Teknologi PCIe 7 PCIe 6 PCIe 5 storage port dan kecepatan SSD NVme M.2 titik kritis 80 derajat

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 3.0 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.

Bagaimana dengan SSD PCIe 3.0 vs PCie 4.0
PCie 3.0 M.2 lebih murah, bila computer dapat menerima SSD dengan PCIe 3.0 M.2
Kecepatan SSD PCie 4.0 M.2 lebih cepat tapi berbeda berapa detik ?, harga relatif lebih mahal
Untuk pemakaian biasa dengan PCIe 3.0 sudah cukup, kecuali hardware PCIe 4.0 turun mencapai harga PCIe 3.0.
Untuk game modern, Microsoft memindahkan storage langsung ke SSD, dan tidak melewati CPU. Artinya dibutuhkan kecepatan PCie 4.0 atau lebih tinggi. Disini dibutuhkan kecepatan pada storage.

Apakah PCIe slot itu

PCIe adalah interface untuk computer.
Dikenal seperti slot VGA, menghubungkan perangkat computer ke procesor.

PCIe dibagi dengan jalur kanal, kata sederhananya jalur untuk lalulintas

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

Kecepatan PCIe dari generasi

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

Versi PCIe	Diumumkan	Line	Kecepatan tranfer / clock	x1	x2	x4	x8	x16
1.0	2003	8b/10b	2.5 GT/s - 2.5Ghz	250 MB/s	0.50 GB/s	1.0 GB/s	2.0 GB/s	4.0 GB/s
2.0	2007	8b/10b	5.0 GT/s - 5Ghz	500 MB/s	1.0 GB/s	2.0 GB/s	4.0 GB/s	8.0 GB/s
3.0	2010	128b/130b	8.0 GT/s - 8Ghz	984.6 MB/s	1.97 GB/s	3.94 GB/s	7.88 GB/s	15.8 GB/s
4.0	2017	128b/130b	16.0 GT/s - 16Ghz	1969 MB/s	3.94 GB/s	7.88 GB/s	15.75 GB/s	31.5 GB/s
5.0	2019	128b/130b	32.0 GT/s[ -  32Ghz	3938 MB/s	7.88 GB/s	15.75 GB/s	31.51 GB/s	63.0 GB/s

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

Sebagai contoh.
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 saat ini (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.


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.


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.



Mengapa PCIe digunakan untuk storage.
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 sangat lambat walau mengunakan SSD. Dan SATA3 terbatas sampai 500MB/s
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

Bila memory SSD NVme M.2 dipasangkan di computer yang mendukung PCI 2.0
Setidaknya kinerja NVme M.2 harus dipasang ke slot PCIe x16 dengan kecepatan 8GB/s, atau setidaknya di slot PCIe x8 dengan kemampuan 4GB/s
Bila memory NVme M.2 PCIe 3.0 dipasangkan ke PCIe 2.0 pada slot PCIe x4, maka kecepatan akan menurun dan sampai 2GB/s. Dan kecepatan tranfer tidak akan melewati batas tersebut walau memory card mampu memberikan kecepatan tranfer sampai 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. atau 4 (bila mengunakan X570 terbaru)
• Lihat tersedianya tipe PCIe slot, dari x1, x4, x8, x16 (yang digunakan untuk VGA). Bila ada  dapat melihat kecepatan maksimum dari NVme M.2 yang anda gunakan. Lihat tabel keterangan sebelumnya.
  
• 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.

AMD socket AM4 dengan PCIe 4.0 (Januari 2019)
AMD menyiapkan procesor seri baru Ryzen 7nm. Dirancang lebih dingin, dan hemat power serta dukungan PCIe 4.0
Sekaligus AMD tetap mendukung socket AM4 motherboard saampai tahun 2020. Dan procesor Ryzen lama tetap kompatibel.
Produsen motherboard mengatakan telah berhasil menguji PCIe 4.0 untuk motherboard AMD seri 300 dan 400.
Hanya perlu update BIOS, dan mendukung sinyal PCIe 4. yang lebih cepat. Termasuk port M.2 untuk SSD dapat bekerja di PCIe 3.0.

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.



Bentuk PCIe mendatang
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

Teknologi PCIe 5 - 32GB/s

PCIe-SIG pengembang PCIe memperkenalkan PCI Express 5.0, tapi masih tahap pengembangan. Sekarang baru versi pengambangan 0.3, disusul 0,7 dan nantinya ke versi PCIe 5 yang resmi di umumkan dan di setujui bulan Mei 2019 setelah menunggu 18 bulan.

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, akan 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.

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 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. Pergantian setiap Generasi PCIe dilakukan 3 tahun sekali.

PCIe 6.0 baru  final pada tahun 2021. Dan produk akan tampil di tahun 2023.

Teknologi PCIe 7

SIG mengumumkan kecepatan PCIe 7 mencapai 128GT/s.
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)

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

Produsen chip NAND Kioxia menampilkan teknologi chip XL Flash. Generasi kedua untuk PCIe 5. Kecepatan read 13,5GB/s dengan IOPS 3 juta input output perdetik. Generasi sebelumnya FL6 telah dibuat, mengunakan teknologi PCIe 4.

Storage PCie 5.0 telah tersedia, mendukung computer Ryzen 7000 dan Raptor Lake. Storage PCIe 5 hanya di produk premium, produksi sedikit. Bila kita perhatikan ada perbedaan kecepatan read dan write. PCIe 4 tetap mendominasi sampai 2024, bahkan PCIe 3 mungkin lebih terjangkau

Motherboard Onda B760 paling murah dibawah $100. Intel chipset Z790 mendukung procesor LGA1700 Gen13 Raptor Lake. Perubahan penanganan hardware terlihat meningkat untuk DDR 5600. Intel mempertahankan procesor dapat mengunakan DDR4 3200. Gigabyte BIOS ambil 2 core paling potensial ke 6Ghz

Perdebatan camera DSLR dan DSLM atau Mirrorless sepertinya berakhir. Nikon dan Canon sebagai produsen camera digital terbesar akan memindahkan teknologi seluruhnya ke Mirrorless. Setelah Nikon tidak mengeluarkan camera DSLR selama 2 tahun

Intel tidak menyebut angka nm untuk produksi chip procesor, digantikan ke angka Intel7, Intel4 dan Intel3. Perubahan disain procesor terbaru mengunakan penyinaran EUV atau Extreme Ultraviolet. Procesor menjanjikan kinerja meningkat sampai 20 persen lebih tinggi dari generasi sebelumnya.

Samsung memadatkan chip NAND teknologi V-NAND dengan TLC. Sekarang mencapai 170 layer, kedepan menampung sampai 200 lapis per chip. Batasan chip ada di kemasan seperti smartphone ukuran 0,5mm termasuk modul.

AMD mengembangkan FidelityFX Super Resolution, mampu meningkatkan kecepatan gambar GPU tanpa memberikan beban ke GPU. Mirip Nvidia DLSS untuk memperbaiki kecepatan FPS game pada beberapa game. AMD memilih OpenSource sehingga semua pengembang dapat memanfaatkan tekknologi AMD FidelityFX

Samsung menawarkan SSD ZNS Samsung PM1731a dengan fitur ZNS. Membuat SSD bekerja lebih lama, karena mengurangi penulisan data. Teknologi NVME 2.0 memiliki fitur terbaik dengan ZNS. Mencegah penulisan data pada chip yang mengurangi usia pakai chip NAND.

Microsoft DirectX 12 Ultimate telah di dukung untuk GPU Nvidia. Menyatukan teknologi konsol dan VGA PC. Kedepan untuk Nvidia RTX sudah siap, AMD harus menunggu GPU RDNA 2. Intel tidak akan mendukung walau menyiapkan Xe GPU.

Setelah SD Express 7.0 menyusul diumumkan SD Express 8.0. 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.

Icy ToughArmor MB840M2P-B perangkat hot-swap SSD. Tidak perlu membuka case, SSD dapat dilepas pasang dari belakang computer. Caddy SSD NVMe dapat dipasang ukuran SSD 30mm sampai 110mm. Pilihan lain untuk SSD 2,5 inci juga tersedia.

Kabel ethernet umum digunakan di jaringan LAN. Berkembang teknologi WIFI, kabel Ethernet tetap dibutuhkan. Khususnya untuk jaringan kantor sampai rumah. Kecepatan transfer dari computer ke HUB atau dari HUB ke HUB WIFI Router dan lainnya lebih stabil dibanding WIFI. Apa yang berbeda dari kabel Ethernet.

Setelah 4 tahun dibuat, perkembangan baru MIDI 1.0 menjadi MIDI 2.0.Teknologi musiik dari perangkat digital akhirnya kembali dikembangkan. Sebelumnya MIDI menghilan dari PC, tapi muncul di kalangan komposer sampai DJ. Sampai dibuat standar baru tahun 2020 untuk MIDI 2.0.

Western Digital mengumumkan mitra pertama yang mendapatkan chip NAND BiCS 4 dengan 96 layer. Tahun 2020 akan diproduksi tipe BICS5 yang lebih kecil, lebih murah dan lebih cepat. Harga chip NAND dapat diturunkan lebih terjangkau.

Memanfaatkan teknologi PCIe 4.0, sebuah adaptor card Gigabyte AORUS Gen4 AIC Adaptor dapat dipasang 4 card. Dengan total maksimum kapasitas 8TB SSD dari kombinasi 4 card PCIe 4.0. Kinerja card mengunakan sistem RAID seperti SSD atau harddisk. Perbedaan pada jalur yang dipakai dengan kecepatan tinggi maksimum mencapai 15GB/s. Setara kecepatan tranfer DDR3-1866 bila dijadikan virtual drive

Evolusi disain SSD memiliki form factor berbeda beda. Dari SATA, M0-297, MO-300, M.2, M.3, NVMe PCIe Express,  dan terbaru Toshiba XFMEexpress (2019) Istilah TRIM, Write Cycles, MTFB SSD atau IOPS. Penting bila SSD M.2 kepanasan / overheating akan menghilangkan semua data.

Quadro GP100 generasi GPU Pascal mendukung kccepatan tinggi NVLink di Windows atau WorkStation computer. GP100 bukan untuk gaming, tapi di bidang teknik. Seperti pembuatan konten, simulasi, aplikasi engineering dan virtual reality.

Toshiba merencanakan teknologi SSD dengan kapasitas jauh lebih besar dari harddisk. 128TB SSD, setidaknya akan di produksi pada tahun 2018 mendatang. Samsung sudah menampilkan SSD 15,36TB, mengunakan bentuk seperti ukuran SSD biasa 2,5 inci. Dengan chip kerapatan baru, 256GB NAND FLash 3V 48 layer 3 Bit MLC data dapat dimasukan ke storage SSD lebih besar.

Bagaimana cara kerja Nvidia NVLink, kabarnya kecepatan VGA akan meningkat drastis untuk tranfer bandwidth GPU tdan ke komponen lain. Saat ini computer menangani VGA melalui jalur PCIe, seperti CPU dan chipset motherboard dipastikan melalui jalur PCIe.

Saat ini SSD baru mampu mencapai 1TB, karena masalah controller chip yang belum tersedia untuk mengatur SSD diatas 1TB. Dr Jerome Luo sebagai pendiri perusahaan Sage, Sage membuat SSD controller yang efisien untuk mengelola chip Nand Flash sampai 5TB.

DisplayPort 2.1 Oktober dengan standar yang sama mencapai 80Gbps. DisplayPort 2.0 akan mengantikan DisplayPort 1.4a. Memiliki kecepatan lebih tinggi seperti menayangkan gambar 3x di resolusi 8K. Dibuat nama sederhana dengan DP40 dan DP80