什么是PCIe?PCIe4.0有那么好吗?

什么是Pcie

 当下我们在购买主板的时候除了考虑超频不超频外还有一个值的注意的地方,那就是这个主板支持不支持Pcie4.0,不支持Pcie4.0的主板我们一般不会去考虑的。特别是在AMD首发了Ryzen 3000系列CPU(三代锐龙)、X570芯片组、RX5700系列显卡的时候,专门强调了很重要的一点就是PCIe的版本从3.0升级到了4.0。有的朋友可能要问了,什么是PCIe?它起到什么作用?PCIe能接哪些设备?PCIe4.0是不是只是一个噱头,实际上并没有什么意义?

什么是PCIe?
AMD首推Pcie4.0

    我们先来了解下什么是PCIe。大家应该知道,在早些年前,也就是电脑刚普及的时候,我们的电脑当中不同的设备的总线接口是不一样的,比如声卡只能用声卡的接口,网卡只能用网卡的接口,显卡只能用显卡的接口,而且品牌不同接口也不一样。所以我们在装电脑的时候,在选主板的时候一定要看清楚这个主板上有什么样的接口,我要装的声卡、网卡、显卡要确保能用上它的接口。这就对我们的装机和之后的硬件升级带来了很多局限性。

什么是PCIe?
Pice接口

    为了解决这一难题,IBM联合Intel为他们的PC/AT制定了一个接口标准。这个接口就是ISA总线,由于ISA的兼容性好,以至于在上世纪80年代中使用最广泛的总线标准了,但缺点也很明显,因为是用的并行总线,再加上抗干扰技术不成熟,它的频率很难做的很高。它的带宽只有8MB/S,插上设备后它不能自动配置,必须手动分配资源,而且只能最大支持6个外围设备,还会受到CPU外频的影响。ISA是第一代总线,现在的主板上已经看不到这种接口了。

ISA接口
最早的ISA接口

    由于ISA有这么多弊端再加上我们对外围设备的性能越来越高,ISA并不能满足我们的需求,也就慢慢被淘汰了。取而代之的则是PCI总线了,在PC/98规范中PCI代替了ISA。PCI接口相对于ISA带宽的提升非常明显,达到了132MB/S,如果数据位宽升级到64位其带宽能达到264MB/S。它在插上设备后可以自动配置,不像ISA那样还要去手动配置。而且PCI不依赖具体的某款CPU的独立总线,不像ISA那样必须在指定的CPU上才能用。PCI还解决了硬件中断共享的一些相关问题,相比ISA可是有了相当大的提升。但它也一样有明显的缺陷,PCI和ISA都是采用了并行传输,所以频率依旧不高,虽比ISA快了不少但还是没能达到我们的期望。还有就是PCI采用的是共享总线机制,在高负载下很多设备同时抢带宽。PCI还不支持热插拔。PCI是第二代总线,现在古董点的电脑还在用。

PCI接口
PCI接口

    为了改善PCI的缺陷,技术上再一次改革,也就有了现在的PCIe总线接口了。PCIe全称是PCI Express,它是一种全新的总线接口。Intel在2001年的时候就提出了要用一种新的技术取代PCI总线与各种芯片的内部连接,继ISA和PCI总线之后的第三代I/O总线,刚开始的时候叫3GIO,直到PCIe交由PCI-SIG认证发布后才改为PCI-Express。PCIe的优势是数据传输速度快、抗干扰强、传输距离远、功耗低等。

    PCIe有两个存在形态,一个是接口,一个是通道

什么是PCIe?

    接口形态就是主板上那个很长的插槽,也就是我们平时用来插显卡的那个插槽。PCIe可不只是插显卡那么简单,除了显卡还可以接PCIe接口的固态硬盘、无线网卡、有线网卡、声卡、视频采集卡等。(插图)还可以把PCIe转换成其他类型的接口,比如PCIe转M.2,PCIe转USB,PCIe转Type-C等。只要是高带宽需要的设备没有PCIe插不上的,其用途相当的广泛。

    PCIe除了接口形式,它还可以做为通道的形式存在,我们最常用的M.2固态硬盘接口,表面上是M.2连接我们的固态硬盘,但起到数据传输作用的确是PCIe通道。简单的讲,M.2接口就是换了外形的PCIe接口

    PCIe的带宽并不同统一的,分为PCIe X1、PCIe X2、PCIe X4P、PCie X8、Pcie X16,至于速度嘛,PCIe X1速度最慢,PCIe X2是X1的2倍,X4是X2的2倍,以此类推X16是X8的2倍。其中较短的PCIe设备可以插在较长的PCIe插槽里的,它是可以正常运行的,只是浪费了我们的带宽而已;同样较长的PCIe设备也可以插在较短的PCIe插槽里(尾部非闭合),不过这样不能发挥出全部性能罢了。

什么是PCIe?

    最后说下PCIe的各个版本的传输速度,随着我们的显卡、硬盘、网卡等这些设备在性能上的不断提升,PCIe1.0的速度很快就不够用了,由于PCIe目前非常稳定成熟,所以没必要去改革换代,接口形状和通讯协议也不需要改动,只需提提速就可以了,这就有了后面的PCIe2.0、PCIe3.0、PCIe4.0,几乎每一代都比上一代速度提升了一倍。而且PCIe是可以向下兼容的,PCIe1.0的设备可以插到2.0接口上用,2.0的设备也可以插到1.0接口上用,只是不能发挥全部性能。下面用一张图说明一下PCIe1.0到PCIe4.0版本下X1、X2、X4、X8、X16的速度。

什么是PCIe?
Pcie各版本传输速度

    通常近几年我们买的主板基本都上PCIe3.0的,所以目前M.2固态硬盘顺序读写速度最高只能达到3G多每秒,是因为目前M.2接口所用的总线都是PCIe3.0X4(速度上限4GB/S)。要知道PCIe4.0比3.0速度又提升了一倍,想像一下如果换上PCIe4.0接口的固态硬盘会是什么速度呢? PCIe4.0并不是噱头,它确实能大幅度提升我们电脑的性能。

大部分主板只支持Pcie3.0
三星固态Pcie3.0实测

   最后补充一点,PCIe4.0确实更快更强,但毕竟刚起步,支持4.0的产品并不多,貌似只有三星的980Pro可以,但价格要比普通贵不少。随着PCIe4.0应用到主流PC中,取代3.0是早晚的趋势。如果不是游戏发烧友,为了追求极限性能去升级主板和硬盘,对于一般用户来说,等到PCIe4.0全面普及再入手就可以了,那时候价格更低、支持的产品也越丰富,当然了,那个时候说不定PCIe5.0已经出来了。

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