PCIe是什麼? PCIe 4.0 你需要知道的一切

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PCIe是什麼? PCIe 4.0 你需要知道的一切

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PCIe 4.0 CPU、PCIe 4.0 主板、PCIe SSD 和高性能 PCIe 4.0 擴展卡的行業應用正在全面展開。

主板製造商和晶片製造商已經推出或準備推出 PCIe 4.0 主板和 PCIe 4.0 CPU，這些推出為使用 PCIe 4.0 擴展卡（包括 GPU、RAID 卡、PCIe SSD 等）的客戶帶來了性能優勢。

但是什麼是 PCIe 4.0，它又比 PCIe 3.0 好在哪裡？您甚至可能想知道，當您的程式或應用程式需要實現這一飛躍時，升級到 PCIe 4.0 是否適合您。

在這篇博文中，我們將討論 PCIe 4.0，以及它的用途、速度、兼容性，以及您是否應該在時機成熟時考慮升級到 PCIe 4.0。

在這份完整的 PCIe 4.0 參考指南中，我們將逐個插槽引導您了解所有需要了解的內容。

什麼是 PCIe 4.0？

PCIe 4.0，也稱為 PCIe Gen 4，是第四代外圍組件互連快速(PCIe) 擴展總線規範，由PCI 特別興趣小組(PCI-SIG) 開發、發布和維護。

PCI-SIG 於 2011 年宣布開發 PCIe 4.0，並於 2017 年正式發布PCIe 4.0，Version 1.0。您可以從 PCI-SIG 的Specifications Library下載 PCIe 4.0 規範。

PCIe 4.0 的傳輸速度為每秒 16 千兆傳輸 (GT/s)，是目前市場上最快的 PCIe 一代，高性能計算機製造商正爭先恐後地為其客戶採用它。PCIe Gen 4 的後續代 PCIe 5.0 (PCIe Gen 5) 和 PCIe 6.0 (PCIe Gen 6) 仍處於初步開發階段。

與 PCIe 3.0 相比，PCIe 4.0 最顯著的特性之一是其 16 GT/s 的更高數據傳輸速率。16 GT/s 是上一代和現在廣泛採用的 PCIe 3.0 的 8 GT/s 傳輸速率的兩倍。反過來，這種傳輸速率翻倍使客戶可以從其主板的 x1、x2、x4、x8 或 x16 PCIe 插槽中獲得的單個頻寬翻倍。

"向行業提供 PCIe 4.0 規範是對我們規範庫的重要補充，因為它通過靈活的通道寬度配置提供高性能 16GT/s 數據速率，同時繼續滿足行業對低功耗的要求。"

PCIe 4.0 有什麼作用？

與其他幾代 PCIe 一樣，PCIe 4.0 與您的計算機主板接口，以促進從顯卡、NVMe SSD、RAID 卡和其他擴展卡中高速傳輸數據。此過程由主板的 PCIe 插槽實現，這些擴展卡插入其中。

您的 CPU、PCIe 插槽和擴展卡是否支持 PCIe 4.0 速度分別由 CPU 製造商、主板製造商和擴展卡製造商決定。

PCIe 4.0 擴展卡，例如這款售價 89 美元的ASUS Hyper M.2 x16 PCIe 4.0 x16 卡，用於高性能 PCIe 4.0 NVMe SSD，插入 PCIe 插槽，可能安裝在 PCIe 4.0 主板上，也可能不安裝. 例如，您可以購買 PCIe 4.0 擴展卡，但擁有帶 PCIe 3.0 插槽的主板。

值得慶幸的是，PCIe 4.0 向後兼容，因此您仍然可以將 PCIe 4.0 擴展卡與 PCIe 3.0 主板一起使用。您只會受到 PCIe 3.0 較慢速度的限制。

PCIe 4.0什麼時候出來？

自 2021 年起，PCIe 4.0 規範已公開，可在 PCI-SIG 網站上下載。您甚至可以立即購買 PCIe 4.0 主板、PCIe 4.0 CPU、PCIe 4.0 SSD、PCIe 4.0 GPU 和其他 PCIe 4.0 擴展卡。

但對於 PCIe 4.0 的大規模行業採用，許多闆卡製造商和晶片製造商仍在迎頭趕上。一項技術的每一次新迭代都有其成長的痛苦，而從 PCIe 3.0 到 PCIe 4.0 的轉變正發生在我們面前，相當令人興奮。

如果您希望升級到 PCIe Gen 4，那麼現在就開始探索您的選擇非常重要。PCIe Gen 4 很快就會成為行業標準，而 PCIe Gen 3 將成為過去的技術。

PCIe 4.0 和 PCIe 3.0 有什麼區別？

隨著每一代 PCIe 的出現，數據傳輸率翻倍；因此，PCIe 4.0 和 PCIe 3.0 的主要區別在於數據傳輸率翻了一番。PCIe 4.0 的數據傳輸速率為每秒 16 千兆傳輸 (GT/s)，而 PCIe 3.0 的數據傳輸速率為 8 GT/s，因此 PCIe 4.0 的速度是 PCIe 3.0 的兩倍。這種數據傳輸速率翻倍也對應於每一代的每通道時隙頻寬。

對於 PCIe 4.0，x1 插槽的頻寬為 1.969 GB/s；x2 插槽的頻寬為 3.938 GB/s；x4 插槽的頻寬為 7.877 GB/s；x8 插槽的頻寬為 15.754 GB/s；x16 插槽的頻寬為 31.508 GB/s。

對於 PCIe 3.0，x1 插槽的頻寬為 0.985 GB/s；x2 插槽的頻寬為 1.969 GB/s；x4 插槽的頻寬為 3.939 GB/s；x8 插槽的頻寬為 7.877 GB/s；x16 插槽的頻寬為 15.754 GB/s。

PCIe 速度差異

表：PCIe Gen 4 的 GT/s 是 PCIe Gen 3 的兩倍。同樣，PCIe Gen 5 和 PCIe Gen 6 的數據傳輸率也翻了一番。

PCIe 4.0 頻寬

表：每通道配置的 PCIe 4.0 頻寬

對於您購買的每張 PCIe 4.0 擴展卡，假設您的計算機有一塊 PCIe 4.0 主板，您將獲得比使用 PCIe 3.0 擴展卡更高（兩倍）的數據傳輸率。因此，從本質上講，您的擴展卡正在更快、更有效地發送數據，因為每秒傳輸的數據更多，這最終會提高擴展卡的性能及其支持的活動，例如從 PCIe 4.0 讀取數據和向 PCIe 4.0 寫入數據NVMe 固態硬盤。

照片：後向兼容和前向兼容是 PCIe 標準。

PCIe 4.0 是否向後兼容？

PCIe 4.0 向後兼容。它也是向前兼容的。因此，您可以將 PCIe 4.0 擴展卡插入 PCIe 3.0 插槽，但您的數據傳輸速率將受到 PCIe 3.0 較慢速度的限制。同樣，一旦 PCIe 5.0 接口被廣泛採用，您可以將 PCIe 4.0 擴展卡插入 PCIe 5.0 主板的插槽，但您會受到 PCIe 4.0 速度的限制。

簡單的答案是 PCIe 4.0 向後和向前兼容，但您不會通過使用這些功能中的任何一個來獲得性能優勢。無論如何，您的 PCIe 4.0 卡將始終由其各自的速度或前幾代的速度控制。在考慮升級到 PCIe 4.0 時請牢記這些概念。

底線是：向後和向前兼容性的概念適用於每一代 PCIe——過去、現在和未來。但是，通過使用與 PCIe 的向後和向前兼容性，您不會獲得任何性能優勢。如果您需要，它只是一個方便的功能，例如，您有 PCIe Gen 4 卡但尚未升級您的主板以支持 PCIe Gen 4。

照片：在 2021 年升級到 PCIe 4.0 是值得的。隨著 PCIe 3.0 開始逐步淘汰，它正在成為主板接口的行業標準。

PCIe 4.0 值得升級嗎？

PCIe 4.0 值得升級，尤其是現在，因為隨著 PCIe 3.0 的淘汰，PCIe 4.0 主板和 PCIe 4.0 擴展卡正日益成為行業標準。更多計算密集型和數據密集型應用程式開始需要 GPU 和其他 PCIe 擴展卡提供更好的性能，而 PCIe Gen 4 減少了需求。

AMD 是目前唯一提供 PCIe 4.0 的晶片製造商，但一旦英特爾於 2021 年 3 月 30 日發布用於英特爾 Z490 主板的 PCIe 4.0 Rocket Lake 台式機 CPU，這種情況就會改變。

不過，截至 2021 年 3 月 22 日，只有 AMD B550、X570 和 AMD TRX40 Threadripper 主板支持 PCIe 4.0。

請繼續關注英特爾更激動人心的 PCIe 4.0 公告。

照片：Trenton Systems 主板。我們以為客戶整合大量高速、最新一代 PCIe 插槽而聞名，為他們提供大量擴展機會和強大的人工智能 (AI)、機器學習 (ML)、信號智能 (SIGINT)、自動檢測和自動檢測設備等應用。

結論：使用 Trenton 系統升級到 PCIe Gen 4

只有您可以做出升級到 PCIe 4.0 的決定，我們將幫助您確定在決策過程的每個步驟中這是否是您的正確選擇。

要了解有關 PCIe 4.0 的詳細信息，請查看PCIe Gen 4 與 Gen 3 插槽、速度。有關一般 PCIe 的更多信息，請查看我們的介紹性PCIe 博客文章。

事實是——如果你現在從 PCIe Gen 3 獲得你需要的性能——那麼可能還不是升級到 PCIe 4.0 的時候，但你絕對應該盡快開始考慮它，因為 PCIe 4.0 的性能將變得在你知道之前的行業標準。

Trenton Systems 目前正在內部測試其安全的、美國製造的計算解決方案的 PCIe 4.0 組件和設備，以確保一旦可用，其 PCIe 4.0 主板與客戶平台無縫集成，並且客戶感受到盡可能少的阻力.

Trenton Systems 還可以幫助您解決有關 PCIe 4.0 擴展卡、PCIe 通道和插槽、PCIe 背板和PCIe 擴展套件的任何問題，以及有關我們與 PCIe 的合作以及在您開始考慮我們如何為您提供服務的其他問題。升級到 PCIe 4.0。