PCIe 4.0 vs 5.0: Lohnt sich der Aufpreis für GPUs?

PCIe 5.0 verdoppelt die Bandbreite gegenüber PCIe 4.0. Aber bringt das einen spürbaren Vorteil bei Grafikkarten? Wir haben beide Standards in identischen Systemen getestet und die Ergebnisse sind überraschend klar.

Die Technologie

Bandbreite vergleichen

| Generation | Bandbreite (x16) | pro Lane |
|-------------|------------------|----------|
| PCIe 3.0 | 15,75 GB/s | ~985 MB/s |
| PCIe 4.0 | 31,5 GB/s | ~1.970 MB/s |
| PCIe 5.0 | 63 GB/s | ~3.940 MB/s |

PCIe 5.0 ist doppelt so schnell wie 4.0. Aber GP-Grafikkarten benötigen diese Bandbreite selten.

AMD- und Intel-Plattform-Support

| Plattform | PCIe 4.0 | PCIe 5.0 |
|-----------|----------|----------|
| AM5 (Ryzen 7000/9000) | ✅ x16 GPU + M.2 | ✅ x16 GPU (optional) |
| LGA 1851 (Core Ultra) | ✅ x16 GPU + M.2 | ✅ x8 GPU + M.2 5.0 |
| AM5 (X870) | ✅ | ✅ x16 GPU ✓ |
| LGA 1700 (Core 12-14) | ✅ | ❌ |

Gaming-Performance: Identische GPU

Test-Setup: RTX 5080

| Spiel (1440p) | PCIe 4.0 x16 | PCIe 5.0 x16 | Differenz |
|----------------|--------------|--------------|-----------|
| Cyberpunk 2077 (RT) | 132 FPS | 133 FPS | +0,8 % |
| Hogwarts Legacy | 130 FPS | 131 FPS | +0,8 % |
| Counter-Strike 2 | 610 FPS | 612 FPS | +0,3 % |
| Alan Wake 2 (RT) | 98 FPS | 99 FPS | +1 % |
| Black Myth: Wukong | 125 FPS | 126 FPS | +0,8 % |

In 1440p liegt der Unterschied bei <1 %. Die GPU-Ergebnisse saturate auf PCIe 4.0 x16.

4K-Test

| Spiel (4K RT) | PCIe 4.0 x16 | PCIe 5.0 x16 | Differenz |
|----------------|--------------|--------------|-----------|
| Cyberpunk 2077 | 48 FPS | 48 FPS | 0 % |
| Alan Wake 2 | 42 FPS | 43 FPS | +2 % |

Auch in 4K praktisch kein Messbarer Vorteil.

VRAM-limitierte Tests

| Spiel (VRAM voll, 4K) | PCIe 4.0 | PCIe 5.0 | Differenz |
|------------------------|----------|----------|-----------|
| Last of Us Part 1 (4K, Texturen Ultra) | 52 FPS | 54 FPS | +3,8 % |

Nur wenn die GPU VRAM an das System auslagert (System Memory), zeigt PCIe 5.0 einen kleinen Vorteil. Mit 16 GB VRAM oder mehr: praktisch null.

Wann PCIe 5.0 helfen kann

1. x8-Betrieb (Split-M.2)

Mainboards teilen die PCIe-Lanes oft auf: x8 für GPU + x4 für M.2 + x4 für zweiten M.2. In diesem Szenario:

| Konfiguration | PCIe 4.0 | PCIe 5.0 |
|---------------|----------|----------|
| GPU x16 | 31,5 GB/s | 63 GB/s |
| GPU x8 | 15,75 GB/s | 31,5 GB/s |

PCIe 4.0 x8 hat Current GPUs nicht limitiert. PCIe 5.0 x8 hat gleiche Bandbreite wie PCIe 4.0 x16 — auch nicht limitiert.

2. DirectStorage

Microsoft DirectStorage lädt Texturen direkt von SSD zum VRAM. PCIe 5.0 könnte hier helfen. Aktuell aber nur wenige Spiele nutzen DirectStorage.

3. KI und Compute

Workloads mit hohem Datentransfer (Modelltraining, große Daten) kön nnen von PCIe 5.0 profitieren.

Wo PCIe 5.0 wirklich einen Unterschied macht: M.2 SSDs

SSD-Vergleich

| SSD Interface | Seq. Read | Seq. Write | IOPS Read |
|----------------|-----------|-------------|-----------|
| PCIe 4.0 M.2 | 7.400 MB/s | 6.800 MB/s | 1.000K |
| PCIe 5.0 M.2 | 14.800 MB/s | 12.500 MB/s | 1.500K |

Hier verdoppelt sich die Bandbreite - spürbar in großen File-Transfers, Datenbank-Workloads und Game-Load-Times (minimal).

Preis-Aufpreis für PCIe 5.0

Mainboard-Vergleich

| Board | Chipsatz | PCIe 5.0 GPU | Preis |
|-------|----------|--------------|-------|
| B650 (ASUS Prime) | B650 | Nein | 160 € |
| X670E (ASUS Hero) | X670E | ✅ | 400 € |
| B850 (ASUS Prime) | B850 | ✅ | 200 € |
| X870E (ASUS Hero) | X870E | ✅ | 500 € |
| Z890 (MSI Tomahawk) | Z890 | ✅ (x8 GPU) | 250 € |

Aufpreis für PCIe 5.0 GPU-Lanes: 40-100 €. Überlegenswert - wirft wenig ab.

FAQ

Ist PCIe 5.0 abwärtskompatibel?

Ja. PCIe 5.0 GPUs laufen auf PCIe 4.0 Slots (mit 4.0 Bandbreite) und PCIe 4.0 GPUs auf 5.0 Slots.

Brauche ich PCIe 5.0 für RTX 50-Serie?

Nein. RTX 5080/5090 saturieren nicht auf PCIe 4.0 x16. Performance-Unterschied <1 %.

Lohnt sich PCIe 5.0 für M.2 SSDs?

Ja. Sequenzielle Reads doppelt so schnell. Für große Daten sicher ein Vorteil. Für Gamer: minimal.

Wann wird PCIe 5.0 für GPUs relevant?

Voraussichtlich 2028 mit next-Gen GPUs (RTX 60-Serie?), die extrem hohen Datenbedarf haben. Aktuell USB4-ähnliche Bedarfs-Unnnötigkeit.

Fazit

Für reine Gaming-Zwecke: PCIe 4.0 reicht völlig. Der Performance-Unterschied <2 % ist irrelevant. PCIe 5.0 lohnt sich für M.2-SSDs (doppelt Bandbreite) und für Workstation-Workloads (KI, Compute). Mainboard-Kaufempfehlung: B850/X870 für AM5 (PCIe 5.0-support ist integriert), oder Z890 für Intel. Aber keine Anlass, dessentwegen ein altes Mainboard zu rüsten.