PCI Express (PCIe) 介绍

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PCI Express，技术上地快速的外围组件互连（ Peripheral Component Interconnect Express），但通常被缩写为PCIe或PCI-E，是计算机内部设备的一种标准类型的连接。

一般来说，PCI Express指的是主板上的实际扩展槽，它接受基于PCIe的扩展卡和扩展卡本身的类型。

PCI Express几乎已经取代了AGP和PCI，这两个都取代了最古老的被广泛使用的称为ISA的连接类型。

虽然计算机可能包含各种类型的扩展槽，但PCI Express被认为是标准的内部接口。如今，许多计算机主板的制造，都仅用PCI Express插槽。

PCI Express如何工作？

类似于PCI和AGP等较老的标准，一种基于PCI Express的设备（如上图所示的图片）物理地滑进主板上的PCI Express插槽。

PCI Express接口允许设备和主板之间的高带宽通信，以及其他硬件。虽然不是很常见，但也存在一个外部版本的PCI Express，这并不奇怪，它被称为外部PCI Express，但通常简称为ePCIe。

ePCIe设备是外部的，需要一种特殊的电缆来连接任何外部的，ePCIe设备通过ePCIe端口来连接计算机，通常位于计算机的背面，由主板或特殊的内部PCIe卡提供。

存在什么类型的PCI Express卡？

由于对更快、更现实的视频游戏和视频编辑工具的需求，视频卡是第一批利用PCIe提供的改进的计算机外围设备。

虽然视频卡很容易成为你会发现的最常见的PCIe卡片，但其他从更快地连接到主板、CPU和RAM的设备也越来越多地使用PCIe连接而不是PCI连接。

例如，许多高端声卡现在使用PCI Express，以及越来越多的有线和无线网络接口卡。

硬盘控制器卡可能是最能受益于PCIe的视频卡。将高速SSD硬盘连接到这个高带宽的界面，可以更快地读取和写入驱动器。一些PCIe硬盘控制器甚至包括内置的SSD，极大地改变了存储设备在计算机内部的传统连接方式。

当然，PCIe在更新的主板中完全取代PCI和AGP，几乎所有依赖于这些旧接口的内部扩展卡都被重新设计以支持PCI Express。这包括USB扩展卡、蓝牙卡等。

什么是不同的PCI Express格式？

PCI Express x1…，PCI Express 3.0…，PCI Express x16。“x”是什么意思？你如何判断你的电脑是否支持哪一种？如果你有一个PCI Express x1卡，但是你只有一个PCI Express x16端口，这个能工作吗？如果不能，你又怎么选择？很困惑是吧？别担心，你不是一个人！

当你在给你的电脑购买扩展卡时，比如购买一个新的显卡，你的电脑用的哪一种PCIe技术，或者选择哪一种显卡会更好，通常都不清楚。

然而，尽管它看起来很复杂，但是一旦你理解了关于PCIe的两部分重要信息：物理大小（physical size）和技术版本（technology version），就会变得非常简单。下面是两部分的解释。

PCIe Sizes：x16 vs x8 vs x4 vs x1

正如标题所暗示的，x后面的数字表示PCIe卡或插槽的物理大小，x16是最大的，x1是最小的。

以下是各种尺寸的形状：

-	Number of Pins（引脚的数量）	Length
PCI Express x1	18	25毫米
PCI Express x4	32	39毫米
PCI Express x8	49	56毫米
PCI Express x16	82	89毫米

不管PCIe插槽或卡片的大小是多少，关键的凹槽，卡或槽中的小空间，总是在大头针11上。

换句话说，当你从PCIe x1到PCIe x16的时候，Pin 11的长度会越来越长。这样就可以灵活地使用一个大小的卡片和另一个的槽。

PCIe卡片适合于主板上的任何PCIe插槽，它的大小至少和它一样大。例如，PCIe x1卡将适用于任何PCIe x4、PCIe x8或PCIe x16插槽。PCIe x8卡将适用于任何PCIe x8或PCIe x16插槽。

比PCIe插槽更大的PCIe卡可能适合较小的插槽，但前提是PCIe插槽是开放式的（也就是说，在槽的末端没有一个塞子）。

一般来说，一个较大的PCI Express卡或插槽支持更大的性能，假设您正在比较的两个卡片或插槽支持相同的PCIe版本。

您可以在pinouts.ru网站上看到完整的pinout图表。

PCIe版本：4.0 vs 3.0 vs 2.0 vs 1.0

您在产品或主板上找到的任何数字都表明了支持的PCI Express规范的最新版本号。
以下是不同版本的PCI Express的比较：

-	带宽 (per lane)	带宽 (per lane in an x16 slot)
PCI Express 1.0	2 gbit/s（250 mb/s）	32 gbit/s（4000 mb/s）
PCI Express 2.0	4 gbit/s（500 mb/s）	64 gbit/s（8000 mb/s）
PCI Express 3.0	7.877 gbit/s（984.625 mb/s）	126.032 gbit/s（15754 mb/s）
PCI Express 4.0	15.752 gbit/s（1969 mb/s）	252.032 gbit/s（31504 mb/s）

所有的PCI Express版本都是向后和向前兼容的，这意味着无论PCIe卡或主板支持什么版本，它们都应该协同工作，至少在最低级别上是这样的。

正如您所看到的，对PCIe标准的主要更新极大地增加了每次可用的带宽，极大地增加了连接硬件所能做的事情的潜力。

版本改进还修复了bug、添加了特性和改进了电源管理，但是带宽的增加是从版本到版本的最重要的变化。

最大化作为PCIe兼容性

正如您在上面的大小和版本部分中所读到的，一种总线标准表示支持您可以想象的任何配置。如果它真的适合，它可能会起作用。这是伟大的。

然而，要知道的一件重要的事情是，为了获得增加的带宽（通常等同于最出色的性能），您需要选择您的主板支持的最高PCIe版本，并选择最适合的PCIe大小。

例如，PCIe 3.0 x16视频卡将给您带来最大的性能，但前提是您的主板也支持PCIe 3.0，并且有一个免费的PCIe x16插槽。如果你的主板只支持PCIe 2.0，那么这张卡只会达到所支持的速度（例如，x16插槽中的64 gbit/s）。

在2013年或以后生产的大多数主板和计算机可能支持PCI Express v3.0。如果你不确定，请检查你的主板或电脑手册。

如果你无法找到主板支持的PCI版本的任何权威信息，我建议购买最大和最新版本的PCIe卡，当然，只要它合适。

什么将取代PCIe?

视频游戏开发商总是希望设计出更现实的游戏，但只有当他们能将更多的数据从游戏程序中传递到虚拟现实头盔或电脑屏幕上时，才能做到这一点，而且需要更快的界面才能实现这一目标。

正因为如此，PCI Express不会继续在它的桂冠上占据统治地位。一种总线的速度快得惊人，但是世界想要更快。

将于2019年完成的PCI Express 5.0将支持每条车道31.504 gb/s带宽（3938 mb/s），是PCIe 4.0的两倍。有许多其他的非PCIe接口标准被技术行业所关注，但是由于它们需要重大的硬件变化，PCIe在未来的一段时间内将保持领先地位。

文章原文：
PCI Express (PCIe) Definition

参考：
PCI Express – An Overview of the PCI Express Standard
pci_express_pinout
pinouts.ru