PCI-SIG - tổ chức đứng sau các tiêu chuẩn PCIe đã tiết lộ thông số kỹ thuật PCIe 7.0 thế hệ tiếp theo, tiêu chuẩn mới dự kiến sẽ ra mắt vào 2025 thiết lập một kỷ nguyên mới trong ngành.
Thông cáo báo chí của PCI-SIG cho biết:
Với bản phát hành này, các thông số kỹ thuật chính của PCIe 7.0 cũng đã được công bố và gần như chắn chắn đây là thông số kỹ thuật chính thức của PCIe 7 sẽ ra mắt vào năm sau. Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu tất tần tật những thông tin quan trọng về tiêu chuẩn kết nối mới này.
PCIe là gì?
Mặc dù thuật ngữ PCIe rất phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhưng không phải ai cũng thực sự hiểu PCIe là gì. Chính vì vậy mình muốn đi làm rõ khái niệm này trước khi đi vào chi tiết PCIe 7.0.
PCIe viết tắt cho Peripheral Component Interconnect Express (tạm dịch: thành phần ngoại vi kết nối nhanh) là một chuẩn kết nối máy tính được thiết kế để truyền dữ liệu giữa các thành phần phần cứng của máy tính. PCIe là phiên bản nâng cấp của chuẩn PCI cũ, nó cung cấp băng thông cao hơn và hiệu quả hơn cho các thiết bị như card đồ họa, bộ nhớ SSD, card mạng và các loại mở rộng khác.
PCIe là gì?
PCIe hoạt động dựa trên cấu trúc các "đường dẫn" được gọi là lanes, với mỗi lane hỗ trợ hai hướng dữ liệu (gửi và nhận). Mỗi lane của PCIe có khả năng truyền dữ liệu ở tốc độ rất cao, và số lượng lanes có thể được cấu hình từ x1, x4, x8 đến x16 lanes trên các khe cắm khác nhau, phù hợp với nhu cầu và mức độ hiệu năng mà thiết bị yêu cầu.
PCIe được phát triển và quản lý bởi PCI-SIG (PCI Special Interest Group) và đã trải qua nhiều thế hệ, mỗi thế hệ cải thiện về tốc độ và hiệu suất, đảm bảo khả năng tương thích ngược với các thiết bị của các thế hệ trước trong nhiều trường hợp.
PCIe 7 là gì?
Như đã định nghĩa phía trên, PCIe 7.0 là viết tắt của Peripheral Component Interconnect Express phiên bản 7.0. Trong thực tế ở thời điểm hiện tại, PCIe 3 và PCIe 4 vẫn được sử dụng cực kỳ phổ biến. PCIe 5 mới bắt đầu xuất hiện trên các sản phẩm cao cấp thời gian gần đây và PCIe 6 thậm chí chưa được sử dụng.
Về lý thuyết, cứ mỗi thế hệ PCIe thì băng thông sẽ gấp đôi so với thế hệ trước. Từ thế hệ đầu tiên đến thế hệ thứ 7 trải qua 6 lần gấp đôi, có nghĩa là PCIe 7 có tốc độ gấp 2^6=64 lần so với thế hệ đầu tiên.
PCIe 7 khi nào ra mắt
PCIe 7 dự kiến sẽ được công bố chính thức vào 2025. Tuy nhiên việc đưa vào sử dụng thực tế thì có lẽ cần thêm nhiều năm nữa vì như đã nói ở trên, PCIe 6 còn chưa được sử dụng trong thực tế.
PCIe 7 dự kiến sẽ được công bố chính thức vào 2025
Hiện tại PCIe 7 đang ở phiên bản 0.5. Bước quan trọng tiếp theo đối với PCIe 7.0 là hoàn thiện phiên bản 0.7 của thông số kỹ thuật, được coi là bản nháp hoàn chỉnh. Trong đó tất cả các khía cạnh phải được xác định đầy đủ và các thông số kỹ thuật phải được xác thực thông qua các chip thử nghiệm. Sau khi bản đặc tả này được phát hành, không có tính năng mới nào có thể được thêm vào. PCIe 6.0 đã trải qua 4 bản dự thảo chính – 0.3, 0.5, 0.7 và 0.9 trước khi được hoàn thiện, vì vậy PCIe 7.0 có thể cũng đi theo lộ trình tương tự.
Sau khi được hoàn thiện vào năm 2025, phải mất vài năm nữa phần cứng PCIe 7.0 đầu tiên mới lên kệ. PCIe 5.0 ra mắt năm 2019 phải đến năm ngoái mới bắt đầu xuất hiện trên thị trường và đến nay còn chưa phổ biến. Vì vậy có lẽ ngày chúng ta được dùng PCIe 7.0 phải đâu đó 2030.
PCIe 7 có gì mới
Dưới đây là một số điểm chính về những gì PCIe 7.0 dự kiến sẽ cung cấp.
Băng thông tăng gấp đôi PCIe 6, gấp 4 lần PCIe 5
Theo thông số kỹ thuật chính thức từ PCI-SIG, PCIe 7.0 sẽ gấp đôi băng thông của PCIe 6.0 với mục tiêu đạt tốc độ 128 gigatransfer mỗi giây (GT/s). Đó là tốc độ 16GB/s cho mỗi lane, tương đương tốc độ của PCIe 3 x16 mà chúng ta vẫn còn đang sử dụng phổ biến hiện tại. Với PCIe 7.0 x16, băng thông có thể đạt đến 256GB/s cho mỗi hướng đồng thời hay 512GB/s cho hai hướng.
PCIe 7 có tốc độ cực cao
Hiệu quả cao
Tương tự như các phiên bản trước, PCIe 7.0 có thể bao gồm các cải tiến về độ chính xác dữ liệu và khả năng sửa lỗi. Nó có thể sử dụng các kỹ thuật mã hóa tiên tiến hơn để duy trì hiệu quả và độ tin cậy trên các tốc độ tăng cao.
Tương thích ngược
PCIe 7.0 dự kiến sẽ duy trì tính tương thích ngược với các phiên bản trước của các thông số kỹ thuật PCI Express, cho phép các thiết bị được thiết kế cho các tiêu chuẩn cũ hơn hoạt động với các phiên bản mới hơn của bo mạch chủ và card PCIe. Nói một cách dễ hiểu thì bạn vẫn có thể dùng SSD hay card đồ họa sử dụng PCIe 4 cắm vào khe PCIe 7 nhưng tất nhiên tốc độ sẽ bị giới hạn ở chuẩn cũ hơn.
Ứng dụng
Tốc độ của PCIe 7.0 sẽ đặc biệt có lợi trong các lĩnh vực như trung tâm dữ liệu, tính toán hiệu năng cao, AI và xử lý thời gian thực, những ứng dụng mà việc truyền dữ liệu lớn là rất quan trọng. Điều này cũng gợi ý rằng trong vài năm đầu kể từ khi chính thức ra mắt, PCIe 7.0 có thể sẽ chỉ xuất hiện trong cuộc đua AI của những ông lớn, dành cho phân khúc máy chủ và siêu máy tính.
So sánh băng thông PCIe 7 với các tiêu chuẩn cũ hơn
Băng thông của các tiêu chuẩn PCIe đã tăng gấp đôi qua mỗi thế hệ, bên cạnh đó thì hiệu quả năng lượng, hiệu quả mã hóa và độ tin cậy cũng được tăng dần.
So sánh băng thông PCIe 7 với các tiêu chuẩn cũ hơn
Đây là băng thông của các thế hệ PCIe từ trước đến nay:
Dưới đây là bảng so sánh tốc độ 2 chiều của tất cả các phiên bản PCIe. Lưu ý rằng tốc độ quen thuộc chúng ta thường sử dụng là tốc độ 1 chiều. Ví dụ SSD PCIe 3 sử dụng 4 lane có giới hạn lý thuyết là 4GB/s nhưng trong bảng này bạn sẽ thấy đó là 8GB/s. Tương thự SSD PCIe 5 có băng thông tối đa theo lý thuyết là 16GB/s còn tốc độ 32GB/s trong bảng là tốc độ kết hợp 2 chiều.
Bảng so sánh chi tiết
Thêm một vài thông tin thú vị khác liên quan đến PCIe. Thử nghiệm của TechPowerUp cho thấy RTX 4090 có thể đạt 98% hiệu năng trên PCIe 3 x16 và 100% trên PCIe 4 x16. Điều đó có nghĩa là chỉ cần PCIe 7.0 x1 cũng tạm đủ cho chiếc card đồ họa mạnh mẽ nhất hiện nay. Còn với PCIe 7 x2 thì có lẽ ngay cả RTX 5090 ra mắt cuối năm nay cũng chưa tận dụng hết được. Bởi vậy mới nói có lẽ thời gian đầu chỉ có các siêu máy tính, các ứng dụng trong AI mới tận dụng được băng thông của chuẩn kết nối mới này mà thôi.
Thông cáo báo chí của PCI-SIG cho biết:
Với bản phát hành này, các thông số kỹ thuật chính của PCIe 7.0 cũng đã được công bố và gần như chắn chắn đây là thông số kỹ thuật chính thức của PCIe 7 sẽ ra mắt vào năm sau. Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu tất tần tật những thông tin quan trọng về tiêu chuẩn kết nối mới này.
PCIe là gì?
Mặc dù thuật ngữ PCIe rất phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhưng không phải ai cũng thực sự hiểu PCIe là gì. Chính vì vậy mình muốn đi làm rõ khái niệm này trước khi đi vào chi tiết PCIe 7.0.
PCIe viết tắt cho Peripheral Component Interconnect Express (tạm dịch: thành phần ngoại vi kết nối nhanh) là một chuẩn kết nối máy tính được thiết kế để truyền dữ liệu giữa các thành phần phần cứng của máy tính. PCIe là phiên bản nâng cấp của chuẩn PCI cũ, nó cung cấp băng thông cao hơn và hiệu quả hơn cho các thiết bị như card đồ họa, bộ nhớ SSD, card mạng và các loại mở rộng khác.
PCIe hoạt động dựa trên cấu trúc các "đường dẫn" được gọi là lanes, với mỗi lane hỗ trợ hai hướng dữ liệu (gửi và nhận). Mỗi lane của PCIe có khả năng truyền dữ liệu ở tốc độ rất cao, và số lượng lanes có thể được cấu hình từ x1, x4, x8 đến x16 lanes trên các khe cắm khác nhau, phù hợp với nhu cầu và mức độ hiệu năng mà thiết bị yêu cầu.
PCIe được phát triển và quản lý bởi PCI-SIG (PCI Special Interest Group) và đã trải qua nhiều thế hệ, mỗi thế hệ cải thiện về tốc độ và hiệu suất, đảm bảo khả năng tương thích ngược với các thiết bị của các thế hệ trước trong nhiều trường hợp.
PCIe 7 là gì?
Như đã định nghĩa phía trên, PCIe 7.0 là viết tắt của Peripheral Component Interconnect Express phiên bản 7.0. Trong thực tế ở thời điểm hiện tại, PCIe 3 và PCIe 4 vẫn được sử dụng cực kỳ phổ biến. PCIe 5 mới bắt đầu xuất hiện trên các sản phẩm cao cấp thời gian gần đây và PCIe 6 thậm chí chưa được sử dụng.
Về lý thuyết, cứ mỗi thế hệ PCIe thì băng thông sẽ gấp đôi so với thế hệ trước. Từ thế hệ đầu tiên đến thế hệ thứ 7 trải qua 6 lần gấp đôi, có nghĩa là PCIe 7 có tốc độ gấp 2^6=64 lần so với thế hệ đầu tiên.
PCIe 7 khi nào ra mắt
PCIe 7 dự kiến sẽ được công bố chính thức vào 2025. Tuy nhiên việc đưa vào sử dụng thực tế thì có lẽ cần thêm nhiều năm nữa vì như đã nói ở trên, PCIe 6 còn chưa được sử dụng trong thực tế.
Hiện tại PCIe 7 đang ở phiên bản 0.5. Bước quan trọng tiếp theo đối với PCIe 7.0 là hoàn thiện phiên bản 0.7 của thông số kỹ thuật, được coi là bản nháp hoàn chỉnh. Trong đó tất cả các khía cạnh phải được xác định đầy đủ và các thông số kỹ thuật phải được xác thực thông qua các chip thử nghiệm. Sau khi bản đặc tả này được phát hành, không có tính năng mới nào có thể được thêm vào. PCIe 6.0 đã trải qua 4 bản dự thảo chính – 0.3, 0.5, 0.7 và 0.9 trước khi được hoàn thiện, vì vậy PCIe 7.0 có thể cũng đi theo lộ trình tương tự.
Sau khi được hoàn thiện vào năm 2025, phải mất vài năm nữa phần cứng PCIe 7.0 đầu tiên mới lên kệ. PCIe 5.0 ra mắt năm 2019 phải đến năm ngoái mới bắt đầu xuất hiện trên thị trường và đến nay còn chưa phổ biến. Vì vậy có lẽ ngày chúng ta được dùng PCIe 7.0 phải đâu đó 2030.
PCIe 7 có gì mới
Dưới đây là một số điểm chính về những gì PCIe 7.0 dự kiến sẽ cung cấp.
Băng thông tăng gấp đôi PCIe 6, gấp 4 lần PCIe 5
Theo thông số kỹ thuật chính thức từ PCI-SIG, PCIe 7.0 sẽ gấp đôi băng thông của PCIe 6.0 với mục tiêu đạt tốc độ 128 gigatransfer mỗi giây (GT/s). Đó là tốc độ 16GB/s cho mỗi lane, tương đương tốc độ của PCIe 3 x16 mà chúng ta vẫn còn đang sử dụng phổ biến hiện tại. Với PCIe 7.0 x16, băng thông có thể đạt đến 256GB/s cho mỗi hướng đồng thời hay 512GB/s cho hai hướng.
Hiệu quả cao
Tương tự như các phiên bản trước, PCIe 7.0 có thể bao gồm các cải tiến về độ chính xác dữ liệu và khả năng sửa lỗi. Nó có thể sử dụng các kỹ thuật mã hóa tiên tiến hơn để duy trì hiệu quả và độ tin cậy trên các tốc độ tăng cao.
Tương thích ngược
PCIe 7.0 dự kiến sẽ duy trì tính tương thích ngược với các phiên bản trước của các thông số kỹ thuật PCI Express, cho phép các thiết bị được thiết kế cho các tiêu chuẩn cũ hơn hoạt động với các phiên bản mới hơn của bo mạch chủ và card PCIe. Nói một cách dễ hiểu thì bạn vẫn có thể dùng SSD hay card đồ họa sử dụng PCIe 4 cắm vào khe PCIe 7 nhưng tất nhiên tốc độ sẽ bị giới hạn ở chuẩn cũ hơn.
Ứng dụng
Tốc độ của PCIe 7.0 sẽ đặc biệt có lợi trong các lĩnh vực như trung tâm dữ liệu, tính toán hiệu năng cao, AI và xử lý thời gian thực, những ứng dụng mà việc truyền dữ liệu lớn là rất quan trọng. Điều này cũng gợi ý rằng trong vài năm đầu kể từ khi chính thức ra mắt, PCIe 7.0 có thể sẽ chỉ xuất hiện trong cuộc đua AI của những ông lớn, dành cho phân khúc máy chủ và siêu máy tính.
So sánh băng thông PCIe 7 với các tiêu chuẩn cũ hơn
Băng thông của các tiêu chuẩn PCIe đã tăng gấp đôi qua mỗi thế hệ, bên cạnh đó thì hiệu quả năng lượng, hiệu quả mã hóa và độ tin cậy cũng được tăng dần.
Đây là băng thông của các thế hệ PCIe từ trước đến nay:
- PCIe 1.0 ra mắt năm 2003 cung cấp băng thông 2.5 gigatransfers per second (GT/s) cho mỗi làn, tương đương khoảng 250 MB/s.
- PCIe 2.0 ra mắt năm 2007 tăng gấp đôi băng thông của PCIe 1.0 lên 5 GT/s cho mỗi làn, tương đương khoảng 500 MB/s.
- PCIe 3.0 ra mắt năm 2010 gấp đôi băng thông của PCIe 2.0 lên 8 GT/s cho mỗi làn, tương đương khoảng 1 GB/s.
- PCIe 4.0 ra mắt năm 2017 tiếp tục gấp đôi băng thông lên 16 GT/s cho mỗi làn, tương đương khoảng 2 GB/s.
- PCIe 5.0 ra mắt năm 2019 lại gấp đôi băng thông của PCIe 4.0 lên 32 GT/s cho mỗi làn, tương đương khoảng 4 GB/s.
- PCIe 6.0 ra mắt năm 2021 gấp đôi băng thông của PCIe 5.0 lên 64 GT/s cho mỗi làn, tương đương khoảng 8 GB/s.
- PCIe 7.0 dự kiến ra mắt sau 2025 dự kiến sẽ tiếp tục xu hướng và gấp đôi băng thông của PCIe 6.0 lên 128 GT/s cho mỗi làn, tương đương khoảng 16 GB/s.
Dưới đây là bảng so sánh tốc độ 2 chiều của tất cả các phiên bản PCIe. Lưu ý rằng tốc độ quen thuộc chúng ta thường sử dụng là tốc độ 1 chiều. Ví dụ SSD PCIe 3 sử dụng 4 lane có giới hạn lý thuyết là 4GB/s nhưng trong bảng này bạn sẽ thấy đó là 8GB/s. Tương thự SSD PCIe 5 có băng thông tối đa theo lý thuyết là 16GB/s còn tốc độ 32GB/s trong bảng là tốc độ kết hợp 2 chiều.
Thêm một vài thông tin thú vị khác liên quan đến PCIe. Thử nghiệm của TechPowerUp cho thấy RTX 4090 có thể đạt 98% hiệu năng trên PCIe 3 x16 và 100% trên PCIe 4 x16. Điều đó có nghĩa là chỉ cần PCIe 7.0 x1 cũng tạm đủ cho chiếc card đồ họa mạnh mẽ nhất hiện nay. Còn với PCIe 7 x2 thì có lẽ ngay cả RTX 5090 ra mắt cuối năm nay cũng chưa tận dụng hết được. Bởi vậy mới nói có lẽ thời gian đầu chỉ có các siêu máy tính, các ứng dụng trong AI mới tận dụng được băng thông của chuẩn kết nối mới này mà thôi.