PCIe 4.0將給硬件產業圈帶來哪些技術和體驗革命?
近段時間以來,隨著NVIDIA30系顯卡的重磅發布,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系列主板的問世開始,一直被譽為下一個世代,DIY硬件產業革命性技術,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?它又將給硬件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。
關於PCIe和PCIe4.0
所謂PCIe4.0,顧名思義指的是第四代PCIe總線技術,至於PCIe,它的全稱是PCI-Express,實質上是一種高速串行計算機擴展總線標準,類似的總線標準還有諸如早期的MCA 、PCI都屬於這類協議。
只是隨著技術發展和需求的變化,擁有著高速串行、點對點雙通道、高帶寬傳輸等突出特點的PCIe協議,最終脫穎而出,成為了時下最為主流的計算機總線標準。
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,另一種則是標準的PCIe插槽,二者全都集成在主板之上;根據帶寬容量的不同,以及技術的迭代,以及應用層級方面,PCIe總線又出現了分支和進化。
帶寬方面,基於PCIe串聯計算機的容量大小,同一級別的PCIe插槽之間存在著性能差異。以主流的PCIe3.0為例,簡單可以分為PCIe x1/PCIe x2/PCIe x4/PCIe x8/PCIe x16等不同帶寬,這些“x1/x2”等數字的背後,對應著接口性能差異。
以PCIe3.0 x1和PCle3.0 x16為例,PCIe3.0 x1的標準性能約為1GB/s,而同樣是PCIe 3.0協議,X16的標準性能則高達16GB/s。
技術迭代維度,PCIe作為總線協議和標準,歷經多年的發展和變革,從起初的PCIe 1.0,逐步在性能上大跨步發展,直到今天的PCIe4.0的誕生;
技術的迭代帶來了恐怖的性能,根據官方提供數據,對比於初代的PCIe1.0帶寬(X1為250MB/s),最新的PCIe4.0的帶寬(以X1為例)達到了2GB/s,提升了近8倍。
應用層面,由於PCIe高速串聯計算機,提供更高性能優勢,許多硬件產品都能,更都想通過PCIe總線的方式,進行串聯,以發揮硬件的最高性能。其中,顯卡和固態硬盤是其中的代表產品。
回到PCIe4.0,作為PCIe接口最新版本,它擁有以下三個突出優勢,首先是速度更快, x 16 雙向帶寬達到了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 設備,從而為用戶提供硬件過渡的時間;
最後則是基於大帶寬,擁有了的更多連接數,可以連接更多設備而不需要擔心性能下降。
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,主要能夠給包括顯卡和SSD在內的多硬件提供更高的帶寬,從而打破此前產品在帶寬協議上的束縛,提升這些硬件的絕對性能。
顯卡方面,在PCIe3.0時代,受制於帶寬容量的限制,組建雙顯卡甚至多顯卡平台的時候,無法分配完整的通信帶寬給到所有顯卡,進而影響到顯卡的通信和顯示效果,而到了PCIe4 .0時代,帶寬容量的擴充,解除了多顯卡平台帶寬的限制,大規模多顯卡平台成為了可能;
對於單顯卡而言,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計算能力,提高超高畫質下游戲性能。
固態硬盤方面,則是更為猛烈、甚至是革命性的提升。固態硬盤行業在近年來的發展一日千里,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,協議的瓶頸成為了固態硬盤產業體驗升級的最大攔路虎,早在2018年,以三星為代表的存儲大廠,就已經推出無限逼近PCIe3.0極限性能的NVMe固態硬盤了。
PCIe3.0時代某品牌SSD性能表現
三星980PRO PCIe4.0 SSD跑分
隨著PCIe4.0協議的誕生和普及,固態硬盤產業再次發生了革命性變化,硬盤存儲性能不斷的超出用戶的認知,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,就把固態硬盤的實際最大性能(相較於PCIe3.0時代3500MB/S),提升了近1倍多。
PCIe4.0的未來走向
至於PCIe4.0的未來走向,筆者認為,隨著用戶對於極致性能不斷探索,以及PCIe4.0極強的兼容性,大概率會很快實現普及,從尖端旗艦技術,下沉到用戶之中,成為下個世代的硬件標配。
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,畢竟追求更高性能更好體驗,是所有玩家和廠商的共同心願。