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:
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):