Seite 1: Bandbreiten-Test: Was der Umstieg auf PCIe 4.0 bringt

amd rx5500xt pci3vs4-teaserGegenüber dem 3.0-Standard verdoppelt PCI Express 4.0 die maximal mögliche Bandbreite auf bis zu 32 GB/s. Aktuell kann der neue Standard jedoch nur in Verbindung mit einem Ryzen-Prozessor auf Zen-2-Basis sowie einer Navi-Grafikkarte und einem X570-Mainboard genutzt werden – wenn man von den SSDs einmal absieht. Aber auch die neue Threadripper-Plattform unterstützen den Standard. Der Frage, ob sich bei Grafikkarten zwischen den beiden Standards tatsächlich Leistungsunterschiede ergeben, gehen wir nun auf den Grund. Vor allem bei der AMD Radeon RX 5500 XT gibt es eine kleine Überraschung...

Mit der Vorstellung der neuen Ryzen-3000-Prozessoren und dem X570-Chipsatz sowie den ersten Navi-Grafikkarten und den Threadripper-Modellen der dritten Generation schwenkte AMD auf das PCI-Express-4.0-Interface um, was vor allem die Bandbreite gegenüber dem bisherigen PCIe-3.0-Standard verdoppeln sollte. Bislang waren die Unterschiede zwischen den beiden Standards zumindest bei Grafikkarten in der Praxis kaum bemerkbar. Bei der AMD Radeon RX 5500 XT, die Mitte Dezember als neue Einsteiger-Grafikkarte vorgestellt wurde, nahm die Chipschmiede jedoch eine weitere Änderung vor: Während die bisherigen Navi-Grafikkarten mit entsprechendem Mainboard über die vollen 16 PCI-Express-4.0-Lanes angesprochen werden konnten, halbierte man bei ihr die Zahl der Lanes auf technisch nur noch acht. Damit reduziert sich die maximal mögliche PCIe-Bandbreite sowohl bei PCIe 4.0 als auch bei PCIe 3.0 auf nur noch die Hälfte gegenüber herkömmlichen 3D-Beschleunigern. Je nach Unterbau können nur noch bis zu 16 bzw. 8 GB/s genutzt werden.

Die PCI-Express-Bandbreiten in der Übersicht
PCIe-Standard Bandbreite PCIe x1 Bandbreite PCIe x4 Bandbreite PCIe x8
Bandbreite PCIe x16
PCIe 1.0 250 MB/s 1,0 GB/s 2,0 GB/s 4 GB/s
PCIe 2.0 500 MB/s 2,0 GB/s 4,0 GB/s 8,0 GB/s
PCIe 3.0 1.000 MB/s 4,0 GB/s 8,0 GB/s 16,0 GB/s
PCIe 4.0 2.000 MB/s 8,0 GB/s 16,0 GB/s 32,0 GB/s

Aktuelle Grafikkarten setzen meist noch auf den PCI-Express-3.0-Standard und werden in der Regel mit den vollen 16 Lanes angesprochen, womit eine maximal mögliche Bandbreite von 16 GB/s erreicht wird. Ältere Einsteiger-Grafikkarten, wie beispielsweise die AMD Radeon RX 560 binden jedoch ebenfalls nur über x8 an. Der neue 4.0-Standard wird aktuell ausschließlich von den Navi-Grafikkarten der Radeon-RX-5000-Reihe unterstützt, wobei auch hier das kleinste Modell lediglich über maximal acht Lanes kommunizieren darf. In der Theorie verdoppelt der neue PCIe-Standard jedoch die Bandbreite zum Mainboard.

Da unser aktuelles Grafikkarten-Testsystem aktuell noch nicht den neuen 4.0-Standard beherrscht, welcher ohnehin nur von einigen AMD-Grafikkarten unterstützt wird, haben wir die Radeon RX 5500 XT auf einem X570-Setup mit Ryzen 7 3800X noch einmal getestet. Um herauszufinden, ob der neue 4.0-Standard tatsächlich für eine Verbesserung der Performance sorgt, haben wir außerdem zu weiteren Modellen einen Vergleichstest angefertigt. Getestet wurden die Radeon RX 5500 XT mit 4 und 8 GB Speicher sowie die Radeon RX 5600 XT und Radeon RX 5700 XT. Zur besseren Einordnung haben wir auch eine NVIDIA GeForce GTX 1660 Super mit in den Parcours aufgenommen.

Neben synthetischen Tests wie dem neuen Bandbreiten-Test von 3DMark oder dem Render-Benchmark Blender haben wir aktuelle Spiele-Titel mit unterschiedlichen APIs, Engines und aus verschiedenen Genres getestet – jeweils einmal in der höchsten Detailstufe und einmal in den niedrigsten Qualitätsstufe, um etwaige andere Bottlenecks auszuschließen.

Ob sich bei Grafikkarten durch den Einsatz von PCI Express 4.0 tatsächlich Performance-Verbesserungen einstellen, das klären wir auf den nachfolgenden Seiten.