История шины PCI Express насчитывает уже более 10 лет. С тех пор развитие технологий позволило втрое увеличить пропускную способность, но на этом дальнейшее наращивание скоростей пока приостановилось. Группа PCI SIG, работающая над стандартом, заявила, что стандартизация четвёртого поколения PCI Express будет завершена в 2017 году, а «в металле» новый стандарт воплотится в течение десятилетия. Новый стандарт подразумевает использование нового разъёма; он также станет последней версией PCIe, основанной на обычных медных проводниках.
Разработка четвёртой инкарнации PCI Express идёт с конца 2011 года. Целью разработки является достижение скорости передачи данных на уровне 16 ГТ/с (гигатрансфер в секунду) на линию, и эта цель остаётся неизменной, несмотря на то, что многие сомневаются в самой возможности реализации таких скоростей на широкой шине, использующей медные проводники. Стандарт пока остаётся неутверждённым, поскольку участники разработки должны прийти к общему мнению относительно ряда параметров новой версии PCIe, включая программный интерфейс. К примеру, PCI SIG до сих пор не пришла к соглашению о максимальной длине дорожек PCI Express 4.0, а ведь многие приложения, включая серверы и коммуникационное оборудование, нуждаются в достаточно длинных шинах.
Как заявил президент PCI SIG, несколько лет назад скорость 16 ГТ/с считалась абсолютно недостижимой. Он также отметил, что базовая длина ещё тестируется, но обычно это 7 дюймов (около 18 сантиметров). Более длинные каналы с двумя разъёмами потребуют использования ретаймеров, но проблемы в этом нет, поскольку они уже применялись в PCI Express 3.0, а теперь просто потребуются для каналов меньшей длины. Известно, что PCI Express 4.0 получит новый разъём, но его спецификации предусматривают обратную механическую и электрическую совместимость с PCI Express 3.0. Это означает, что современные карты расширения можно будет использовать в новой инфраструктуре, но не наоборот — карты, изначально созданные под PCIe 4.0, работать с PCIe 3.0 не будут.
Будущие версии PCI Express станут оптическими
Скорость на уровне 16 ГТ/с означает пропускную способность для одной линии, достигающую 2 Гбайт/с, в то время как слоты PCIe 4.0 x16, предназначенные для графических карт, сверхскоростных SSD или сетевых контроллеров, смогут предоставить целых 32 Гбайт/с. К тому же, быстрая передача больших массивов данных позволит оптимизировать уровень энергопотребления ряда устройств, особенно мобильных. Глава PCI SIG уверен, что пятое поколение PCI Express будет базироваться на оптических технологиях. С учётом того, что суперкомпьютеры очень нуждаются в интерфейсах с высокой пропускной способностью, оптическая версия PCI Express, скорее всего, не слишком задержится с реализацией. Что касается четвёртого поколения PCIe, то спецификации версии 0.7 будут опубликованы уже в этом году, однако утверждение финальной версии стандарта состоится лишь в 2017 году.