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La norme PCI Express (PCIe) est devenue une fonctionnalité incontournable sur les ordinateurs modernes. Ce bus permet en effet l'installation de composants tels que la carte graphique, le SSD et diverses cartes d'extensions. Le PCIe ou PCI express (Peripheral Component Interconnect Express) est un bus de communication permettant un échange de données à haut débit entre les différents composants de l'ordinateur et le microprocesseur.
Ce bus offre une large bande passante, avec des vitesses de transfert allant jusqu'à 4 GB/s, pour le cas du PCIe 5.0. La bande passante offerte par le PCIe est cruciale pour répondre aux besoins des setups informatiques actuels. Les composants informatiques de dernière génération comme les SSD, les GPU et les CPU induisent en effet un volume d'informations considérable à traiter.
La norme PCI express a supplanté les autres standards comme le PCI, l'AGP et le SATA par la largeur de sa bande passante. Le bus PCIe contribue de manière significative à améliorer les performances d'un ordinateur fixe. Sa large bande passante permet en effet de traduire efficacement la puissance d'un composant comme le GPU. La connexion directe du bus au processeur améliore davantage la vitesse de transfert sur les normes Gen4 et Gen5.
La norme PCIe est une véritable pierre angulaire de la performance d'un ordinateur. Alors que le PCIe Gen4 demeure encore largement répandu, le PCIe 5.0, qui n'en est qu'au début de son déploiement, propose des performances époustouflantes. Cette 5e génération dispose encore de longues années devant elle, en attendant l'arrivée du PCIe 6.0 sur le marché.
La 6e génération du PCI Express marquera un nouveau tournant en passant du codage NRZ 128b/130b au PAM4.
Si vous avez déjà construit un PC, vous reconnaîtrez les connecteurs PCIe disposés horizontalement sur votre carte mère. Sur la carte mère, les voies PCIe se déclinent en x1, x2, x4, x8 et x16. Plus de voies signifie plus de bande passante, ainsi qu'un emplacement plus long. Les processeurs graphiques sont généralement installés dans l'emplacement 16 fois supérieur, car il dispose de la plus grande bande passante et, traditionnellement, de la connexion la plus directe avec le processeur.
Chaque génération de PCIe est deux fois plus rapide que la précédente. Alors que le PCIe 3.0 avait un taux de transfert de données de 8 gigatransferts par seconde, le PCIe 4.0 transfère les données à 16 GT/s et le PCIe 5.0 à 32 GT/s. En apparence, les nouveaux emplacements PCIe sont identiques aux emplacements 3.0.
Voici un aperçu des différentes normes PCIe :
Les composants informatiques se connectent au bus PCI express à travers des slots de tailles différentes. Ces tailles déterminent le nombre de lignes mises à disposition de chaque matériel. Un port PCIe 4X dispose, à titre d'exemple, de 4 lignes, tandis qu'un port PCIe 16X en dispose 16. La bande passante mise à disposition de chaque composant varie évidemment en conséquence.
En plus de la performance, l'attribution des lignes PCI express aux différents composants du PC contribue à une meilleure gestion des données et à la réduction des conflits.
Toutes les voies PCIe ne fonctionnent pas de la même manière. Le PCH gère généralement les fonctionnalités de votre carte mère, telles que les périphériques USB, les réseaux Wi-Fi et Ethernet et le son intégré. Le lien entre le processeur et le chipset étant limité à une bande passante totale de 8 fois le 3.0, il est possible de saturer le lien si vous branchez plusieurs périphériques de stockage et utilisez d'autres ressources.
Les unités de stockage SSD PCIe m.2 et les SSD NVMe utilisant des cartes riser bénéficient déjà d'avantages en termes de vitesse par rapport aux disques qui se connectent via un câble de données SATA. Le débit plus élevé de PCIe permet au stockage NVMe de mettre rapidement en file d'attente davantage de données, et la connexion directe à la carte mère réduit la latence.
Comme il a été mentionné plus haut, chaque génération de PCIe double son débit. Actuellement, les SSD PCIe 4.0 sont conçus pour avoir des vitesses maximales de lecture/écriture plus élevées que les SSD PCIe 3.0, mais leurs avantages réels actuels dans des domaines tels que les temps de chargement et le transfert de fichiers volumineux sont faibles.
L'un des moyens d'y parvenir est de mettre en place des technologies telles que DirectStorage, qui sont conçues pour améliorer les performances des SSD dans les charges de travail d'E/S lourdes. L'augmentation de la bande passante des PCIe 4.0 et 5.0 pourrait également profiter aux cartes graphiques, car un débit plus élevé permet un transfert plus rapide des données vers la VRAM.
Certains tests suggèrent que même l'exécution de jeux en 4K avec les cartes graphiques actuelles ne saturera pas la bande passante d'un emplacement PCIe 3.0 x16. Processeur. PCIe 5.0 est conçu pour prendre en charge les jeux vidéo dès leur conception, avec jusqu'à 16 voies PCIe 5.0 pour le CPU et jusqu'à quatre voies PCIe 4.0 pour le CPU.
Carte mère. Périphériques PCIe 4.0 et 5.0. Bien que vous n'ayez pas forcément opté pour une unité de stockage SSD ou un processeur graphique PCIe 4.0 lors de votre construction ou de votre achat initial, il est facile de comprendre pourquoi le support est utile à l'avenir.
Peut-être que les ports des nouveaux jeux sur console commencent à s'appuyer davantage sur le streaming des ressources et qu'une unité de stockage SSD PCIe 4.0 offre une expérience nettement plus fluide. Ou la prochaine génération de processeurs graphiques bénéficie du débit doublé des emplacements PCIe 4.0 et 5.0.
Les plateformes PCIe 5.0 et 4.0 vous offrent plus de flexibilité. Vous aurez plus de choix lorsque vous achetez de nouveaux périphériques et plus de choix lorsque vous les configurez. De nombreux utilisateurs remplacent leur disque dur ou leur carte graphique à un moment donné de la durée de vie de leur système.
Le Wi-Fi 6 apporte de grands changements aux réseaux sans fil partout dans le monde.
Le PCIe 4.0 marque une étape importante dans l’évolution des ordinateurs modernes en doublant la vitesse de transfert de son prédécesseur, le PCIe 3.0. Ce standard permet aux composants clés comme les SSD NVMe et les cartes graphiques de s’exprimer pleinement, en réduisant les temps de chargement et en optimisant la réactivité du système.
Le PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) est un bus d’extension à haute vitesse qui permet de connecter les composants majeurs de votre PC (carte graphique, SSD NVMe, cartes d’extension, etc.) à la carte mère. Le PCIe 4.0 en est la quatrième génération.
Annoncé en 2017 et apparu sur les premiers PC grand public vers 2019, ce standard a immédiatement suscité un vif intérêt pour les périphériques hautes performances (SSD, GPU, etc.) qui pouvaient en tirer parti. En effet, le PCIe 4.0 double la bande passante par rapport à la génération précédente (PCIe 3.0) tout en conservant le même format de connecteur.
Le principal apport de la norme PCIe 4.0 est sa vitesse de transfert deux fois plus élevée que celle du PCIe 3.0. En passant de 8 GT/s à 16 GT/s par ligne, le débit maximal double (on passe d’environ 1 Go/s à 2 Go/s par ligne). Bande passante max. Bande passante max.
Le PCIe 5.0 double encore les débits du 4.0, mais reste réservé aux plateformes récentes, alors que le PCIe 4.0 demeure le standard dominant.
Outre sa bande passante accrue, il améliore l’efficacité énergétique et thermique grâce à une meilleure gestion des transferts.
Une caractéristique importante de PCI-Express est sa rétrocompatibilité totale entre générations. Toutes les générations de PCIe sont compatibles les unes avec les autres : on peut brancher un périphérique PCIe 4.0 dans un slot PCIe 3.0 ou inversement, et l’appareil fonctionnera parfaitement. La seule contrainte est que les performances seront limitées par la génération la plus lente.
Concrètement, cela signifie par exemple que si vous achetez aujourd’hui un SSD NVMe PCIe 4.0, vous pouvez tout à fait l’utiliser immédiatement sur votre configuration actuelle en PCIe 3.0 : il fonctionnera alors aux débits d’un SSD Gen3. Puis, si vous mettez à jour votre plateforme plus tard vers du PCIe 4.0, ce même SSD délivrera alors toute sa performance Gen4 sans aucune limitation.
De même, une carte graphique PCIe 4.0 installée sur une carte mère PCIe 3.0 fonctionnera normalement (aux performances d’une carte graphique en PCIe 3.0). À retenir : vous n’avez pas à changer tous vos composants en même temps.
Pour profiter pleinement des débits PCIe 4.0, il faut bien sûr que tous les éléments de la chaîne - le périphérique, la carte mère et le processeur - prennent en charge cette norme.
Voici quelques exemples de compatibilité :
Les SSD au format M.2 NVMe font partie des composants qui bénéficient le plus du passage à PCIe 4.0. Sur quatre lignes PCIe (interface typique d’un SSD M.2), la bande passante doublée permet aux SSD NVMe Gen4 d’atteindre des débits séquentiels avoisinant les 7 000 Mo/s (7 Go/s), alors que les meilleurs SSD Gen3 culminaient autour de 3 000 à 3 500 Mo/s. Autrement dit, le goulot d’étranglement que constituait le bus PCIe 3.0 pour les SSD ultra-rapides a été éliminé en Gen4.
Voici les avantages des SSD PCIe 4.0 :
Enfin, rappelons que si vous installez un SSD PCIe 4.0 sur une carte mère ne supportant que le PCIe 3.0, il fonctionnera sans problème (grâce à la rétrocompatibilité) mais sera limité aux ~3 Go/s de l’ancienne génération. Pour profiter de ses performances maximales, il faudra le brancher sur une interface Gen4.
Les cartes graphiques récentes ont elles aussi adopté le standard PCIe 4.0. Depuis 2019, AMD a introduit le PCIe 4.0 sur ses GPU (avec les Radeon RX 5000, puis les RX 6000/7000), et NVIDIA l’a suivi en 2020 avec les GeForce RTX 3000 (Ampere) puis RTX 4000 (Ada Lovelace) - toutes ces cartes fonctionnent en PCIe 4.0 ×16.
Néanmoins, il est important de souligner que la bande passante du PCIe 3.0 ×16 était déjà suffisante pour la grande majorité des utilisations graphiques actuelles. Aucun bridage notable en PCIe 3.0 : même les GPU haut de gamme d’aujourd’hui n’épuisent pas la bande passante offerte par un slot PCIe 3.0 ×16. Des tests montrent qu’à résolution 4K par exemple, les différences de framerate entre une carte graphique fonctionnant en PCIe 3.0 ×16 et la même en PCIe 4.0 ×16 sont minimes, de l’ordre de quelques pourcents tout au plus, et donc imperceptibles en jeu.
Évolutivité et usages spécifiques : la situation pourrait changer avec de futures générations de GPU encore plus puissants ou dans des scénarios très spécifiques. Par exemple, des applications professionnelles exploitant intensivement la bande passante (calcul GPU sur de larges ensembles de données, IA, rendu 3D, etc.), ou des configurations multi-GPU, pourraient commencer à tirer parti du surcroît de débit qu’apporte le PCIe 4.0 et au-delà.
Bien entendu, la compatibilité entre générations s’applique aussi aux cartes graphiques. Une carte graphique PCIe 4.0 fonctionnera sans souci sur un slot 3.0 (avec des performances équivalentes à PCIe 3.0 ×16), et inversement une carte PCIe 3.0 peut tout à fait être utilisée sur un port 4.0.
Nous le savons, les alimentations ATX 3.0 et PCIe 5.0 sont très récentes sur le marché et les marques sont encore en train de renouveler leurs catalogues avec des blocs intégrant ces nouvelles normes. Lancé avec les GPU NVIDIA RTX 4000 qui utilise le connecteur 12VHPWR, l’ATX 3.0 et le PCIe 5.0 sur les blocs d’alimentations est donc très récent.
Lors de la sortie des NVIDIA RTX 4000 à l’automne 2022, ces cartes graphiques utilisaient un nouveau connecteur appelé 12VHPWR. Celui-ci pouvait fournir jusqu’à 600W d’énergie via un seul câble éliminant ainsi la nécessité d’utiliser plusieurs câbles PCIe 8 broches, comme c’était le cas auparavant. Cependant, ces solutions ont été confrontées à des problèmes de surchauffe. Suite aux problèmes de surchauffe, des marques de blocs d’alimentation et des sociétés telles que CableMod ont proposé des alternatives améliorées.
Le 13 septembre, ATX 3.1 et PCIe 5.1 ont été officiellement annoncés avec leurs premières caractéristiques dévoilées. ATX 3.1 introduit un nouveau standard caractérisé par l’utilisation du connecteur 12V-2×6.
L’un des changements les plus notables est la capacité du rail 12V des emplacements PCIe de la carte mère qui passe de 5,5A à des pics allant jusqu’à 13,75A pendant 0,1 ms, soit 165W à une tension nominale de 12V.
ATX 3.1 et PCIe 5.1 présentent également un changement qui peut ne pas plaire à tout le monde. Avec les alimentations ATX 3.1, des spécifications de temps en millisecondes ont été introduites, passant de 17 ms à 12 ms à pleine charge, ce qui semble être une régression. Toutefois, les alimentations ATX 3.1 offrent désormais une option recommandée à 17 ms à 80 % de charge.
Enfin, le connecteur 12V-2×6 permet une augmentation de la température de 30 degrés par rapport aux conditions ambiantes à 12V. Il utilise un câble de 16 AWG et des broches de signal latéral de 28 AWG. Pour obtenir la certification « H++ », le connecteur doit être en mesure de supporter 9,2A par broche, ce qui équivaut à une puissance totale pouvant atteindre 1 324,8W grâce aux 12 broches.
Les nouvelles normes PCIe offrent une connexion plus large aux GPU, aux SSD et aux autres périphériques.
Le standard PCIe 4.0 en lui-même ne change rien en ce qui concerne l’alimentation électrique de votre PC. Il n’existe pas à proprement parler de « bloc d’alimentation PCIe 4.0 » - les alimentations ATX classiques continuent de fonctionner avec les configurations Gen4 sans modification. Les connecteurs d’alimentation PCI-Express (les prises 6 broches, 8 broches, etc. que l’on branche sur les cartes graphiques) restent inchangés et indépendants de la version du bus PCIe.
La seule évolution récente en la matière est l’apparition d’un nouveau connecteur 12 broches (12VHPWR) sur les cartes graphiques les plus gourmandes (comme certaines NVIDIA GeForce RTX 3000/4000). Ce connecteur, souvent mis en avant avec les alimentations ATX 3.0 / PCIe 5.0, permet de délivrer plus de puissance électrique sur un seul câble. En pratique, si votre nouvelle carte graphique requiert ce connecteur 12 broches, assurez-vous que votre alimentation dispose de la prise adéquate (ou d’un adaptateur fourni).
"Sans maitrise, la puissance n'est rien" disait une vieille publicité. Un PC puissant, qu’il soit destiné au jeu ou à d’autres usages, ne doit pas être équipé d’une alimentation sous-dimensionnée. Une puissance insuffisante peut entraîner des instabilités du système, des redémarrages intempestifs, voire un refus de démarrage. Pire encore, une alimentation en surchauffe délivrant un courant électrique irrégulier met directement en danger vos composants.
À l’inverse, il est inutile de céder à la surenchère. Une alimentation surdimensionnée n’apporte aucun gain de performance et alourdit inutilement la facture, même si elle a l’avantage de consommer et de chauffer un peu moins prolongeant sa durée de vie. Estimez la consommation de vos composants avec une petite marge de sécurité. Rassurez-vous, des outils automatisés se chargent d’estimer la puissance nécessaire à votre machine à partir de la liste des composants et des périphériques USB. C’est le cas chez certains constructeurs (comme Be Quiet ou encore Seasonic) et celui proposé par Outvision est également d’excellente qualité.
Une partie de l’énergie électrique entrant dans l’alimentation est inévitablement perdue, principalement sous forme de chaleur. Le rapport entre l’énergie consommée et celle effectivement restituée définit le rendement énergétique, exprimé en pourcentage. C’est ce principe qu’Ecos Consulting a mis en avant en 2004 avec la création de la certification « 80 Plus », garantissant au minimum 80 % de rendement. Depuis, ce label a évolué pour distinguer plusieurs niveaux de performance, chacun identifié par un métal.
Attention toutefois, ce label est un indicateur de rendement, pas de qualité et il est payant pour les constructeurs. Toutes les alimentations disposent d’un connecteur ATX 24 broches, parfois détachable, pour se relier à votre carte mère. Et c’est notamment le modèle de votre carte graphique qui va être déterminant : certaines réclament un ou plusieurs connecteurs PCI-Express à 6 broches, d’autres en 8 broches.
Les processeurs nécessitent, eux, souvent un connecteur 4 ou 8 broches (qui peut être un 2x4 broches). Dans le cadre d’une alimentation multirails, vous disposez de plusieurs lignes 12V limitées en intensité. La puissance requise est alors répartie entre lesdits rails. Ainsi, en cas de surintensité, une alimentation multirails va se couper pour éviter les dégâts. En contrepartie, la charge - même peu importante - doit être équitablement répartie entre les différents rails pour éviter une surcharge.
Avec une alimentation monorail, cette contrainte disparaît, toute la puissance est disponible sur un seul et unique rail de 12 V.
La première chose à vérifier avant d’acheter une alim’, c’est la puissance nécessaire au fonctionnement de votre ordinateur lorsque celui-ci sera à sa charge maximale.
Voici les connecteurs courants sur les alimentations modernes :
Pour ne pas faire d’erreur, regardez bien les fiches techniques et utilisez un configurateur PC pour valider votre configuration finale. Vous devez maintenant déterminer la taille, ou form-factor, de votre alim’. ne prenez jamais une alimentation plus petite que nécessaire. La plupart des boitiers de PC fixe sont compatibles avec les alimentations au format ATX. Pour ne pas faire d’erreur, regardez bien les fiches techniques et utilisez un configurateur PC pour valider votre configuration finale.
Conseil: vu la différence de prix entre les modèles 80 Plus Gold et Platinum / Titanium, il est quasiment impossible de revenir sur son investissement. Ventilation semi-passive: le ventilateur tourne seulement lorsque l’alimentation atteint un certain niveau de charge ou de chaleur. Ne perdez pas votre temps sur ce charabia et consultez directement les courbes de bruit et de ventilation. Les bonnes alimentations et notamment celles de Corsair fournissent cette donnée sur la boite du composant.
Certaines alimentations comportent des LED RGB et/ou des logos illuminés, si le contrôle et le fonctionnement de ces éléments vous importe, assurez vous que votre carte mère dispose des connecteurs nécessaires pour brancher des câbles de contrôle rgb (ce sont le plus souvent des câbles rgb 3 ou 4 pins). Chaque bloc d’alimentation dispose de câbles inclus qui sont plus ou moins bons. En fonction de vos goûts, vous pouvez départager une alimentation avec une autre sur cette seule base.
Une bonne alimentation dispose toujours d’un minimum de 5 ans de garantie. Là encore, prenez une PSU garantie 10 ans pour avoir l’assurance d’un très bon produit qui pourra être amorti dans le temps. Si vous achetez un très grand boitier, il est fort probable que les câbles donnés ne soient pas suffisamment longs. Auquel cas une PSU modulaire sera obligatoire pour pouvoir remplacer les câbles par de plus longs.
Le PCIe 4.0 s’impose comme la norme actuelle des PC gamer et PC pro modernes, offrant un gain de performances notable, en particulier pour les SSD NVMe, tout en garantissant une rétrocompatibilité totale avec les générations précédentes. Sans aucun inconvénient de connectique ni de compatibilité, il représente un choix pérenne pour toute nouvelle configuration. Déjà exploité par de nombreux GPU et SSD, il est devenu un critère essentiel lors de l’achat de matériel.
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