2019年にAMDから発売された新しいCPU「第三世代Ryzen CPU」は初めて「PCI Express 4.0」という通信規格をサポートしました。
PCI-e 4.0は3.0のおよそ2倍の通信速度を実現することができ、より高速な通信を行うSSDの接続に大いに貢献しています。しかしながらまだかなり新しい技術で、IntelのCPUは2020年1月時点ではサポートしていません。
しかしそんな中、更に世代を重ねた「PCI Express 5.0」の情報が出てきています。
そこで、少し気が早すぎるかもしれませんがこの記事では「PCI Express 5.0」が一体何者なのか解説していきます。なお、この記事では略して「PCI-e 5.0」とします。
この記事を2文で説明すると
- PCI Express 5.0は4.0の2倍の通信速度を保有し、x4スロットとPCI-e 3.0 x16スロットの通信速度が同等になる
- 2021年の前半頃に普及し始めると予想される
PCI-e 5.0の仕様
そもそもPCI-eとは？
わからない人のために少しだけ説明しますが、PCI-eというのはパソコンが周辺機器と接続するための通信規格の一つです。いわばUSBと同じです。
ごく一般的なPCI-eの接続スロットは上のようになっています。タワー型デスクトップパソコンに装備されていることが多いです。自作パソコン好きや、パソコンゲーム好きならわかるかもしれませんが、このスロットには例えば「グラフィックボード」などの処理装置を取り付けることもできます。
グラフィックボードとは、簡単に説明すると重たいパソコンゲームを快適にプレイするためのCPUの補助的な装置です。他にもサウンド処理を専用のカードで行う「オーディオカード」やUSBハブ、HDDをより多く取り付けるためのカードなんかも取り付けることができます。
それでは本題に戻りますが、PCI-e 5.0はどのような仕様となっているのでしょうか。
PCI-e 5.0の仕様
それではPCI-e 5.0の仕様を紹介するためにPCI-e 3.0やPCI-e 4.0と比較した表をお見せします。
| レーン数 | PCI-e 3.0 | PCI-e 4.0 | PCI-e 5.0 |
|---|---|---|---|
| x1 | 2GB/s | 4GB/s | 8GB/s |
| x4 | 8GB/s | 16GB/s | 32GB/s |
| x16 | 32GB/s | 64GB/s | 128GB/s |
以上のようになっています。非常にシンプルでわかりやすいですね。
PCI-eは世代を重ねるごとに帯域幅が倍になり、半分のレーン数でも同じ通信速度を実現することができます。
x1はマイニングや外付けグラフィックボード、サウンドカードなどで使われることが多いスロットです。
x4はM.2スロット等で使われることが多いレーン数で、M.2 SSDなどで使われます。
x16スロットを使うのは4枚刺しくらいできる外付けM.2 SSD取り付け用カードやグラフィックボードくらいでしか使いませんね。
PCI-e 5.0 x16では驚異の128GB/sを実現していますので、この理論値通りの通信ができるとしたらメインメモリ（DDR4等）よりも圧倒的に速く通信できることになります。（DDR4メモリは最高32GB/s程度）
もはやPCI-eスロットにメインメモリを取り付けてもあまり問題がないといった感じでしょう。
PCI-e 5.0で期待されること
正直普通に使う分にはPCI-e 2.0と3.0の違いもほとんどわからないと言われているくらいですのでPCI-e 5.0なんてどのようにして有効活用すればいいのか全く想像ができませんよね。
しかしながらPCI-e 5.0を利用できるようになれば、今までとは全く違う通信ができるかもしれません。
１．少ないレーンで高速通信
ぶっちゃけPCI-e 5.0のx16レーンをフル活用するのはかなり難しいことです。でも逆に言えばx16レーンなんてほぼ使う必要が無いのです。
x4スロットでもPCI-e 3.0 x16と同じ転送速度なのですから、極端な話すべての接続がx4でも何も問題ないでしょう。
ただ、x4スロットはスロットが短く、スロット給電が不十分なのでグラフィックボードを取り付けるのは無理でしょう。
しかしながら実質的にx4レーン接続程度に抑えておくことで無駄に多くのレーンを使わずに済みます。データセンターにおいては非常に有用なのではないでしょうか。
２．より進化したOptaneメモリの取り付けが可能に
IntelとMicronが共同開発している次世代のNANDフラッシュメモリ「Optane メモリ」は、通常のSSDよりも優れたレイテンシと通信速度を保有するものです。
レイテンシが高いということでSSDとDRAM（DDRメモリ・メインメモリ）の中間に位置しています。DRAMよりも容量当たりのコストがはるかに低いので、大容量のメインメモリとして使われたりもします（DRAMの形のもの）
そして次世代のOptaneメモリはPCI-e 4.0をサポートするといわれています。
Intelの次世代OptaneメモリはCPUよりも先にPCIe4.0に対応する説【皮肉】
そしてその調子でPCI-e 5.0をもサポートすることになったらどうでしょう。PCI-eスロットに取り付けるだけでDRAM代わりにできるかもしれません。
しかも場合によっては通常のDRAMと同じ通信速度を実現できることも期待されますので、特にサーバーなんかはその恩恵を受けるのではないでしょうか。
ただ、DRAMもDRAMでどんどん進化していき、PCI-e 5.0よりも先にDDR5が登場すると考えられていますね。
いつ登場するのか？
PCI-e 5.0についてアツく語っていますが、執筆時点（2020年1月）ではまだPCI-e 4.0すら世の中に普及していません。
ではPCI-e 5.0が普及するのなんて一体いつの話になってしまうのでしょうか。
と遠い未来を想像してしまいますが、実はPCI-e 5.0についてはもう登場する準備ができています。
というのも、2019年の6月ごろに正式にリリースされました。すなわち登場したと言ってもいいのかもしれませんが、もちろんそれをサポートするプロセッサ等はまだ登場していませんので、実質まだ登場していません。
PCI-e 5.0を最初にサポートすると考えられるAMDの「第五世代 Ryzen CPU」が2021年の後半頃に登場すると見込まれていますのでPCI-e 5.0が本格的に話題になり始めるのは2021年の頭くらいでしょうか。
そして第五世代 Ryzen CPUと同時に、PCI-e 5.0をサポートした何らかのグラフィックボードも登場するでしょう。
ちなみに余談なのですが、私は昔ビジネス用のデスクトップパソコンのPCI-e 2.0 x1スロットに外付けのグラフィックボードを取り付けたことがありまして、正直PCI-e 2.0 x1（1GB/s）でも最新のゲームを快適にプレイできましたね…笑 なんだかんだで今もPCI-e 2.0 x16スロットにグラフィックボードを取り付けていますが、通信速度の不足感は全く感じていません。
ぶっちゃけ通信規格がグラフィック処理性能よりも進化しすぎている気がしますね。
こちらの記事もどうぞ
参考記事：https://project.nikkeibp.co.jp/idg/atcl/idg/14/481709/060300546/
