PCI Express 3.0 : impact sur les performances

Suite à l'arrivée successive des plateformes LGA 2011 d'Intel et des Radeon HD 7970 d'AMD, le PCI Express 3.0 est devenu une réalité. Les augmentations de débit attendues sont elles présentes ? Ont-elles un impact sur les performances dans les jeux ? Quid de CrossfireX ? Tant de questions auxquels nous nous devons de répondre.

Version 3.0 ?

Comme nous l'avions déjà expliqué dans un précédent article sur le sujet, le PCI Express est un bus série, point à point, conçu pour être relativement peu couteux en termes d'implémentation et particulièrement modulaire.

Au-delà de l'implémentation physique qui permet de réaliser des périphériques allant de x1 à x32, PCI Express dispose de deux niveaux d'auto négociation entre un hote et un périphérique. D'abord sur la longueur du bus, pouvant varier indépendamment de l'implémentation physique (une carte graphique x16 peut fonctionner en mode x1 si nécessaire), mais aussi sur le débit de données (2.5 GT/s, 5 GT/s et 8 GT/s pour les normes 1.0, 2.0 et 3.0 respectivement). Des négociations qui s'effectuent en temps réel si nécessaire en ce qui concerne le débit : le système d'exploitation peut réduire le débit du bus lorsqu'il est inutilisé afin de maximiser l'économie d'énergie.

En termes pratiques, le PCI Express 3.0 offre un doublement de la bande passante par rapport au PCI Express 2.0, soit 16 Go/s théoriques par sens pour un périphérique en mode x16 au lieu de 8. Vous noterez cependant que l'on ne parle pas de mode 10 GT/s mais bien de 8 GT/s un peu plus haut. Cela s'explique par le fait que les premières versions du PCI Express encodent leurs données sur 10 bits, pour seulement 8 bits d'information (4.0 GT/s effectifs théoriques). Le PCI Express 3.0 change cela pour un encodage plus complexe sur 130 bits pour 128 effectifs qui maximise l'efficacité d'un lien 8 GT/s.

Pour l'heure, seule la plate-forme LGA 2011 basée sur le chipset LGA 2011 et les processeurs Sandy Bridge-E permet de profiter du PCI-Express 3.0. En avril prochain les Ivy Bridge LGA 1155 supporteront également cette norme. Rétro-compatibilité oblige, les cartes PCI-Express 3.0 fonctionnent bien entendu dans des ports 2.0 et 1.0, et vice-versa.

En pratique

Afin de réaliser notre test, nous avons utilisé une carte mère X79 fournie par Asus, il s'agit de la Maximus IV Gene au format Micro ATX. A compter de son dernier BIOS, elle permet de choisir de manière distincte la vitesse de fonctionnement des ports PCI Express, permettant de choisir entre 1.0, 2.0 et 3.0.


Les deux premiers slots de la carte mère sont câblés en mode x16 tandis que le troisième, bien que x16 physique n'est câblé qu'en x8. Nous avons exclusivement utilisé les deux premiers slots de la carte mère pour nos tests.

Côté cartes graphiques, nous avons utilisés deux Radeon HD 7970, seules cartes à l'heure actuelle compatibles PCI Express 3.0. La machine de test est complétée par un Core i7 3960X ainsi que 16 Go de mémoire DDR3 cadencée à 1600 MHz. Nos tests sont réalisés sous Windows 7 x64 SP1.