Perkembangan standar PCI Express (PCIe) terus mendorong batas kinerja antarmuka bus pada komputer modern.
Sejak diperkenalkannya PCIe Gen 3 (dirilis 2010) hingga PCIe Gen 4 (dirilis 2017), teknologi ini telah mengalami peningkatan bandwidth yang signifikan.
Artikel ini akan mengulas secara mendetail perbedaan kinerja antara PCIe Gen 3 dan PCIe Gen 4, mencakup spesifikasi teknis, throughput, efisiensi, serta dampaknya pada aplikasi nyata seperti NVMe SSD dan kartu grafis.
Spesifikasi Teknis PCIe Gen 3
- Kecepatan signaling: 8 GT/s (gigatransfers per second)
- Encoding: 128b/130b, overhead ~1.5%
- Throughput efektif per lane: ~985 MB/s (≈1 GB/s)
- Kingston Technology Company
Spesifikasi Teknis PCIe Gen 4
- Kecepatan signaling: 16 GT/s (menggandakan Gen 3)
- Encoding: 128b/130b, overhead ~1.5%
- Throughput efektif per lane: ~1,970 MB/s (≈2 GB/s)
- Kingston Technology Company
PCI-SIG merancang PCIe 4.0 untuk menggandakan bandwidth Gen 3 menjadi 16 GT/s per lane, dan tetap menjaga kompatibilitas mundur dan maju pada lapisan protokol dan antarmuka mekanis.
Bandwidth dan Throughput PCIe Gen 3 Vs PCIe Gen 4
| Generasi PCIe | ×1 (uni) | ×4 (uni) | ×8 (uni) | ×16 (uni) |
|---|---|---|---|---|
| Gen 3 | 1 GB/s | 4 GB/s | 8 GB/s | 16 GB/s |
| Gen 4 | 2 GB/s | 8 GB/s | 16 GB/s | 32 GB/s |
Tabel di atas menunjukkan bahwa Gen 4 secara konsisten memberikan dua kali lipat throughput per konfigurasi jalur dibanding Gen 3
Latensi dan Efisiensi Energi
- Latensi pada dasarnya serupa antara Gen 3 dan Gen 4, karena protokol dasar PCIe tidak berubah drastis.
- Efisiensi Energi sedikit menurun pada Gen 4 karena kecepatan sinyal lebih tinggi membutuhkan rangkaian equalization dan pengoperasian pada voltase yang sedikit lebih tinggi. Namun, di banyak desain motherboard modern, peningkatan konsumsi daya dari link itu sendiri relatif minimal dibanding total konsumsi sistem.
Keunggulan dalam Dunia Nyata
NVMe SSD
- Gen 3 NVMe di jalur ×4: maksimal sekitar 3,500 MB/s (terbatas dekat angka 4 GB/s).
- Gen 4 NVMe di jalur ×4: mencapai hingga ~7,000 MB/s, mendekati batas teoritis 8 GB/s.
Manfaat nyata umumnya terlihat pada:
- Transfer file besar
- Pekerjaan pengolahan media beresolusi tinggi, dan database yang intensif I/O.
Namun, dalam penggunaan sehari-hari (OS, aplikasi ringan), sebagian besar pengguna tidak selalu merasakan perbedaan signifikan
Kartu Grafis
Meskipun Gen 4 menyediakan bandwidth GPU dua kali lipat jika dibandingkan Gen 3 (misal Gen 3 ×16 = 16 GB/s vs Gen 4 ×16 = 32 GB/s), bottleneck pada performa rendering sering kali terletak pada GPU dan VRAM sendiri, bukan bus PCIe.
Contoh: NVIDIA RTX 4090 hanya mengalami penurunan 2–3% FPS ketika di-slot pada Gen 4 ×8 dibanding ×16, dan perbedaannya terhadap Gen 3 ×16 pun tak terlihat kasatmata dalam sebagian besar permainan
Kasus Penggunaan Utama
| Aplikasi | Gen 3 (×4) | Gen 4 (×4) | Dampak Nyata |
|---|---|---|---|
| NVMe SSD (Seq R/W) | ~3,500 MB/s | ~7,000 MB/s | Transfer besar & render |
| GPU (mis. RTX 4090) | 16 GB/s (×16) | 32 GB/s (×16) | <5% perbedaan performa |
| Network Adapter | bergantung HW | hingga 100 Gb/s | Data center dan HPC |
Pertimbangan Lain
Kompatibilitas
Kartu Gen 4 dapat berjalan di slot Gen 3 (turun ke kecepatan Gen 3) dan sebaliknya.
Biaya
- Motherboard dan perangkat Gen 4 biasanya lebih mahal beberapa persen dibanding Gen 3.
- SSD Gen 4 entry-level kini sudah mendekati harga SSD Gen 3 mid-range, namun high-end Gen 4 masih premium.
Masa Depan & Future-Proofing
- Jika membangun sistem untuk jangka panjang dan mengolah data besar (render, AI, server), Gen 4 memberikan headroom lebih besar.
- Untuk penggunaan desktop biasa (office, gaming mainstream), Gen 3 masih sangat mumpuni.
PCIe Gen 4 menghadirkan dua kali lipat bandwidth dibanding Gen 3 dengan mempertahankan latensi dan kompatibilitas yang hampir sama.
Manfaat terbesarnya terlihat pada aplikasi yang memerlukan throughput sangat tinggi, seperti NVMe SSD generasi terbaru dan akselerator data center.
Namun, untuk penggunaan harian dan gaming standar, perbedaan performa Gen 3 vs Gen 4 sering kali hanya terasa pada pengujian sintetis atau kasus beban ekstrem.
Oleh karena itu, pemilihan antara Gen 3 atau Gen 4 tetap harus disesuaikan dengan kebutuhan, anggaran, dan rencana upgrade jangka panjang.
Referensi:
- Kingston - "What is the difference between PCIe Gen 3 and PCIe Gen 4?".
- Trentonsystems - "PCIe Gen 4 vs. Gen 3 Slots, Speeds".
- Pcisig - "Pushing to the Limits: Understanding Lane Margining for PCIe".
