pci-e和普通的pci有什么区别（PCI-e硬件科普PCI-e到底是什么）

去年10月底，随着Intel 12代酷睿处理发布，包括16条PCI-e 5.0和4条PCI-e 4.0通道，也就是说正式支持PCI-e 5.0。不过由于市面上支持PCI-e 5.0的设备几乎没有，随着CPU发布的Z690主板均已全面支持PCI-e5.0。

AMD这边，从台北电脑展上得知的消息是Zen4已经全面支持PCI-e 5.0，未来发布的X670E和X670主板也会支持PCI-e 5.0的显卡和固态，但是B650主板只支持PCI-e 5.0的固态，并不会支持PCI-e 5.0显卡，仍然是PCI-e 4.0 。

现在已经是2022年6月份，如果现在组装电脑或者更换配件，是否应该考虑PCI-e 5.0的设备呢？

回答这个问题，首先需要弄清楚PCIe接口的发展历程。

一、什么是PCIE接口？

PCI-e接口的全称是Peripheral Component Interconnect Express，是一种高速串行计算机扩展总线标准。它原来的名字是“3GIO”，是由Intel在2001年提出的，旨在替代旧的PCI，PCI-X和AGP总线标准。

PCI-e属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享总线带宽，支持主动电源管理、错误报告、端对端的可靠性传输、热插拔以及服务质量等功能。

PCIE交由PCI-SIG（PCI特殊兴趣组织）认证发布后才改名为“PCI-Express”，简称“PCI-e”。它的主要优势就是数据传输速率高，而且还有相当大的发展潜力。

二、PCI-e和PCI有什么区别？

在概念上，PCI-e总线是较旧的PCI/ PCI-X总线的高速串行替换。PCI-e总线与旧PCI之间的主要区别之一是总线拓扑。 PCI使用共享并行总线架构，其中PCI主机和所有设备共享一组通用的地址，数据和控制线。 相比之下，PCI-e基于点到点拓扑，单独的串行链路将每个设备连接到根系统（主机）。 由于其共享总线拓扑，可以对单个方向上的PCI总线进行仲裁（在多个主机的情况下），并且一次限制为一个主机。 此外，旧的PCI时钟方案将总线时钟限制在总线上最慢的外设（不管总线事务中涉及的设备如何）。 相比之下，PCI-e总线链路支持任何两个端点之间的全双工通信，同时跨多个端点的并发访问没有固有的限制。

PCI-e插槽和PCI插槽对比：

借用网上的图片来解释一下，较老的主板上PCI-e接口和PCI接口依然并存，但对于较新的主板，大概在2015年之后上市的主板，已经看不到PCI插槽了。

三、PCI-e的物理参数

PCI-e适合其物理尺寸或更大的插槽（使用X16作为最大的），但可能不适合更小的PCI-e插槽。例如，X16可能不适合X4或X8插槽，例如上图中的“PCI-e 1X”，只能使用PCI-e 1X的设备进行连接，并不能插入X16的设备，但在大多数情况下，反过来其实是可以的，也就是说X16的插槽可以插X1、X4、X8的设备，但实际走的是拆分之后是速度；也能够对X16进行拆分，典型的应用就是NVIDIA的SLI和AMD的CrossFire，不过现在两家显卡厂商对双卡的支持越来越弱，更多的情况下是理论意义大于实际。

另外，一些插槽使用开放式插座来允许物理上更长的卡，也就是后面的并没有堵住（例如上图中的“1X”就是堵住的），并且能自动使用最合适的速度。

同样借助网上的图片，各种PCI-e的接口如下图所示：

此外，还有一种常见的接口也是借助PCI-e通道来传输数据的，那就是M.2接口，能够插固态硬盘或者无线网卡，虽然M.2接口和PCI-e接口长得不一样，但依然走的是PCI-e通道。现在最新的M.2接口支持PCI-e 5.0。

此外，像USB4.0、雷电等接口，也需要借助PCI-e通道才能达到非常快的速度。

四、PCI-e的历史版本

截至目前，PCI-e插槽一共有多代标准，PCI-e6.0的规范已经在2022年1月22日发布，但目前仅停留在理论阶段，尚未有产品适用或者测试。

各代PCI-e版本的传输速率和吞吐量如下表所示（约）：

五、对PCI-e 5.0的一些思考

从上述表格可以看出，与PCI-e 4.0相比，PCI-e 5.0的性能再次翻倍，每通道速率从16GT/s提升到32GT/s， x16通道可提供单向64GB/s、双向128GB/s带宽，不过这是给显卡的，用于SSD硬盘的话是PCI-e 5.0 x4，带宽也有16GB/s。

这样的速度，意味着只需要PCI-e 5.0 X4就可以让显卡满血运行，主流平台的16条PCI-e 5.0就可以满足4卡交火的需要。同时PCI-e 5.0可以降低高速设备的成本，只需要X1就可以满足双口万兆网卡的需要。

一切的一切，看上去都是那么美好。但是，说到这里，必须得泼一盆冷水。

这几年PCI-e的发展速度有些快了，要知道之前在PCI-e 3.0上原地踏步了近8年，原因是没有需求，显卡没有出现带宽瓶颈，其它设备也没有强烈的需求。和PCI-e 3.0相比，PCI-e 4.0寿命可谓是昙花一现，很多人都没反应过来，直接就到了5.0。

PCI-e的升级有什么意义呢？随着技术的发展，很多设备的速度有了质的提升，典型的应用，例如显卡，PCI-e 3.0的速度已经无法满足RTX 3090 Ti的全速运行了，于是需要对PCI-e总线进行升级，从3.0升级到4.0，再升级到5.0，最大的好处就是接口不需要变化，而且完全可以向下兼容，有效避免了浪费。

再回到PCI-e 5.0这边，虽然理论很强大，速度很美好，但实际上，尚没有可以直接应用的设备落地，不管是PCI-e 5.0的显卡，还是固态硬盘，目前市面上都没有产品在售。

显卡方面，2022年下半年即将发布的NVIDIA 40系显卡，和AMD RX7000系显卡，应该用不上PCI-e 5.0，毕竟PCI-e 4.0的带宽还没吃满，显卡估计需要等下一代才会支持PCI-e 5.0，但应该是两三年后的事情了。

固态硬盘方面，现在已经有多款PCI-e 5.0主控芯片，最热的当然是群联的E26，前几天AMD官宣的PCI-e 5.0平台就是他们家的；

国产品牌中英韧科技日前也发布PCI-e 5.0 SSD主控IG5669，顺序读取速度可高达14GB/s，顺序写入也能跑到11GB/s，随机读写则可高达300万IOPS、250万IOPS。另外，英睿达、宇瞻、华硕、海盗船等，都已经有测试产品问世（尚未发售），据新闻所说，其速度普遍超过了10GB/s。

目前技嘉发布的Z690主板以及即将发布的X670主板大部分都已经支持了最新的最新的PCI-e 5.0显卡接口，而X670主板的M.2插槽也已经支持PCI-e 5.0接口，这无疑是为未来为做准备。

其他配件方面，已经接近20年没有变化过的电源标准，前段时间也由Intel进行了修订，推出了3.0版本，定义了未来PCIE硬件供电的新标准，新增12VHPWR 16针接口，可以直接为PCIe 5.0显卡、扩展卡提供最高600W的供电能力，还有450W、300W、150W三个档次（PCIE插槽的75W功耗另算），彼时，只需要一个接口就能满足最大600W的功耗。

六、总结

结合目前实际情况， PCIe5.0更像是“军备竞赛”，因为现在还没有PCIe5.0的设备，包括主流的显卡、SSD，都还是PCIe4.0标准，并且PCIe3.0也不会让目前的显卡的性能出现瓶颈。但是PCIe5.0可以“战未来”，正如本文开头所说，Intel在去年底的12代酷睿中首次支持了PCI-e 5.0，前几天AMD的锐龙7000及AM5平台也确认加入了对PCI-e 5.0支持，生态系统的基础已经有了，PCI-e 5.0必然是未来的趋势，接下来会有更多的PCI-e 5.0产品问世。