PCIe 4.0 - Brauche ich das? Und was kann der Standard?

PCIe 4.0 ist spätestens seit den neuen Grafikkarten von AMD und Nvidia ein Thema. Doch was bringt der Standard? Und brauche ich ihn?

PCIe 4.0 - der doppelt so schnelle Standard

Seit Jahren gibt es beim Anschluss von Grafikkarten und anderen Zusatzkarten im PC einen vorherrschenden Standard: PCIe 3.0, ausgeschrieben Peripheral Component Interconnect Express 3.0. Dieser Standard löste PCIe 2.0 im Jahr 2010 ab und ist seitdem in Computern nicht mehr wegzudenken. PCIe 3.0 ist die Schnittstelle zwischen dem Prozessor des Computers und vielen anderen Komponenten, beispielsweise von schnellen NVMe-SSDs. Die wichtigste Rolle im Gaming-PC spielt der Standard jedoch bei der Verbindung zur Grafikkarte. Diese ist typischerweise mit 16 PCIe 3.0-Lanes angebunden. Das ermöglicht einen Datendurchsatz von 16 Gigabyte pro Sekunde. Diese schnelle Verbindung braucht die Grafikkarte auch, um möglichst zügig mit dem Prozessor kommunizieren zu können.

Seit Juni 2019 gibt es nun aber auch die ersten Produkte mit PCIe 4.0. Dabei handelt es sich um den gleichen Standard, aber um die nächste Evolutionsstufe. Mit PCIe 4.0 geht nämlich vor allem eins einher: mehr Geschwindigkeit. So erreichen 16 PCIe 4.0-Lanes nun 32 GByte/s. Der Standard ist also doppelt so schnell.

AMD hat mit den Ryzen 3000-Prozessoren als erster den Schritt zu PCIe 4.0 gewagt. Die CPUs gepaart mit einem B550- oder X570-Motherboard können mit dem neuen Standard umgehen und ermöglichen so die doppelte Übertragungsgeschwindigkeit. Auch Intel bietet mit Rocket Lake-S bald die ersten Desktop-CPUs mit PCIe 4.0 an. Und nicht zuletzt sind auch die neusten Grafikkarten von Nvidia, Codename Ampere oder RTX 3000, und AMD alias Big Navi bzw. RX 6000 mit dem neusten Standard ausgestattet. Doch was bringt das eigentlich?

Das bringt PCIe 4.0 in deinem PC

Jetzt stellt sich natürlich auch zwangsläufig die Frage: brauche ich PCIe 4.0 in meinem Computer überhaupt? Prinzipiell können wir an dieser Stelle schon einmal Entwarnung geben - aktuell gibt es keine Einschränkungen, wenn man noch eine Plattform mit "nur" PCIe 3.0 nutzt. Auch der nun alte Standard ist schnell genug für sämtliche Grafikkarten. Auch wenn Nvidia und AMD bereits auf PCIe 4.0 setzen gibt es quasi keine messbaren Performance-Einbußen. Solange die CPU schnell genug ist, mit der Grafikkarte umzugehen, macht das also keinen Unterschied. Der einzige tatsächliche Unterschied ist mit den neuen AMD-Grafikkarten namens Big Navi oder Radeon RX 6000 vorhanden. Diese unterstützen eine Technik namens Smart Access Memory. In Verbindung mit einem Ryzen 5000-Prozessor kann so auf den ganzen Videospeicher der Grafikkarte zugegriffen werden. Das soll Spiele um bis zu 10 Prozent beschleunigen - und setzt PCIe 4.0 voraus. Da die Technologie auf einem offenen Standard basiert, ist dieser direkte Speicherzugriff aber wohl bald auch bei Intel und Nvidia möglich.

Einen messbaren Unterschied gibt es bei den Speichermedien. PCIe 4.0-SSDs können deutlich schneller schreiben und lesen, sind aber auch teurer als ihre Pendandts mit PCIe 3.0 und brauchen meist einen passiven Kühler. Beim Gaming bringen sie hingegen noch keine messbaren Vorteile. Lediglich in manchen Produktivumgebungen kann der schnellere Standard punkten.

Brauche ich also PCIe 4.0?

Es stellt sich nun also die Frage: brauche ich PCIe 4.0 unbedingt in meinem PC? Prinzipiell lässt sich das mit einem "Nein" beantworten. Wer bereits einen performanten PC hat, für den ist PCIe 4.0 allein kein Upgrade-Grund. Auch die neuen Grafikkarten kommen mit PCIe 3.0-Hardware trotz des neuen Standards auf die gleiche Performance. Wer also beispielsweise einen Intel Core i7-10700K verbaut hat, kann problemlos auch eine Nvidia GeForce RTX 3080 oder eine AMD Radeon RX 6800 XT verbauen, ohne auf einen Flaschenhals zu stoßen. Auch die schnellen NVMe-SSDs sind beim Gaming kein Argument und können nur in speziellen Anwendungen ihre Stärken vollends ausspielen.

Wer hingegen von einem alten System auf ein neues wechselt, der kann PCIe 4.0 ohne Probleme einplanen. AMD bietet mit Ryzen 3000 und Ryzen 5000 bereits passende CPUs sowie mit den B550- und X570-Chipsätzen kompatible Motherboards für nahezu alle Preisregionen. Intel zieht Anfang 2021 mit Rocket Lake-S und mutmaßlich Z590 und weiteren Plattformen nach. Auch die bereits vorhandenen Motherboards mit den Chipsätzen Z490, H470, B460, H410 sollen zu PCIe 4.0 kompatibel sein. Kleiner Wermutstropfen: die folgende Generation, Codename Alder Lake, soll bereits auf PCIe 5.0 setzen. Aber bis dahin dauert es noch.