PCIe 3.0 vs. 4.0: Was ist der Unterschied und welches ist besser

Was ist PCIe 3.0 und PCIe 4.0?

PCIe steht für Peripheral Component Interconnect Express, einem Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenstandard zum Anschluss von Computer-Motherboards und anderen Peripheriegeräten. Die meisten Komponenten von Personal Notebook-Computern wie Grafikkarten, Festplatten, SSDs und Ethernet-Hardware verwenden PCIe als Motherboard-Verbindung.

Seit der ersten Veröffentlichung von PCIe 1.0 im Jahr 2003 sind nach vielen Anpassungen und Verbesserungen mehrere neue Versionen wie PCIe 2.0, PCIe 3.0, PCIe 4.0 und PCIe 5.0 erschienen. Unter ihnen werden die Unterschiede zwischen PCIe 4.0 vs. 3.0 SSDs am heftigsten diskutiert.

Über PCIe 3.0

Im November 2010 kündigte PCI-SIG an, dass PCIe 3.0 mit einer Übertragungsrate von 8 GT/s kommen wird. Es hat eine schnellere Signalgeschwindigkeit und eine geringere Datenübertragungsverzögerung als seine Vorgängerversionen. Gleichzeitig optimiert PCIe 3.0 die verbesserte Signalisierung und Datenintegrität, einschließlich der Sender- und Empfängerentzerrung, Taktdatenwiederherstellung und Kanalverbesserungen.

--Bild aus https://www.distrelec.de/... hinaus unterstützt es sowohl Abwärts- als auch Aufwärtskompatibilität. So kann beispielsweise eine PCIe-3.0-SSD mit der Bandbreite des Gen-3-Slots in den PCIe-4.0-Steckplatz eines Motherboards eingesetzt werden. Ebenso kann eine PCIe-3.0-SSD auch in ein Mainboard mit Gen-2-Slot eingesetzt werden.

Über PCIe 4.0

PCIe 4.0 wurde offiziell am 8. Juni 2017 veröffentlicht und bietet eine Bitrate von 16 GT/s, die doppelt so hoch ist wie die von PCIe 3.0 angebotene Bandbreite. Diese Verbindung bringt OCuLink-2, eine Alternative zu Thunderbolt, mit einer Geschwindigkeit von bis zu 16 GT/s. Darüber hinaus wurde es in Bezug auf Skalierbarkeit, geringen Stromverbrauch und Flexibilität verbessert.

--Bild aus Samsung.com

Es behält auch die Abwärts- und Vorwärtskompatibilitätsunterstützung sowohl für die Software als auch für die verwendete mechanische Schnittstelle bei. Heutzutage führen viele Hersteller die PCIe 4.0-Spezifikationen in verschiedenen Geräten ein. Beispielsweise hat NETINT Technologies im Juli 2018 die erste NVMe PCIe 4.0 SSD veröffentlicht und AMD stellte den X570-Chipsatz und Zen 2-basierte Prozessoren vor, die PCIe 4.0 unterstützen.

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PCIe 3.0 vs. 4.0

Was sind die Unterschiede zwischen PCIe Gen 3 und Gen 4? Hier werden wir diese Fragen aus den 3 Hauptteilen diskutieren: Slot, Geschwindigkeit, Kompatibilität und Preis. Beginnen wir mit der Erkundung.

#1. PCIe 3.0 vs. 4.0 Steckplatz

Die PCIe-Steckplätze haben einen großen Einfluss auf die Leistung und Kompatibilität, das erste, was Sie beim Kauf einer PCIe 3.0- oder 4.0-SSD berücksichtigen sollten, sind die Steckplätze Ihres Motherboards. Die Steckplätze variieren in Länge und Geschwindigkeit je nach Anzahl der PCIe-Lanes. Jede Lane enthält 2 Adernpaare, eines zum Empfangen und eines zum Senden.

Derzeit sind in einem einzigen PCIe-Steckplatz x1-, x2-, x4-, x8- oder x16-Lanes verfügbar. PCIe 3.0 x4 bezieht sich beispielsweise auf eine Gen-3-Erweiterungskarte/einen Steckplatz mit 4-Kanal-Konfigurationen. Weil jeder Kanal eine unabhängige Verbindung zwischen dem PCI-Controller des Motherboards und der Erweiterungskarte ist, beeinflusst die Anzahl der Kanäle die Bandbreitenskalierung. Eine 4-Lane-Verbindung hat also die doppelte Bandbreite einer 2-Kanal-Verbindung.

--Bild aus https://www.easyatm.com

Sowohl der PCIe 3.0- als auch der PCIe-4.0-Steckplatz verfügen über x1, x2, x4, x8 und x16-Lanes von Konfigurationen, aber sie haben unterschiedliche Übertragungsraten pro Lane und Bandbreitendurchsatz. Genauer gesagt hat ein PCIe 3.0-Steckplatz eine Übertragungsrate von 8 GT/s pro Lane, während ein PCIe 4.0-Steckplatz eine Übertragungsrate von 16 GT/s pro Lane hat.

Außerdem variiert die Bandbreite mit verschiedenen Kanalkonfigurationen. PCIe 3.0 x4 hat beispielsweise eine Bandbreite von 3,938 GB/s, während PCIe 4.0 x4 eine Bandbreite von 7,877 GB/s hat. Das Folgende ist eine Form der PCIe-Steckplatzleistung, die von Wikipedia bereitgestellt wird:

--Bild aus Wikipedia

Aus dem obigen Vergleich von PCIe Gen-4- und Gen-3-Steckplätzen können wir schließen, dass PCIe 4.0 der Gewinner ist. Wenn Ihr Computer jedoch mit PCIe-3.0-Steckplätzen auf dem Motherboard ausgestattet ist, empfehlen wir Ihnen, die PCIe-3.0-SSD anstelle der PCIe-4.0-SSD zu wählen.

#2. PCIe 3.0 vs. 4.0 Geschwindigkeit

Wenn Sie sich für PCIe SSD entscheiden, sollte die Übertragungsgeschwindigkeit ein weiterer wichtiger Faktor sein. Wie hoch ist die Geschwindigkeit von PCIe 3.0 und PCIe 4.0? Wie oben erwähnt, beträgt die Datenübertragungsrate von PCIe 4.0 16 GT/s und die Datenübertragungsrate von PCIe 3.0 beträgt 8 GT/s. Daher ist PCIe 4.0 doppelt so schnell wie PCIe 3.0.

Außerdem haben verschiedene Kanalkonfigurationen unterschiedliche Bandbreiten. Die unidirektionale Bandbreite von PCIe 4.0 reicht von 2 GB/s (x1 Lanes) bis 32 GB/s (x16 Lanes), während PCIe 3.0 von 1 GB/s (x1 Lanes) bis 16 GB/s (x16 Lanes) reicht. Mit anderen Worten, die Bandbreite jedes PCIe 4.0-Kanals ist doppelt so groß wie die von PCIe 3.0.

In Bezug auf PCIe 4 vs. 3 ist PCIe 4 auf dem Papier sogar noch besser. Tatsächlich wird die Datenübertragungsgeschwindigkeit jedoch von vielen Faktoren wie dem Mainboard-Steckplatz und dem Hersteller bestimmt. Möchten Sie die tatsächliche Datenübertragungsgeschwindigkeit Ihrer PCIe-SSD wissen? Hier kann Ihnen MiniTool Partition Wizard beim Testen helfen. Es ist ein multifunktionaler Partitionsmanager, der Festplatten-Benchmark-Tests durchführen, Partitionen erweitern, das Betriebssystem auf SSD/HD migrieren, NTFS zu FAT32 ohne Datenverlust konvertieren kann, usw.

Im Folgenden finden Sie eine Anleitung zur Verwendung der MiniTool-Software zum Testen der PCIe-SSD-Leistung:

Schritt 1. Starten Sie MiniTool Partition Wizard, um die Hauptschnittstelle aufzurufen, und klicken Sie dann in der oberen Symbolleiste auf Festplatten-Benchmark.

Schritt 2. Wählen Sie den Laufwerksbuchstaben Ihrer PCIe-SSD aus dem Dropdown-Menü aus und legen Sie die Parameter entsprechend Ihren Anforderungen fest. Klicken Sie anschließend auf die Schaltfläche Start, um mit dem Testen der Festplattenleistung zu beginnen.

Schritt 3. Warten Sie, bis der Festplatten-Benchmark abgeschlossen ist. Nach einer Weile können Sie die Datengeschwindigkeit anzeigen, einschließlich der Übertragungsgröße, der zufälligen sequentiellen Lese- und Schreibgeschwindigkeit usw.