16nm ke 7nm, menguntungkan kinerja chip dengan frekuensi tinggi tapi power rendah.
Kedepan SSD tidak memerlukan 8 kanal, tapi cukup 4 kanal.


Kedepan dari transisi PCie 4, ke PCIe5 sampai PCIe 6, sangat mungkin SSD akan mengunakan pendingin aktif seperti fan mulai di generasi SSD PCIe 5.0.
Alasannya ketika SSD terisi, lebih sensitif terhadap panas.
Chip controller dapat bertahan bekerja sampai 120 deg.C, tapi panas kontroller di board dapat merembet ke bagian chip NAND.
Bila SSD yang bekerja  di suhu ruang 25 -32 deg. Titik panas terbaik ketika SSD bekerja di rentang suhu 25 - 50 deg.C
Chip saat ini rata rata bekerja di suhu 70 - 85 Deg.C, khususnya berdampak dari panas chip controller.
Untuk mencegah error kehilangan data, controller mulai melakukan Throttling atau menurunkan kecepatan ketika suhu tinggi.
Tapi titik kritis chip SSD ketika suhu mencapai 80 deg.C+
Masalah lain di notebook, ruang sempit yang panas untuk SSD membutuhkan strategi berbeda kata Phison.

Teknologi PCIe 6 64GB/s

Kecepatan PCIe 6 atau PCIe Gen 6 ditingkatkan kembali sampai 256GB/s.
Seperti generasi PCIe memiliki kinerja 2x lebih cepat dibanding PCIe 5.0. Pergantian setiap Generasi PCIe dilakukan 3 tahun sekali.
PCIe 6 belum terlihat sampai tahun 2023.

Teknologi PCIe 7 Update Jun 2023

SIG mengumumkan kecepatan PCIe 7 mencapai 128GT/s dengan 512GB di slot x16 tahun 2027.
Tidak banyak informasi kali ini tapi menjadi generasi kecepatan terbaru.
VGA secara teori akan mencapai 512GB/s dua arah dengan x16.
NVMe SSD dengan port x4, mendapat kecepatan 64GB/2 uni directional.
PCIe Ethernet dapat digunakan untuk 800Gig Ethernet (800Gbe)
Kecepatan PCIe 7.0 untuk x4, satu tingkat yang sama di PCIe 5.0 dengan koneksi x16

Spesifikasi PCIe 7 baru diumumkan 2025.
    Delivering 128 GT/s raw bit rate and up to 512 GB/s bi-directionally via x16 configuration
    Utilizing PAM4 (Pulse Amplitude Modulation with 4 levels) signaling
    Focusing on the channel parameters and reach
    Continuing to deliver the low-latency and high-reliability targets
    Improving power efficiency
    Maintaining backwards compatibility with all previous generations of PCIe technology


Artikel Lain

Intel Arrow Lake atau Intel Gen15 akan dirilis pertengahan 2024. Sebelum tampil sudah muncul berita, procesor tidak memiliki HyperThreading, alasan menarik dengan teknologi Hyrid core. Kedua fitur AVX-512 dihilangkan

Flash QLC 280 layer Samsung mendukung SSD M.2 16 TB. Chip Samsung QLC V9 memiliki kelebihan kapasitas chip 50% lebih banyak dibanding generasi QLC sebelumnya. Dirancang dengan 280 layer, sedangkan TLC saat ini mengunakan 232 layer.



WIFI 7 tahun depan siap. Standar 802.11be Mediatek, Intel dan Broadcom, mencapai 5Gbit/s. Mediatek Filogic 380 360 Filogic 880 860 WIFI7. Qualcomm WIFI7 Pro BE3300 mencapai 33Gbps dengan MLO. WIFI 7 secara teori mencapai kecepatan 46Gbit perdetik untuk transfer. WIFI 6e mengunakan 6Ghz mungkin dilewati.

Kalau SSD 1 slot sudah 12GB/s bagaimana dengan 4 slot bekerja RAID 0. Asus Hyper M2 x16 Gen5 menawarkan slot NVMe SSD ke PCIE. Langsung dipasang 4 dengan sistem RAID 0. Speed naik 4x lebih cepat dari PCIe 5.0

Penanganan procesor Hyrid dengan 2 cluster bukan hanya di sistem procesor. Tapi tanggung jawab dari pembuat software seperti Microsoft. Teknologi ada, apakah bekerja. Intel P dan E mulai generasi Intel Gen 12, kabarnya menyiapkan procesor Hyrid AMD Zen 5c dan Zen 5

Teknologi memory CXL dapat berbagi kapasitas RAM antar computer. Walau aplikasi saat ini untuk kelas server, perluasan memory CXL dapat dipasang sampai 8 model. Sementara pengujian yang berjalan dengan CXL 2 PCIe 5, mendatang CXL 3 dengan PCIe 6.

LiFi menjadi standar IEEE 802.11bb pertama. Dapat melengkapi pengiriman data seperti WIFI tapi lebih aman. Transmisi hanya berada pada jarak ruang dan tidak akan menembus keluar dibanding sinyal WIFI. Desain dapat melengkapi WIFI dan berada di dalam sebuah chip.



SD 9.1 SDcard dengan kecepatan maksimum 2GB/s (Oktober 2023). SDUC kapasitas 2TB atau lebih besar ukuran SDcard dan microSD. Memory card SD Express lebih cepat dari card UHS-II dan kompatibel dengan SDcard standar. Kecepatan tranfer lebih cepat dari SSD computer dalam sebuah SD card. SD Express dapat dimulai 2TB. Mengunakan teknologi protokol PCIe seperti NVMe memory card. microSD ada batas panas untuk bekerja.

Solusi baru kemampuan RTX 4060 Ti, hanya mengandalkan jalur PCIe x8. Tapi di slot PCIe VGA memiliki 16x atau 2x kecepatan transfer maksimum. Asus merancanga sebuah board VGA untuk mengoptimalkan jalur PCIe sampai 16x. Dan ditempatkan 2 slot SSD NVMe agar terpakai sebagai storage PC.

Secara umum Nvidia merilis VGA baru setiap 2 tahun. Tapi tahun 2023 dan selanjutnya akan mundur. Kemungkinan tidak ada model baru, atau hanya versi revisi seperti seri Super dan Titan. Duopoli Nvidia dan AMD, tapi di bidang AI kekuatan Nvidia masih unggul dan membuat sibuk perusahaan tersebut membuat GPU Compute

Seagatemasuki era hard disk 32TB dengan HAMR, selanjutnya ke 40 dan 50TB. Hard disk generasi baru mengunakan 10 platter. Tosbiba pembuat harddisk di dukung produk perusahaan SDK dapat memproduksi harddisk 30TB. WD lebih dahulu meluncurkan WD DC HC670 26TB model UltraSMR.

Layar eink telah dibuat untuk monitor, tapi warna hitam atau model berwarna. Perkembangan eink ternyata sudah cukup jauh. Banyak aplikasi dengan layar eink, seperti disain buku digital, monitor. Dasung Paperlike Color monitor 25 inci resolusi 3K

Silicon Motion SM2508 untuk SSD NVMe PCie 5.0, lebih cepat dari controller Phison. Silicon Motion akan membawa SSD lebih murah dengan SM2268XT tanpa buffer SDRAM. SM2508 controller dengan 4 channel untuk konsumer dari teknologi node 7nm, sedangkan SM2504XT 8 channel untuk kelas performa bertahan di 12nm. Bersaing dengan Phison E26.

Perbedaan procesor PC vs procesor smartphone. Keduanya berbeda, khusus dalam tugas menangani pekerjaan dan kebutuhan. Satu dirancang untuk hemat power, yang lain untuk kalkulasi sangat komplek. Mungkin suatu hari kemampuan CPU desktop PC akan dicapai procesor smartphone.


Youtube Obengplus


Trend
No popular articles found.