PCIe總線天梯榜

PCIe即PCI-Express，它是一種誕生于2003年的高速串行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線標(biāo)準(zhǔn)，擁有高速串行、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙通道、高帶寬傳輸?shù)韧怀鎏攸c(diǎn)，并一路從PCIe 1.0迭代到了PCIe 5.0。

PCIe總線可以分配1～16個(gè)通道，通道越多帶寬越大。以單個(gè)通道的速率為例，PCIe 1.0、PCIe 2.0、PCIe 3.0、PCIe 4.0和PCIe 5.0分別為2.5Gb/s、5.0Gb/s、8Gb/s、16Gb/s和32Gb/s，對(duì)應(yīng)的帶寬分別為250MB/s、500MB/s、1000MB/s、2000MB/s和4000MB/s。

其中，PCIe 1.0和2.0比較特殊，它們采用了8b/10b編碼方式，每個(gè)字節(jié)（8b）都用10bit傳輸，這就是為什么2.5Gb/s和5.0Gb/s速率對(duì)應(yīng)的帶寬不是312.5MB/s和625MB/s而是250MB/s和500MB/s。從PCIe 3.0開始改用了128b/130b編碼，減小了浪費(fèi)，所以8Gb/s速率對(duì)應(yīng)的帶寬達(dá)到了1000MB/s而不是800MB/s。

影響PCIe總線實(shí)際性能的因素包括連接方式、通道數(shù)以及主控。以英特爾第10代酷睿處理器（移動(dòng)版，H系列）為例，它的PCIe總線既可直連CPU，也能繞路芯片組，但只有直連CPU的PCIe總線才能保證100%的滿血輸出（圖1）。由于不同硬件平臺(tái)直連CPU的PCIe通道數(shù)量有限，所以這部分PCIe總線總是優(yōu)先用于直連顯卡和高速SSD，而芯片組部分的PCIe總線則用于SSD等高速配件或雷電等高速接口。

此外，一般只有高端顯卡才會(huì)用滿16個(gè)通道的PCIe ×16，而SSD則最多采用4個(gè)PCIe通道，通道數(shù)越多，該硬件的性能潛力越大。對(duì)SSD而言，即便都使用PCIe 4.0 ×4通道，但第一批上市產(chǎn)品的持續(xù)讀取和寫入速度都被卡在5000MB/s和4400MB/s左右。而以三星980PRO為代表的新一代PCIe 4.0 SSD卻能實(shí)現(xiàn)最高7000MB/s的讀取以及5000MB/s的寫入速度（圖2），這背后就是主控的影響了。

隨著英偉達(dá)RTX30系列顯卡、英特爾第11代酷睿處理器（移動(dòng)版）以及索尼PS5的量產(chǎn)上市，從臺(tái)式PC到筆記本電腦，再到游戲主機(jī)，這些需要高速計(jì)算的設(shè)備都將迎來PCIe 4.0時(shí)代。至于PCIe 5.0，在消費(fèi)市場(chǎng)中暫時(shí)還停留在紙面標(biāo)準(zhǔn)階段，大家簡單了解一下即可。