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PCI-Express 4.0 vs. 3.0 im Test – Vorteil oder Gleichstand? Echte Workloads sorgen ab und zu für Aha-Momente! | Praxistest

Gestern hatte ich ja bereits im Launchartikel “AMD Radeon Pro W5700 im umfangreichen Test – Preis und Leistung stimmen, doch reicht es auch für die Quadro RTX 4000?” die neue Radeon Pro W5700 auf Herz und Nieren getestet, war mir aber noch im Unklaren, wo der Vorteil der neuen Testplattform mit dem Ryzen 9 3950X samt X570-Motherboard und PCIe Generation 4 liegen soll. Heute bin ich schlauer und denke, dass es durchaus wichtig ist, den Erkenntnisstand auch zu veröffentlichen. Das reicht von “bringt gar nichts” über “naja, kann man mitnehmen” bis hin zu “wow, guck mal einer an”. Ergo ist alles bunt gemischt und mal bringt es durchaus was, manchmal aber auch nicht.

Um den direkten Vergleich zu haben und um sicher zu gehen, dass nicht das Motherboard beim Umschalten irgendeinem Bug aufsitzt, habe ich zunächst mit einer Nvidia Quadro RTX 6000 beide Schnittstellen-Settings des X570-Motherboards gegengetestet, auch wenn es sich um eine Karte mit PCIe 3.0 handelt. Dann habe ich die CPU noch mit einem X470-Motherboard laufen lassen und mit der RTX 6000 ebenfalls konsistente Ergebnisse erzielt. Damit stand dem sehr aufwändigen Test, der immerhin knapp 5 Stunden benötigt, auch nichts mehr im Wege.

Doch was bringt, bzw. könnte PCI Express 4.0 wirklich bringen? In der Theorie verdoppelt PCIe 4.0 im Vergleich zur 3.0 die Datentransferrate von 8 GT/s auf 16 GT/s, was dann also rund 2 GByte/s pro Lane entspricht. Brauchen kann man das durchaus, wenn es um die reinen PCIe-Verbindungen bei Speichermedien und Netzwerk geht.  Denn wie wir wissen, sind ja NVMe-SSDs mit M.2- und U.2-Anschlüssen auf nur vier PCIe-Lanes beschränkt, was bei PCIe 3.0 das Ganze 4 GByte/s einbremst. Doch über das, was man mit Grafikkarten an echtem Nutzen ziehen kann, ist noch nicht allzu viel Verwertbares zu lesen, schon gar nicht aus der täglichen Praxis.

Sicher, wenn man so eine kleine Grafikkarte wie eine Radeon RX 5500 XT, die nur eine 8-fache Anbindung am PCIe-Slot nutzen kann, mit einem passen PCIe-4.0-Board nutzt, wird man spätestens beim Auslagern von Texturen einen deutlichen Schub messen und auch subjektiv feststellen können. Doch nicht jeder nutzt so eine beschnittene Einsteiger-Karte, sondern voll angebundene Hardware. Und genau da wird dieser Test heute ansetzen und auf den Launchartikel aufbauen, wo ich ordentliche Workloads produziert habe, die oft genug mehr Last erzeugen, als es ein Spiel aktuell  vermag.

Um die Übersicht zu verbessern, habe ich nur die Benchmarks bzw. Teilbenchmarks aus dem gestrigen Artikel für dieses Review ausgewählt, wo wirklich größere Unterschiede messbar waren. Anwendungen wie Solidworks oder Creo erzeugen nicht genügend Last auf der Schnittstelle, als dass man hier von echten Unterschieden sprechen könnte. Das fällt schon in den Bereich der Messtolereanzen, weshalb ich diese Vergleiche weggelassen habe. Das betrifft auch reine Compute-Aufgaben, wo die Bandbreite als solche nicht den Flaschenhals darstellt. Wer trotzdem vergleichen möchte, kann ja den Launchartikel mit den vielen Tests noch einmal gegenlesen.

Testsystem und Auswertungssoftware

Das Benchmarksystem ist das selbe wie im Launch-Artikel, wobei die Benchmarks ausschließlich am Workstation-Arbeitsplatz erfolgten, denn die Leistungsaufnahme und haben sich ja nicht signifikant geändert.

Die einzelnen Komponenten des Testsystems habe ich auch noch einmal tabellarisch zusammengefasst:

Test System and Equipment
Hardware:

AMD Ryzen 9 3950X
MSI MEG X570 Godlike
Gigabyte X570 Elite (Radeon Pro W5700)

4x 8GB G.Skill FlareX DDR4 3200
1x 2 TByte Aorus (NVMe System SSD, PCIe Gen. 4)
1x Seagate FastSSD Portable USB-C
Seasonic Prime 1300 Watt Titanium PSU

Cooling:
Alphacool Eisblock XPX Pro
Alphacool Eiswolf (modified)
Thermal Grizzly Kryonaut
Case:
Raijintek Paean
Monitor:BenQ PD3220U
Power Consumption:

Oscilloscope-based system:
Non-contact direct current measurement on PCIe slot (riser card)
Non-contact direct current measurement at the external PCIe power supply
Direct voltage measurement at the respective connectors and at the power supply unit
2x Rohde & Schwarz HMO 3054, 500 MHz multichannel oscilloscope with memory function
4x Rohde & Schwarz HZO50, current clamp adapter (1 mA to 30 A, 100 KHz, DC)
4x Rohde & Schwarz HZ355, probe (10:1, 500 MHz)
1x Rohde & Schwarz HMC 8012, HiRes digital multimeter with memory function

MCU-based shunt measuring
Up to 10 channels (max. 100 values per second)
Special riser card with shunts for the PCIe x16 Slot (PEG)

Thermal Imager:
1x Optris PI640 + 2x Xi400 Thermal Imagers
Pix Connect Software
Type K Class 1 thermal sensors (up to 4 channels)
Acoustics:
NTI Audio M2211 (with calibration file)
Steinberg UR12 (with phantom power for the microphones)
Creative X7, Smaart v.7
Own anechoic chamber, 3.5 x 1.8 x 2.2 m (LxTxH)
Axial measurements, perpendicular to the centre of the sound source(s), measuring distance 50 cm
Noise emission in dBA (slow) as RTA measurement
Frequency spectrum as graphic
OS:Windows 10 Pro (1909, all updates, current certified drivers)

AMD Radeon Pro W5700, 8GB GDDR6, 5x mDP, USB-C (100-506085)

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Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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