PCIe 4.0：你確定真的懂碼？

近段時間以來，隨著NVIDIA30系顯示卡的重磅釋出，以及三星980PRO年度旗艦的到來，PCIe4.0技術瞬間成為了DIY圈的最為火熱和前沿的問題了，其實關於PCIe4.0技術，從AMD X570系列主機板的問世開始，一直被譽為下一個世代，DIY硬體產業革命性技術，只是沒想到來得如此迅速和猛烈。

那麼，到底PCIe4.0究竟有何魔力？它又將給硬體產業圈帶來哪些技術和體驗革命？當我們在聊PCIe4.0的時候，我們究竟又在談些什麼？今天，我們就來聊一聊PCIe4.0。

01、關於PCIe和PCIe4.0

所謂PCIe4.0，顧名思義指的是第四代PCIe匯流排技術，至於PCIe，它的全稱是PCI-Express，實質上是一種高速序列計算機擴充套件匯流排標準，類似的匯流排標準還有諸如早期的MCA、PCI都屬於這類協定。

只是隨著技術發展和需求的變化，擁有著高速序列、對等雙連結、高頻寬傳輸等突出特點的PCIe協定，最終脫穎而出，成為了時下最為主流的計算機匯流排標準。

在介面形式上，PCIe主要有兩種，一種是尺寸較為小巧的M.2介面，另一種則是標準的PCIe插槽，二者全都整合在主機板之上；根據頻寬容量的不同，以及技術的迭代，以及應用層級方面，PCIe匯流排又出現了分支和進化。

三星980 PRO NVMe M.2（1TB）電商報價￥1899￥1899PCIe介面形式

頻寬方面，基於PCIe串聯計算機的容量大小，同一級別的PCIe插槽之間存在著效能差異。以主流的PCIe3.0為例，簡單可以分為PCIe x1/PCIe x2/PCIe x4/PCIe x8/PCIe x16等不同頻寬，這些“x1/x2”等數位的背後，對應著介面效能差異。

以PCIe3.0 x1和PCle3.0 x16為例，PCIe3.0 x1的標準效能約為1GB/s，而同樣是PCIe 3.0協定，X16的標準效能則高達16GB/s。

技術迭代維度，PCIe作為匯流排協定和標準，歷經多年的發展和變革，從起初的PCIe 1.0，逐步在效能上大跨步發展，直到今天的PCIe4.0的誕生；

技術的迭代帶來了恐怖的效能，根據官方提供資料，對比於初代的PCIe1.0頻寬（X1為250MB/s），最新的PCIe4.0的頻寬（以X1為例）達到了2GB/s，提升了近8倍。

不同代差PCIe匯流排的效能差異（源於網際網路）

應用層面，由於PCIe高速串聯計算機，提供更高效能優勢，許多硬體產品都能，更都想通過PCIe匯流排的方式，進行串聯，以發揮硬體的最高效能。其中，顯示卡和固態硬碟是其中的代表產品。

回到PCIe4.0，作為PCIe介面最新版本，它擁有以下三個突出優勢，首先是速度更快， x 16 雙向頻寬達到了 32GB/s，幾乎是 PCIe 3.0 的兩倍；

其次是可以向下相容，PCIe 4.0 能夠完美相容 PCIe 3.0 裝置，從而為使用者提供硬體過渡的時間；

最後則是基於大頻寬，擁有了的更多連線數，可以連線更多裝置而不需要擔心效能下降。

02 PCIe4.0的實際意義

從PCIe4.0的突出優勢，我們可以看到PCIe4.0的到來，主要能夠給包括顯示卡和SSD在內的多硬體提供更高的頻寬，從而打破此前產品在頻寬協定上的束縛，提升這些硬體的絕對效能。

顯示卡方面，在PCIe3.0時代，受制於頻寬容量的限制，組建雙顯示卡甚至多顯示卡平臺的時候，無法分配完整的通訊頻寬給到所有顯示卡，進而影響到顯示卡的通訊和顯示效果，而到了PCIe4.0時代，頻寬容量的擴充，解除了多顯示卡平臺頻寬的限制，大規模多顯示卡平臺成為了可能；

對於單顯示卡而言，PCIe4.0的革新，讓顯示卡和CPU的通訊頻寬提升了2倍，理論上擁有更好的GPU計算能力，提高超高畫質下游戲效能。

固態硬碟方面，則是更為猛烈、甚至是革命性的提升。固態硬碟行業在近年來的發展一日千里，無論是在主控制器還是快閃記憶體顆粒方面，幾乎所有主流的儲存廠商，都實現了每年迭代，甚至一年多迭代的技術創新；

然而，自從2010年推出PCIe3.0之後，近十年時間內，協定的瓶頸成為了固態硬碟產業體驗升級的最大攔路虎，早在2018年，以三星為代表的儲存大廠，就已經推出無限逼近PCIe3.0極限效能的NVMe固態硬碟了。

PCIe3.0時代某品牌SSD效能表現

三星980PRO PCIe4.0 SSD跑分

隨著PCIe4.0協定的誕生和普及，固態硬碟產業再次發生了革命性變化，硬碟儲存效能不斷的超出使用者的認知，從PCIe4.0剛起步的最大讀取5000MB/S，到現今三星推出的980PRO最大讀取超過7000MB/S，不到一年時間內，就把固態硬碟的實際最大效能（相較於PCIe3.0時代3500MB/S），提升了近1倍多。

03、PCIe4.0的未來走向

至於PCIe4.0的未來走向，筆者認為，隨著使用者對於極致效能不斷探索，以及PCIe4.0極強的相容性，大概率會很快實現普及，從尖端旗艦技術，下沉到使用者之中，成為下個世代的硬體標配。

同時，基於PCIe4.0革命性的迭代，在主機遊戲和其他產業，也將快速應用和普及，畢竟追求更高效能更好體驗，是所有玩家和廠商的共同心願。