Tất cả thông tin về PCIe 7.0 sẽ được tiết lộ vào năm 2025: Băng thông ra sao, có gì mới?

Thông cáo báo chí từ PCI-SIG nói rằng:

Thông số kỹ thuật của PCIe 7.0 đã được công bố tại DevCon tại Mỹ vào tháng 6 năm 2022 và vẫn đang tiếp tục được phát triển. Với sự đóng góp của các nhóm làm việc kỹ thuật, phiên bản 0.5 của tiêu chuẩn này đã sẵn sàng để thành viên xem xét. Đây là bản thảo chính thức đầu tiên, tổng hợp phản hồi từ các thành viên sau khi phát hành phiên bản 0.3 vào tháng 6 năm 2023.

Với phiên bản này, các thông số kỹ thuật chính của PCIe 7.0 đã được công bố và có vẻ như đây sẽ là phiên bản chính thức ra mắt vào năm sau. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về tiêu chuẩn kết nối mới này.

PCIe là gì?

Mặc dù thuật ngữ PCIe được sử dụng rất phổ biến nhưng không phải ai cũng hiểu rõ PCIe là gì. Vì vậy, trước khi đi vào chi tiết về PCIe 7.0, chúng ta cần làm rõ khái niệm này trước.

PCIe là viết tắt của Peripheral Component Interconnect Express (tạm dịch: giao tiếp nhanh giữa các thành phần ngoại vi), là một tiêu chuẩn kết nối máy tính dùng để truyền dữ liệu giữa các thành phần phần cứng của máy tính. PCIe là phiên bản nâng cấp của chuẩn PCI, cung cấp băng thông cao hơn và hiệu quả hơn cho các thiết bị như card đồ họa, ổ cứng SSD, card mạng và các loại phần mở rộng khác.

PCIe hoạt động dựa trên cấu trúc các 'lane' (đường dẫn), mỗi lane hỗ trợ truyền dữ liệu ở hai hướng (gửi và nhận). Mỗi lane của PCIe có khả năng truyền dữ liệu ở tốc độ rất cao, và số lượng lane có thể được cấu hình từ x1, x4, x8 đến x16 lanes trên các khe cắm khác nhau, phù hợp với nhu cầu và hiệu suất của thiết bị.

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 được đề cập ở trên, PCIe 7.0 là viết tắt của Peripheral Component Interconnect Express phiên bản 7.0. Hiện tại, PCIe 3 và PCIe 4 vẫn rất phổ biến. PCIe 5 mới bắt đầu xuất hiện trong các sản phẩm cao cấp gần đây và PCIe 6 thậm chí còn chưa được sử dụng.

Về lý thuyết, mỗi thế hệ PCIe sẽ gấp đôi băng thông so với thế hệ trước đó. Từ thế hệ đầu tiên đến thế hệ thứ 7, băng thông đã tăng gấp 6 lần, tức là PCIe 7 có tốc độ gấp 64 lần so với thế hệ đầu tiên.

PCIe 7 sẽ ra mắt khi nào?

PCIe 7 dự kiến sẽ được công bố chính thức vào năm 2025. Tuy nhiên, việc sử dụng thực tế có lẽ sẽ mất thêm nhiều năm nữa vì PCIe 6 vẫn chưa được triển khai.

Hiện tại, PCIe 7 đang ở phiên bản 0.5. Bước tiếp theo quan trọng cho PCIe 7.0 là hoàn thiện phiên bản 0.7 của thông số kỹ thuật, được coi là bản nháp hoàn chỉnh. Tất cả các khía cạnh cần được xác định và 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 hoàn thiện vào năm 2025, cần một vài năm nữa để phần cứng PCIe 7.0 đầu tiên được phát hành. PCIe 5.0 đã ra mắt vào năm 2019 nhưng chỉ gần đây mới bắt đầu xuất hiện trên thị trường và hiện vẫn chưa phổ biến. Vậy nên, có lẽ chúng ta sẽ phải chờ đến khoảng năm 2030 để có thể sử dụng PCIe 7.0.

PCIe 7 có những tính năng mới gì

Dưới đây là một số điểm quan trọng về những tính năng mà PCIe 7.0 dự kiến mang lại.

Băng thông tăng gấp đôi so với PCIe 6, gấp 4 lần so với 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). Điều này tương đương với tốc độ 16GB/s cho mỗi lane, giống với tốc độ của PCIe 3 x16, một chuẩn kết nối phổ biến hiện nay. Với PCIe 7.0 x16, băng thông có thể đạt đến 256GB/s cho mỗi hướng đồng thời hoặc 512GB/s cho cả hai hướng.

Hiệu suất cao

Giống như các phiên bản trước, PCIe 7.0 có thể có các cải tiến về độ chính xác của dữ liệu và khả năng sửa lỗi. Nó có thể sử dụng các kỹ thuật mã hóa tiên tiến hơn để duy trì hiệu suất và độ tin cậy ở các tốc độ cao hơn.

Tương thích ngược

PCIe 7.0 dự kiến sẽ duy trì tính tương thích ngược với các phiên bản trước của chuẩn PCI Express, cho phép các thiết bị được thiết kế cho các tiêu chuẩn cũ hoạt động với các phiên bản mới hơn của bo mạch chủ và card PCIe. Điều này có nghĩa là bạn vẫn có thể sử dụng SSD hoặc card đồ họa sử dụng PCIe 4 cắm vào khe PCIe 7, tuy nhiên tốc độ sẽ bị giới hạn ở chuẩn cũ hơn.

Ứng dụng

Tốc độ của PCIe 7.0 sẽ đặc biệt hữu ích trong các lĩnh vực như trung tâm dữ liệu, tính toán hiệu năng cao, trí tuệ nhân tạo và xử lý thời gian thực, các ứng dụng mà việc truyền dữ liệu lớn rất quan trọng. Điều này cũng gợi ý rằng trong vài năm đầu kể từ khi ra mắt, PCIe 7.0 có thể chỉ xuất hiện trong cuộc đua trí tuệ nhân tạo của các công ty lớn, dành cho phân khúc máy chủ và siêu máy tính.

So sánh băng thông của PCIe 7 với các tiêu chuẩn cũ hơn

Băng thông của các tiêu chuẩn PCIe đã tăng gấp đôi qua mỗi thế hệ, cùng với việc tăng cường hiệu suất năng lượng, hiệu suất mã hóa và độ tin cậy.

Dưới 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 mỗi giây (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 hai chiều của tất cả các phiên bản PCIe. Lưu ý rằng tốc độ thông thường mà chúng ta thường sử dụng là tốc độ một chiều. Ví dụ, SSD PCIe 3 sử dụng 4 lane có tốc độ lý thuyết tối đa là 4GB/s nhưng trong bảng này, bạn sẽ thấy tốc độ là 8GB/s. Tương tự, SSD PCIe 5 có băng thông tối đa lý thuyết là 16GB/s nhưng tốc độ 32GB/s trong bảng là tốc độ kết hợp hai chiều.

Thêm một số thông tin thú vị khác về PCIe. Thử nghiệm của TechPowerUp đã chỉ ra rằng RTX 4090 có thể đạt được 98% hiệu suất trên PCIe 3 x16 và 100% trên PCIe 4 x16. Điều này có nghĩa là thậm chí chỉ cần PCIe 7.0 x1 cũng đủ để vận hành card đồ họa mạnh nhất hiện nay. Thậm chí với PCIe 7 x2, có lẽ cả RTX 5090 sắp ra mắt cũng chưa thể tận dụng hết. Vì vậy, có lẽ chỉ các siêu máy tính và ứng dụng trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo mới có thể tir dụng được băng thông của chuẩn kết nối mới này.

• Chuyện tình hợp tan của NVIDIA và Apple: AMD có phải là người thứ ba?
• Xem thêm bài viết trong mục Khám phá

Khám phá ngay các mẫu card đồ họa mạnh mẽ với giá cực kỳ hợp lý đang có tại: