PCIe 4.0是什么技术？将给硬件带来哪些体验革命？

近段时间以来，随着NVIDIA30系显卡的重磅发布，以及三星980PRO年度旗舰的到来，PCIe4.0技术瞬间成为了DIY圈的最为火热和前沿的问题了，其实关于PCIe4.0技术，从AMD X570系列主板的问世开始，一直被誉为下一个世代，DIY硬件产业革命性技术，只是没想到来得如此迅速和猛烈。

那么，到底PCIe4.0究竟有何魔力？它又将给硬件产业圈带来哪些技术和体验革命？当我们在聊PCIe4.0的时候，我们究竟又在谈些什么？今天，我们就来聊一聊PCIe4.0。

关于PCIe和PCIe4.0

所谓PCIe4.0，顾名思义指的是第四代PCIe总线技术，至于PCIe，它的全称是PCI-Express，实质上是一种高速串行计算机扩展总线标准，类似的总线标准还有诸如早期的MCA、PCI都属于这类协议。

只是随着技术发展和需求的变化，拥有着高速串行、点对点双通道、高带宽传输等突出特点的PCIe协议，最终脱颖而出，成为了时下最为主流的计算机总线标准。

在接口形式上，PCIe主要有两种，一种是尺寸较为小巧的M.2接口，另一种则是标准的PCIe插槽，二者全都集成在主板之上；根据带宽容量的不同，以及技术的迭代，以及应用层级方面，PCIe总线又出现了分支和进化。

带宽方面，基于PCIe串联计算机的容量大小，同一级别的PCIe插槽之间存在着性能差异。以主流的PCIe3.0为例，简单可以分为PCIe x1/PCIe x2/PCIe x4/PCIe x8/PCIe x16等不同带宽，这些“x1/x2”等数字的背后，对应着接口性能差异。

以PCIe3.0 x1和PCle3.0 x16为例，PCIe3.0 x1的标准性能约为1GB/s，而同样是PCIe 3.0协议，X16的标准性能则高达16GB/s。

技术迭代维度，PCIe作为总线协议和标准，历经多年的发展和变革，从起初的PCIe 1.0，逐步在性能上大跨步发展，直到今天的PCIe4.0的诞生；

技术的迭代带来了恐怖的性能，根据官方提供数据，对比于初代的PCIe1.0带宽（X1为250MB/s），最新的PCIe4.0的带宽（以X1为例）达到了2GB/s，提升了近8倍。

应用层面，由于PCIe高速串联计算机，提供更高性能优势，许多硬件产品都能，更都想通过PCIe总线的方式，进行串联，以发挥硬件的最高性能。其中，显卡和固态硬盘是其中的代表产品。

回到PCIe4.0，作为PCIe接口最新版本，它拥有以下三个突出优势，首先是速度更快， x 16 双向带宽达到了 32GB/s，几乎是 PCIe 3.0 的两倍；

其次是可以向下兼容，PCIe 4.0 能够完美兼容 PCIe 3.0 设备，从而为用户提供硬件过渡的时间；

最后则是基于大带宽，拥有了的更多连接数，可以连接更多设备而不需要担心性能下降。

PCIe4.0的实际意义

从PCIe4.0的突出优势，我们可以看到PCIe4.0的到来，主要能够给包括显卡和SSD在内的多硬件提供更高的带宽，从而打破此前产品在带宽协议上的束缚，提升这些硬件的绝对性能。

显卡方面，在PCIe3.0时代，受制于带宽容量的限制，组建双显卡甚至多显卡平台的时候，无法分配完整的通信带宽给到所有显卡，进而影响到显卡的通信和显示效果，而到了PCIe4.0时代，带宽容量的扩充，解除了多显卡平台带宽的限制，大规模多显卡平台成为了可能；

对于单显卡而言，PCIe4.0的革新，让显卡和CPU的通信带宽提升了2倍，理论上拥有更好的GPU计算能力，提高超高画质下游戏性能。

固态硬盘方面，则是更为猛烈、甚至是革命性的提升。固态硬盘行业在近年来的发展一日千里，无论是在主控制器还是闪存颗粒方面，几乎所有主流的存储厂商，都实现了每年迭代，甚至一年多迭代的技术创新；

然而，自从2010年推出PCIe3.0之后，近十年时间内，协议的瓶颈成为了固态硬盘产业体验升级的最大拦路虎，早在2018年，以三星为代表的存储大厂，就已经推出无限逼近PCIe3.0极限性能的NVMe固态硬盘了。

PCIe3.0时代某品牌SSD性能表现

三星980PRO PCIe4.0 SSD跑分

随着PCIe4.0协议的诞生和普及，固态硬盘产业再次发生了革命性变化，硬盘存储性能不断的超出用户的认知，从PCIe4.0刚起步的最大读取5000MB/S，到现今三星推出的980PRO最大读取超过7000MB/S，不到一年时间内，就把固态硬盘的实际最大性能（相较于PCIe3.0时代3500MB/S），提升了近1倍多。

PCIe4.0的未来走向

至于PCIe4.0的未来走向，笔者认为，随着用户对于极致性能不断探索，以及PCIe4.0极强的兼容性，大概率会很快实现普及，从尖端旗舰技术，下沉到用户之中，成为下个世代的硬件标配。

同时，基于PCIe4.0革命性的迭代，在主机游戏和其他产业，也将快速应用和普及，毕竟追求更高性能更好体验，是所有玩家和厂商的共同心愿。