PCIe 4.0是什么技術(shù)？將給硬件帶來哪些體驗(yàn)革命？

近段時(shí)間以來，隨著NVIDIA30系顯卡的重磅發(fā)布，以及三星980PRO年度旗艦的到來，PCIe4.0技術(shù)瞬間成為了DIY圈的最為火熱和前沿的問題了，其實(shí)關(guān)于PCIe4.0技術(shù)，從AMD X570系列主板的問世開始，一直被譽(yù)為下一個(gè)世代，DIY硬件產(chǎn)業(yè)革命性技術(shù)，只是沒想到來得如此迅速和猛烈。

那么，到底PCIe4.0究竟有何魔力？它又將給硬件產(chǎn)業(yè)圈帶來哪些技術(shù)和體驗(yàn)革命？當(dāng)我們?cè)诹腜CIe4.0的時(shí)候，我們究竟又在談些什么？今天，我們就來聊一聊PCIe4.0。

關(guān)于PCIe和PCIe4.0

所謂PCIe4.0，顧名思義指的是第四代PCIe總線技術(shù)，至于PCIe，它的全稱是PCI-Express，實(shí)質(zhì)上是一種高速串行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線標(biāo)準(zhǔn)，類似的總線標(biāo)準(zhǔn)還有諸如早期的MCA、PCI都屬于這類協(xié)議。

只是隨著技術(shù)發(fā)展和需求的變化，擁有著高速串行、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙通道、高帶寬傳輸?shù)韧怀鎏攸c(diǎn)的PCIe協(xié)議，最終脫穎而出，成為了時(shí)下最為主流的計(jì)算機(jī)總線標(biāo)準(zhǔn)。

在接口形式上，PCIe主要有兩種，一種是尺寸較為小巧的M.2接口，另一種則是標(biāo)準(zhǔn)的PCIe插槽，二者全都集成在主板之上；根據(jù)帶寬容量的不同，以及技術(shù)的迭代，以及應(yīng)用層級(jí)方面，PCIe總線又出現(xiàn)了分支和進(jìn)化。

帶寬方面，基于PCIe串聯(lián)計(jì)算機(jī)的容量大小，同一級(jí)別的PCIe插槽之間存在著性能差異。以主流的PCIe3.0為例，簡(jiǎn)單可以分為PCIe x1/PCIe x2/PCIe x4/PCIe x8/PCIe x16等不同帶寬，這些“x1/x2”等數(shù)字的背后，對(duì)應(yīng)著接口性能差異。

以PCIe3.0 x1和PCle3.0 x16為例，PCIe3.0 x1的標(biāo)準(zhǔn)性能約為1GB/s，而同樣是PCIe 3.0協(xié)議，X16的標(biāo)準(zhǔn)性能則高達(dá)16GB/s。

技術(shù)迭代維度，PCIe作為總線協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，歷經(jīng)多年的發(fā)展和變革，從起初的PCIe 1.0，逐步在性能上大跨步發(fā)展，直到今天的PCIe4.0的誕生；

技術(shù)的迭代帶來了恐怖的性能，根據(jù)官方提供數(shù)據(jù)，對(duì)比于初代的PCIe1.0帶寬（X1為250MB/s），最新的PCIe4.0的帶寬（以X1為例）達(dá)到了2GB/s，提升了近8倍。

應(yīng)用層面，由于PCIe高速串聯(lián)計(jì)算機(jī)，提供更高性能優(yōu)勢(shì)，許多硬件產(chǎn)品都能，更都想通過PCIe總線的方式，進(jìn)行串聯(lián)，以發(fā)揮硬件的最高性能。其中，顯卡和固態(tài)硬盤是其中的代表產(chǎn)品。

回到PCIe4.0，作為PCIe接口最新版本，它擁有以下三個(gè)突出優(yōu)勢(shì)，首先是速度更快， x 16 雙向帶寬達(dá)到了 32GB/s，幾乎是 PCIe 3.0 的兩倍；

其次是可以向下兼容，PCIe 4.0 能夠完美兼容 PCIe 3.0 設(shè)備，從而為用戶提供硬件過渡的時(shí)間；

最后則是基于大帶寬，擁有了的更多連接數(shù)，可以連接更多設(shè)備而不需要擔(dān)心性能下降。

PCIe4.0的實(shí)際意義

從PCIe4.0的突出優(yōu)勢(shì)，我們可以看到PCIe4.0的到來，主要能夠給包括顯卡和SSD在內(nèi)的多硬件提供更高的帶寬，從而打破此前產(chǎn)品在帶寬協(xié)議上的束縛，提升這些硬件的絕對(duì)性能。

顯卡方面，在PCIe3.0時(shí)代，受制于帶寬容量的限制，組建雙顯卡甚至多顯卡平臺(tái)的時(shí)候，無法分配完整的通信帶寬給到所有顯卡，進(jìn)而影響到顯卡的通信和顯示效果，而到了PCIe4.0時(shí)代，帶寬容量的擴(kuò)充，解除了多顯卡平臺(tái)帶寬的限制，大規(guī)模多顯卡平臺(tái)成為了可能；

對(duì)于單顯卡而言，PCIe4.0的革新，讓顯卡和CPU的通信帶寬提升了2倍，理論上擁有更好的GPU計(jì)算能力，提高超高畫質(zhì)下游戲性能。

固態(tài)硬盤方面，則是更為猛烈、甚至是革命性的提升。固態(tài)硬盤行業(yè)在近年來的發(fā)展一日千里，無論是在主控制器還是閃存顆粒方面，幾乎所有主流的存儲(chǔ)廠商，都實(shí)現(xiàn)了每年迭代，甚至一年多迭代的技術(shù)創(chuàng)新；

然而，自從2010年推出PCIe3.0之后，近十年時(shí)間內(nèi)，協(xié)議的瓶頸成為了固態(tài)硬盤產(chǎn)業(yè)體驗(yàn)升級(jí)的最大攔路虎，早在2018年，以三星為代表的存儲(chǔ)大廠，就已經(jīng)推出無限逼近PCIe3.0極限性能的NVMe固態(tài)硬盤了。

PCIe3.0時(shí)代某品牌SSD性能表現(xiàn)

三星980PRO PCIe4.0 SSD跑分

隨著PCIe4.0協(xié)議的誕生和普及，固態(tài)硬盤產(chǎn)業(yè)再次發(fā)生了革命性變化，硬盤存儲(chǔ)性能不斷的超出用戶的認(rèn)知，從PCIe4.0剛起步的最大讀取5000MB/S，到現(xiàn)今三星推出的980PRO最大讀取超過7000MB/S，不到一年時(shí)間內(nèi)，就把固態(tài)硬盤的實(shí)際最大性能（相較于PCIe3.0時(shí)代3500MB/S），提升了近1倍多。

PCIe4.0的未來走向

至于PCIe4.0的未來走向，筆者認(rèn)為，隨著用戶對(duì)于極致性能不斷探索，以及PCIe4.0極強(qiáng)的兼容性，大概率會(huì)很快實(shí)現(xiàn)普及，從尖端旗艦技術(shù)，下沉到用戶之中，成為下個(gè)世代的硬件標(biāo)配。

同時(shí)，基于PCIe4.0革命性的迭代，在主機(jī)游戲和其他產(chǎn)業(yè)，也將快速應(yīng)用和普及，畢竟追求更高性能更好體驗(yàn)，是所有玩家和廠商的共同心愿。