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中关村在线|当我们在聊PCIe4.0的时候 我们究竟在谈些什么？


近段时间以来 ， 随着NVIDIA30系显卡的重磅发布 ， 以及三星980PRO年度旗舰的到来 ， PCIe4.0技术瞬间成为了DIY圈的最为火热和前沿的问题了 ， 其实关于PCIe4.0技术 ， 从AMD X570系列主板的问世开始 ， 一直被誉为下一个世代 ， DIY硬件产业革命性技术 ， 只是没想到来得如此迅速和猛烈 。
那么 ， 到底PCIe4.0究竟有何魔力？它又将给硬件产业圈带来哪些技术和体验革命？当我们在聊PCIe4.0的时候 ， 我们究竟又在谈些什么？今天 ， 我们就来聊一聊PCIe4.0 。
01 关于PCIe和PCIe4.0
所谓PCIe4.0 ， 顾名思义指的是第四代PCIe总线技术 ， 至于PCIe ， 它的全称是PCI-Express ， 实质上是一种高速串行计算机扩展总线标准 ， 类似的总线标准还有诸如早期的MCA、PCI都属于这类协议 ， 只是随着技术发展和需求的变化 ， 拥有着高速串行、点对点双通道、高带宽传输等突出特点的PCIe协议 ， 最终脱颖而出 ， 成为了时下最为主流的计算机总线标准 。
在接口形式上 ， PCIe主要有两种 ， 一种是尺寸较为小巧的M.2接口 ， 另一种则是标准的PCIe插槽 ， 二者全都集成在主板之上；根据带宽容量的不同 ， 以及技术的迭代 ， 以及应用层级方面 ， PCIe总线又出现了分支和进化 。
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PCIe接口形式 带宽方面 ， 基于PCIe串联计算机的容量大小 ， 同一级别的PCIe插槽之间存在着性能差异 。 以主流的PCIe3.0为例 ， 简单可以分为PCIe x1/PCIe x2/PCIe x4/PCIe x8/PCIe x16等不同带宽 ， 这些“x1/x2”等数字的背后 ， 对应着接口性能差异 ， 以PCIe3.0 x1和PCle3.0 x16为例 ， PCIe3.0 x1的标准性能约为1GB/s ， 而同样是PCIe 3.0协议 ， X16的标准性能则高达16GB/s 。
技术迭代维度 ， PCIe作为总线协议和标准 ， 历经多年的发展和变革 ， 从起初的PCIe 1.0 ， 逐步在性能上大跨步发展 ， 直到今天的PCIe4.0的诞生；技术的迭代带来了恐怖的性能 ， 根据官方提供数据 ， 对比于初代的PCIe1.0带宽（X1为250MB/s） ， 最新的PCIe4.0的带宽（以X1为例）达到了2GB/s ， 提升了近8倍 。
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不同代差PCIe总线的性能差异（源于互联网） 应用层面 ， 由于PCIe高速串联计算机 ， 提供更高性能优势 ， 许多硬件产品都能 ， 更都想通过PCIe总线的方式 ， 进行串联 ， 以发挥硬件的最高性能 。 其中 ， 显卡和固态硬盘是其中的代表产品 。
回到PCIe4.0 ， 作为PCIe接口最新版本 ， 它拥有以下三个突出优势 ， 首先是速度更快 ， ×16 双向带宽达到了 32GB/s ， 几乎是 PCIe 3.0 的两倍；其次是可以向下兼容 ， PCIe 4.0 能够完美兼容 PCIe 3.0 设备 ， 从而为用户提供硬件过渡的时间；最后则是基于大带宽 ， 拥有了的更多连接数 ， 可以连接更多设备而不需要担心性能下降 。
02 PCIe4.0的实际意义
从PCIe4.0的突出优势 ， 我们可以看到PCIe4.0的到来 ， 主要能够给包括显卡和SSD在内的多硬件提供更高的带宽 ， 从而打破此前产品在带宽协议上的束缚 ， 提升这些硬件的绝对性能 。
显卡方面 ， 在PCIe3.0时代 ， 受制于带宽容量的限制 ， 组建双显卡甚至多显卡平台的时候 ， 无法分配完整的通信带宽给到所有显卡 ， 进而影响到显卡的通信和显示效果 ， 而到了PCIe4.0时代 ， 带宽容量的扩充 ， 解除了多显卡平台带宽的限制 ， 大规模多显卡平台成为了可能；对于单显卡而言 ， PCIe4.0的革新 ， 让显卡和CPU的通信带宽提升了2倍 ， 理论上拥有更好的GPU计算能力 ， 提高超高画质下游戏性能 。
固态硬盘方面 ， 则是更为猛烈、甚至是革命性的提升 。 固态硬盘行业在近年来的发展一日千里 ， 无论是在主控制器还是闪存颗粒方面 ， 几乎所有主流的存储厂商 ， 都实现了每年迭代 ， 甚至一年多迭代的技术创新；然而 ， 自从2010年推出PCIe3.0之后 ， 近十年时间内 ， 协议的瓶颈成为了固态硬盘产业体验升级的最大拦路虎 ， 早在2018年 ， 以三星为代表的存储大厂 ， 就已经推出无限逼近PCIe3.0极限性能的NVMe固态硬盘了 。
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PCIe3.0时代某品牌SSD性能表现
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三星980PRO PCIe4.0 SSD跑分
随着PCIe4.0协议的诞生和普及 ， 固态硬盘产业再次发生了革命性变化 ， 硬盘存储性能不断的超出用户的认知 ， 从PCIe4.0刚起步的最大读取5000MB/S ， 到现今三星推出的980PRO最大读取超过7000MB/S ， 不到一年时间内 ， 就把固态硬盘的实际最大性能（相较于PCIe3.0时代3500MB/S） ， 提升了近1倍多 。
03 PCIe4.0的未来走向
至于PCIe4.0的未来走向 ， 笔者认为 ， 随着用户对于极致性能不断探索 ， 以及PCIe4.0极强的兼容性 ， 大概率会很快实现普及 ， 从尖端旗舰技术 ， 下沉到用户之中 ， 成为下个世代的硬件标配 。
【中关村在线|当我们在聊PCIe4.0的时候 我们究竟在谈些什么？】同时 ， 基于PCIe4.0革命性的迭代 ， 在主机游戏和其他产业 ， 也将快速应用和普及 ， 毕竟追求更高性能更好体验 ， 是所有玩家和厂商的共同心愿 。


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