什么是PCIe?PCIe4.0有那么好嗎?
我們在購買主板的時候除了考慮超頻不超頻外還有一個值得注意的地方,那就是這個主板支持不支持Pcie4.0,不支持Pcie4.0的主板我們一般不會去考慮的。特別是在AMD首發(fā)了Ryzen 3000系列CPU(三代銳龍)、X570芯片組、RX5700系列顯卡的時候,專門強調(diào)了很重要的一點就是PCIe的版本從3.0升級到了4.0。有的朋友可能要問了,什么是PCIe?它起到什么作用?PCIe能接哪些設(shè)備?PCIe4.0是不是只是一個噱頭,實際上并沒有什么意義???
我們先來了解下什么是PCIe。大家應(yīng)該知道,在早些年前,也就是電腦剛普及的時候,我們的電腦當(dāng)中不同的設(shè)備的總線接口是不一樣的,比如聲卡只能用聲卡的接口,網(wǎng)卡只能用網(wǎng)卡的接口,顯卡只能用顯卡的接口,而且品牌不同接口也不一樣。所以我們在裝電腦的時候,在選主板的時候一定要看清楚這個主板上有什么樣的接口,我要裝的聲卡、網(wǎng)卡、顯卡要確保能用上它的接口。這就對我們的裝機和之后的硬件升級帶來了很多局限性。
為了解決這一難題,IBM聯(lián)合Intel為他們的PC/AT制定了一個接口標(biāo)準(zhǔn)。這個接口就是ISA總線,由于ISA的兼容性好,以至于在上世紀(jì)80年代中使用最廣泛的總線標(biāo)準(zhǔn)了,但缺點也很明顯,因為是用的并行總線,再加上抗干擾技術(shù)不成熟,它的頻率很難做的很高。它的帶寬只有8MB/S,插上設(shè)備后它不能自動配置,必須手動分配資源,而且只能最大支持6個外圍設(shè)備,還會受到CPU外頻的影響。ISA是第一代總線,現(xiàn)在的主板上已經(jīng)看不到這種接口了。
由于ISA有這么多弊端再加上我們對外圍設(shè)備的性能越來越高,ISA并不能滿足我們的需求,也就慢慢被淘汰了。取而代之的則是PCI總線了,在PC/98規(guī)范中PCI代替了ISA。PCI接口相對于ISA帶寬的提升非常明顯,達到了132MB/S,如果數(shù)據(jù)位寬升級到64位其帶寬能達到264MB/S。它在插上設(shè)備后可以自動配置,不像ISA那樣還要去手動配置。而且PCI不依賴具體的某款CPU的獨立總線,不像ISA那樣必須在指定的CPU上才能用。PCI還解決了硬件中斷共享的一些相關(guān)問題,相比ISA可是有了相當(dāng)大的提升。但它也一樣有明顯的缺陷,PCI和ISA都是采用了并行傳輸,所以頻率依舊不高,雖比ISA快了不少但還是沒能達到我們的期望。還有就是PCI采用的是共享總線機制,在高負(fù)載下很多設(shè)備同時搶帶寬。PCI還不支持熱插拔。PCI是第二代總線,現(xiàn)在古董點的電腦還在用。
為了改善PCI的缺陷,技術(shù)上再一次改革,也就有了現(xiàn)在的PCIe總線接口了。PCIe全稱是PCI Express,它是一種全新的總線接口。Intel在2001年的時候就提出了要用一種新的技術(shù)取代PCI總線與各種芯片的內(nèi)部連接,繼ISA和PCI總線之后的第三代I/O總線,剛開始的時候叫3GIO,直到PCIe交由PCI-SIG認(rèn)證發(fā)布后才改為PCI-Express。PCIe的優(yōu)勢是數(shù)據(jù)傳輸速度快、抗干擾強、傳輸距離遠(yuǎn)、功耗低等。
PCIe有兩個存在形態(tài),一個是接口,一個是通道。
接口形態(tài)就是主板上那個很長的插槽,也就是我們平時用來插顯卡的那個插槽。PCIe可不只是插顯卡那么簡單,除了顯卡還可以接PCIe接口的固態(tài)硬盤、無線網(wǎng)卡、有線網(wǎng)卡、聲卡、視頻采集卡等。(插圖)還可以把PCIe轉(zhuǎn)換成其他類型的接口,比如PCIe轉(zhuǎn)M.2,PCIe轉(zhuǎn)USB,PCIe轉(zhuǎn)Type-C等。只要是高帶寬需要的設(shè)備沒有PCIe插不上的,其用途相當(dāng)?shù)膹V泛。
PCIe除了接口形式,它還可以作為通道的形式存在,我們最常用的M.2固態(tài)硬盤接口,表面上是M.2連接我們的固態(tài)硬盤,但起到數(shù)據(jù)傳輸作用的卻是PCIe通道。簡單的講,M.2接口就是換了外形的PCIe接口。
PCIe的帶寬并不同統(tǒng)一的,分為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,以此類推X16是X8的2倍。其中較短的PCIe設(shè)備可以插在較長的PCIe插槽里的,它是可以正常運行的,只是浪費了我們的帶寬而已;同樣較長的PCIe設(shè)備也可以插在較短的PCIe插槽里(尾部非閉合),不過這樣不能發(fā)揮出全部性能罷了。
最后說下PCIe的各個版本的傳輸速度,隨著我們的顯卡、硬盤、網(wǎng)卡等這些設(shè)備在性能上的不斷提升,PCIe1.0的速度很快就不夠用了,由于PCIe目前非常穩(wěn)定成熟,所以沒必要去改革換代,接口形狀和通訊協(xié)議也不需要改動,只需提提速就可以了,這就有了后面的PCIe2.0、PCIe3.0、PCIe4.0,幾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的設(shè)備可以插到2.0接口上用,2.0的設(shè)備也可以插到1.0接口上用,只是不能發(fā)揮全部性能。下面用一張圖說明一下PCIe1.0到PCIe4.0版本下X1、X2、X4、X8、X16的速度。
通常近幾年我們買的主板基本都上PCIe3.0的(圖),所以目前M.2固態(tài)硬盤順序讀寫速度最高只能達到3G多每秒(圖),是因為目前M.2接口所用的總線都是PCIe3.0X4(速度上限4GB/S)。要知道PCIe4.0比3.0速度又提升了一倍,想像一下如果換上PCIe4.0接口的固態(tài)硬盤會是什么速度呢?PCIe4.0并不是噱頭,它確實能大幅度提升我們電腦的性能。
最后補充一點,PCIe4.0確實更快更強,但畢竟剛起步,支持4.0的產(chǎn)品并不多,貌似只有三星的980Pro支持,但價格要比普通貴不少。隨著PCIe4.0應(yīng)用到主流PC中,取代3.0是早晚的趨勢。如果不是游戲發(fā)燒友,為了追求極限性能去升級主板和硬盤,對于一般用戶來說,等到PCIe4.0全面普及再入手就可以了,那時候價格更低、支持的產(chǎn)品也越豐富,當(dāng)然了,那個時候說不定PCIe5.0已經(jīng)出來了。