速度為王的系統(tǒng)總線 電影《功夫》里的終極BOSS火云邪神說(shuō)過(guò)一句話：“天下武功，無(wú)堅(jiān)不破，唯快不破”，功夫再高也怕被人一招秒殺。這說(shuō)明無(wú)論是防守還是進(jìn)攻，速度都是決定性因素，對(duì)速度有著極度渴求的還有電腦上的系統(tǒng)總線(System Bus)。
系統(tǒng)總線是“是用來(lái)連接微處理器與其他部件的一束信號(hào)線， 通過(guò)系統(tǒng)總線架起了微處理器與其他部件之間進(jìn)行信息傳遞的通道。”它的歷史悠久，三十年前個(gè)人電腦（PC）剛剛問(wèn)世的時(shí)候就開(kāi)始存在，但是相比PC部件中的CPU、顯卡1-2年就要換一代的發(fā)展速度，系統(tǒng)總線的發(fā)展可謂龜速，自從IBM于1982主導(dǎo)制定了ISA（Industry Standard Architecture，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系）以來(lái)，只有ISA、92年發(fā)布的PCI和2001年發(fā)布的PCI Express（以下簡(jiǎn)稱PCI-E）三種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，基本上每隔10年才更換一次架構(gòu)，目前的主流是PCI-E 2.0，我們能見(jiàn)到的主板上大都會(huì)有一個(gè)PCI-E 2.0插槽。
PCI-E總線在顯卡上應(yīng)用的如此成功，以至于一提到PCI-E，很多人第一個(gè)想到的就是顯卡，實(shí)際上PCI-E更多地是作為系統(tǒng)總線存在的，不僅是顯卡的數(shù)據(jù)要通過(guò)它，就連我們使用最多的USB、SATA等其他接口的數(shù)據(jù)最終都是通過(guò)PCI-E總線才與送到CPU中處理的。
正因?yàn)榇耍靼迳螾CI-E通道數(shù)量的多寡往往成為衡量主板性能等級(jí)的重要指標(biāo)，別看有些主板提供了三條或者四條顯卡插槽，但是由于芯片組（或處理器）提供的PCI-E通道不足，實(shí)際使用中會(huì)有很大局限。
Intel的Z68還有P67只吝嗇地提供了16+8條PCI-E通道
目前PCI-E的主流標(biāo)準(zhǔn)是2.0，下一代PCI-E 3.0標(biāo)準(zhǔn)也公布了很久了，只是相關(guān)的硬件還沒(méi)有準(zhǔn)備好，只有CPU、主板和顯卡同時(shí)支持之后我們才能享受到PCI-E 3.0帶來(lái)的快感，不過(guò)這并不影響我們先預(yù)覽一下PCI-E 3.0以及它帶來(lái)的變化，而且最近也有主板廠商搶先推出了多款PCI-E 3.0主板，到底是若有其事還是徒有虛表，看完本文你就可以知道。
PCI-E 3.0標(biāo)準(zhǔn)是去年公布的，預(yù)計(jì)今明兩年P(guān)CI-E 3.0就會(huì)開(kāi)始發(fā)力
Tips：由于本文要設(shè)計(jì)許多速度換算，這里簡(jiǎn)單交代2個(gè)問(wèn)題，有助于理解文中涉及的數(shù)據(jù)計(jì)算。
1、單位換算：“位（bit）”和“字節(jié)(byte)”的關(guān)系大家都知道了，理論上1byte=8bit，1GB=8Gb，1GBps=8Gbps，還有一個(gè)單位是Transfer/s（縮寫(xiě)T/s），這是一個(gè)速率單位，在AMD的HT和Intel的QPI介紹中很常見(jiàn)，1T/s與1bps/s可以看作是等價(jià)的，即1B=8b=8T/s。
需要注意的是，在一些新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，為了防止數(shù)據(jù)在高速傳輸中出錯(cuò)而加入了校驗(yàn)碼，比如PCI-E 2.0、USB 3.0和SATA 3.0中采用的是8/10編碼，每10位編碼中只有8位是真實(shí)數(shù)據(jù)，這時(shí)單位換算就不再是1:8而是1:10了，USB 3.0的5Gbps速度實(shí)際上是500MB/s而非625MB/s，SATA 6Gbps的速度則是600MB/s而非750MB/s。
2、帶寬計(jì)算：PCI-E的帶寬計(jì)算與顯存帶寬（B/s）=運(yùn)行頻率（MHz）*數(shù)據(jù)倍率*顯存位寬（bit）÷8相類似，只是前者公式略微復(fù)雜一些，串行PCI-E帶寬（B/s）=PCIE時(shí)鐘頻率*每周期數(shù)據(jù)位（bit）*總線通道數(shù)*編碼方式÷8，以最常見(jiàn)的PCI-E 2.0 x16插槽為例，其時(shí)鐘頻率為5GHz（通過(guò)基準(zhǔn)頻率和PLL鎖相環(huán)得到），每周期可傳輸2bit數(shù)據(jù)，16條通道，8/10編碼，其傳輸總帶寬=5000*2*16*8÷10÷8=16GB/s。
憶往昔崢嶸歲月愁 PCI歷史發(fā)展簡(jiǎn)述
在PCI-E之前，PC上的系統(tǒng)總線主要是PCI和AGP，前者負(fù)責(zé)連接各種外設(shè)，如網(wǎng)卡、獨(dú)立聲卡等，AGP主要用于連接顯卡，它其實(shí)是在PCI標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上針對(duì)3D應(yīng)用擴(kuò)展而來(lái)，同樣屬于PCI體系。
PCI總線之前是IBM制定的ISA總線，初期只是一個(gè)8位總線，頻率也只有8MHz，后期升級(jí)到16位，并最終擴(kuò)展到32位EISA總線，即便如此其帶寬也只有16MB/s-64MB/s，已經(jīng)跟不上當(dāng)時(shí)PC發(fā)展的腳步了，第一代系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)即將結(jié)束。
基于PCI總線的顯卡算得上老古董了
接下來(lái)登場(chǎng)的是PCI總線，全稱是Peripheral Component Interconnect（外部設(shè)備互聯(lián)總線），是羽翼漸豐的Intel公司在1991年首次提出的，之后又聯(lián)合多家業(yè)內(nèi)大腕如IBM、Compaq、HP、DEC等成立PCI-SIG（Peripheral Component Interconnect Special Interest Group）組織，接管了PCI總線及后續(xù)規(guī)范的制定，成為PCI的官方組織。
PCI總線起步就是32位，之后也有64位版本，預(yù)設(shè)工作頻率則提升到33MHz，此時(shí)的總線帶寬為133MB/s-266MB/s，帶寬相比以往有了很大提升，對(duì)當(dāng)時(shí)的I/O設(shè)備來(lái)說(shuō)足夠了。1995年的時(shí)候PCI 2.1又增加了66MHz的工作頻率，64位帶寬可以再翻一倍達(dá)到533MB/s。在服務(wù)器領(lǐng)域還發(fā)展出一種PCI-X的分支，最高頻率提高到133MHz，64位帶寬進(jìn)一步提高到1066MB/s，不過(guò)PCI-X是非主流，除了在服務(wù)器上發(fā)發(fā)光之外PC上應(yīng)用并不多，大多數(shù)芯片組依然配備的是33MHz、32位的PCI插槽。
PCI總線時(shí)代趕上了顯卡的爆發(fā)式增長(zhǎng)，133MB/s的帶寬要在顯卡和其他IO設(shè)備中共享會(huì)對(duì)極大限制顯卡的性能提升，因此PCI-SIG組織單獨(dú)制定了AGP（Accelerated Graphics Port，圖形加速接口）規(guī)范，自此顯卡開(kāi)始單干，不再與其他I/O共享帶寬。
盛極一時(shí)的Voodoo 5就停留在AGP時(shí)代
AGP位寬保持在32位，但它最大的特點(diǎn)是避開(kāi)了緩慢的PCI通道使得插槽可與CPU直接通訊，這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式可以保證時(shí)鐘頻率更高，基準(zhǔn)頻率依然為66MHz，但是AGP最高支持8通道，等效速率達(dá)到了533MHz，帶寬達(dá)到了2.1GB/s。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)則是AGP接口使用了邊帶尋址（sideband addressing），意味著尋址和數(shù)據(jù)分離，二者可以同時(shí)傳輸，最后一點(diǎn)則是圖形處理方面的，PCI顯卡要想載入紋理數(shù)據(jù)需要將它從內(nèi)存中拷入到顯卡的幀緩沖器中，而AGP顯卡支持AGP Fast Write快寫(xiě)技術(shù)，可以直接從內(nèi)存中讀取紋理數(shù)據(jù)，有效減少了延遲。
應(yīng)該說(shuō)PCI和AGP的生命力很頑強(qiáng)，即使到今天也沒(méi)有完全消失。雖然Intel對(duì)待落后技術(shù)一向很激進(jìn)，當(dāng)前的6系芯片組如P67/H67/Z68已經(jīng)不再支持PCI，好在AMD的芯片組還沒(méi)有放棄PCI，因此多數(shù)主板上仍會(huì)帶有一個(gè)或者多個(gè)PCI插槽以滿足用戶接駁PCI外設(shè)的需求。至于AGP顯卡和主板，雖然已是鳳毛麟角，但是直到DX10時(shí)代廠商都在推一些AGP接口的顯卡，如迪蘭就推出過(guò)AGP接口的HD 3850，相關(guān)驅(qū)動(dòng)也未斷絕，只是找起來(lái)不是那么容易。
就像所有已成既定事實(shí)那樣，這里我們也要說(shuō)一句：PCI/AGP被取代是必然的，因?yàn)殡S著時(shí)間的增長(zhǎng)，PCI總線面對(duì)新技術(shù)、新設(shè)備的發(fā)展也力不從心了，更快、更高、更強(qiáng)的下一代總線技術(shù)就要來(lái)了，那就是PCI Express。
青出于藍(lán)勝于藍(lán) PCI-E一統(tǒng)江湖
PCI總線已是強(qiáng)弩之末，2001年Intel的IDF年會(huì)上提出了PCI總線的繼任者——Third Generation I/O(簡(jiǎn)稱3GIO），之后交由PCI-SIG組織于2002年正式發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，定名為PCI Express（簡(jiǎn)稱為PCI-E），這也就是一直延續(xù)到現(xiàn)在而長(zhǎng)盛不衰的新一代總線標(biāo)準(zhǔn)。
單從名字上來(lái)看PCI-E只多了Express（快速）的意思，它確實(shí)也是脫胎于PCI架構(gòu)，但是它也真正實(shí)現(xiàn)了青出于藍(lán)而勝于藍(lán)的變化。前任PCI總線是一種高度共享的并行總線，所有連接在PCI總線上的設(shè)備要共享那可憐的帶寬，AGP專用圖形接口其實(shí)是被逼而生的，而PCI-E總線則從AGP接口上獲益良多，也變身為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)拇锌偩€，因此在時(shí)鐘頻率、傳輸帶寬上已不可同日而語(yǔ)。
相比PCI總線，PCI-E有如下優(yōu)勢(shì)：
1.點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行傳輸，從并行到串行是PCI-E最根本的變化，因此每個(gè)設(shè)備都與處理器直接通訊并獲得最大帶寬，多個(gè)設(shè)備之間不會(huì)爭(zhēng)搶帶寬。
2.工作頻率非常高，PCI的工作頻率普遍為33-66MHz，AGP最高等效頻率也只有533MHz，而PCI-E的基礎(chǔ)頻率為100MHz，但是通過(guò)PLL鎖相環(huán)電路可以提高到2.5GHz，PCI-E 2.0提高到5GHz，PCI-E 3.0則達(dá)到8GHz，極大地提高了數(shù)據(jù)傳輸速度。
3.支持全雙工傳輸，PCI總線每周期只能發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)，而PCI-E總線每周期上行、下行都能同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，僅此一點(diǎn)帶寬就可以翻倍。
4.支持?jǐn)?shù)據(jù)分通道傳輸，這個(gè)就是我們常見(jiàn)到的x1、x4、x8、x16所代表的含義了，最高有x32通道，帶寬翻番上漲。
5.速度快了，質(zhì)量控制也要跟得上，PCI-E中引入了QoS（服務(wù)質(zhì)量）、Power Management（電源管理）、Data integeriy（數(shù)據(jù)完整）、熱插拔等多種技術(shù)，保障了數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。
6.供電能力更強(qiáng)，第一代PCI-E的插槽供電能力為75W，相比AGP插槽的35W供電能力有了很大提高，至少在2000年左右75W的供電能力可以為多數(shù)顯卡供電而不需要額外接口，圍繞供電問(wèn)題我們后面的章節(jié)也有專門的討論。
7.PCI-E繼承了PCI總線的優(yōu)點(diǎn)，可以在軟件層面與之兼容，無(wú)需驅(qū)動(dòng)和操作系統(tǒng)的支持即可使用。不過(guò)因?yàn)榈讓幼兓?，PCI插槽與PCI-E插槽無(wú)法兼容
完整的PCI-E結(jié)構(gòu)
一個(gè)完整的PCI-E可以分為三個(gè)層：物理層（Physical）、Data Link（數(shù)據(jù)鏈）和Transaction（轉(zhuǎn)換層），其中物理層是最重要的一部分，PCI-E的時(shí)鐘頻率、通道分割都是在這一層面完成的。
物理層的數(shù)據(jù)傳輸原理
PCI-E的每條Link實(shí)際上由兩個(gè)或多個(gè)Lane（通道）組成每條通道又同時(shí)包含兩條單向傳輸?shù)木€路，它們可以看作發(fā)射端和接收端，支持同時(shí)傳遞數(shù)據(jù)，其信號(hào)頻率為2.5GHz，這還是PCI-E 1.0的標(biāo)準(zhǔn)，2.0和3.0標(biāo)準(zhǔn)中信號(hào)頻率分別為5GHz和8GHz。為了減少高速傳輸過(guò)程可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，PCI-E的信號(hào)編碼采用了8b/10b方式，雖然會(huì)浪費(fèi)20%的帶寬，但是這是高速數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程必不可少的步驟，可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦浴?br>
在具體的插槽形式上，PCI-E與PCI的插槽是不同的。與PCI-E的通道數(shù)相對(duì)應(yīng)，目前的PCI-E插槽也有x1、x4、x8和x16四種，依次向下兼容，即x16插槽可以使用任何PCI-E設(shè)備，x1插槽只能使用x1設(shè)備。實(shí)際上主板上的x8大都是跟x16是通用的，因此我們見(jiàn)到的大多只有三種PCI-E插槽——x1、x4和x16。
PCI-E插槽的四種形式
正是由于PCI-E在技術(shù)上的諸多優(yōu)勢(shì)，標(biāo)準(zhǔn)公布之后PCI-E很快就成為主流，帶寬急劇增加也使得專用的顯卡總線沒(méi)有了必要，I/O總線和顯卡總線又重新統(tǒng)一到了PCI-E總線上，目前我們所能見(jiàn)到的顯卡幾乎都是PCI-E接口的。
PCI-E總線對(duì)整個(gè)電腦的影響是巨大的，舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，Intel在LGA775時(shí)代超頻大都是超外頻，那時(shí)候500MHz的外頻是扣肉處理器的門檻。隨著北橋逐漸消失，PCI-E控制器也逐漸進(jìn)入CPU內(nèi)部，CPU的外頻已經(jīng)開(kāi)始與PCI-E保持一致。因?yàn)镻CI-E的基準(zhǔn)頻率大都是100MHz，而且可調(diào)空間有限，這對(duì)超頻帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。Intel的SNB架構(gòu)的處理器外頻就只有100MHz，而且極難達(dá)到110MHz以上，大都卡在108MHz，所以想超頻就只能提高倍頻。同樣地，AMD近期發(fā)布的Llano APU也是單芯片平臺(tái)，其外頻也只有100MHz，倍頻鎖定了也無(wú)法調(diào)節(jié)，這些都對(duì)傳統(tǒng)的超頻方式提出了新的考驗(yàn)。
PCI-E標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)世將近10年，相比前面的兩代總線技術(shù)它的發(fā)展如火如荼，一直到現(xiàn)在都看不到衰敗的跡象，勢(shì)頭反而越來(lái)越猛，主流的PCI-E 2.0還未壽終，下一代PCI-E 3.0就已經(jīng)來(lái)了，它會(huì)帶來(lái)什么變化呢？
速度追求無(wú)止境 昂首步入3.0時(shí)代
經(jīng)過(guò)多個(gè)版本的演變，PCI-SIG終于在去年11月份發(fā)布了PCI-E 3.0的最終規(guī)范，新一代規(guī)范依然圍繞提速進(jìn)行，目標(biāo)是在PCI-E 2.0的基礎(chǔ)上再次提高一倍。
根據(jù)我們前面提供的公式，要想提高帶寬可以從提高頻率、提高數(shù)據(jù)通道以及改變編碼方式入手。這幾點(diǎn)上提高運(yùn)行頻率是基礎(chǔ)，最初的設(shè)想就是頻率繼續(xù)提高一倍到10GHz，但是這么做要面臨很大問(wèn)題，10GHz基本是銅線纜的速度極限，要在電氣設(shè)計(jì)下很多功夫，即便實(shí)現(xiàn)了其成本也會(huì)很高，設(shè)計(jì)太復(fù)雜，不合算。
提高通道數(shù)也不可行，PCI-E 2.0就有x32通道了，不過(guò)應(yīng)用非常少，PCI-E 3.0要是再整個(gè)64通道什么的，那么主板插槽和顯卡接口都要重新設(shè)計(jì)，也不可行。
最后一個(gè)發(fā)力點(diǎn)就是編碼了，8b/10b編碼中有20%的帶寬是無(wú)效的，只是為了平衡電流信號(hào)，這點(diǎn)“浪費(fèi)”在帶寬較低的情況下影響不大，但是帶寬越高，浪費(fèi)就有些過(guò)頭了，PCI-E 3.0的編碼方式改成了128b/130b，每130個(gè)編碼中才有2個(gè)無(wú)用的，利用率大大提高。
最終的PCI-E 3.0方案采用的就是提高頻率和改變編碼這兩種方式來(lái)進(jìn)一步提高帶寬的。128b/130b的編碼利用率為98.5%，時(shí)鐘頻率從5GHz提高到了8GHz，這樣16x通道的帶寬=8000*2*16*0.985/8=31.5GB/s，相比PCI-E 2.0的16GB/s幾近翻倍，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。
三代PCI-E標(biāo)準(zhǔn)的帶寬變化
PCI-E 3.0的8GHz是綜合考慮制造難度、成本、功耗和兼容性之后的產(chǎn)物，再加上編碼方案的改變，雙管齊下最終使得帶寬再次翻倍。翻遍了官方PDF和相關(guān)網(wǎng)頁(yè)后，除了速度上的變化之外，PCI-E 3.0貌似就沒(méi)什么大的改變了，畢竟前兩個(gè)版本已經(jīng)很完善了，而且提高頻率也不是說(shuō)說(shuō)那么簡(jiǎn)單，從官方推出了數(shù)個(gè)PCI-E 3.0修改版就可以知道了。
關(guān)于后續(xù)PCI-E 4.0
PCI-E 3.0正式版公布沒(méi)多久，PCI-SIG就已經(jīng)向PCI-E 4.0進(jìn)軍了。PCI-E 3.0曾經(jīng)許諾的10GHz頻率實(shí)在難以達(dá)到，PCI-E 4.0速度繼續(xù)翻倍的話可能需要換材料，銅線已經(jīng)不行了，或許會(huì)直接上光纖？一旦如此下次升級(jí)將會(huì)給主板、顯卡以及CPU帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，還好這個(gè)時(shí)間不會(huì)很快，至少也得到2015年才能有成果，正式標(biāo)準(zhǔn)不知要到猴年馬月了。
未來(lái)的PCI-E標(biāo)準(zhǔn)是否會(huì)轉(zhuǎn)向光纖，一如Intel的雷電接口曾經(jīng)的許諾那樣
安能辨我是雄雌 PCI-E 3.0主板現(xiàn)身
雖然PCI-E 3.0的正式標(biāo)準(zhǔn)早在去年底就已經(jīng)公布，但是目前的主板和CPU尚未提供支持，最早支持的Intel Ivy Bridge處理器發(fā)布日期一拖再拖，比較樂(lè)觀的情況也是年底發(fā)布，明年才能正式上市，配套的主板將是下一代X79芯片組。雖然這兩件東西還是沒(méi)影的事，但是PCI-E 3.0的主板現(xiàn)在就有出現(xiàn)在市場(chǎng)上了。
這場(chǎng)“第一款PCI-E 3.0主板”的戰(zhàn)爭(zhēng)在微星和華擎之間展開(kāi)，先是微星在臺(tái)北ComputeX 2011電腦展上展示了支持PCI-E 3.0的Z68A-GD80（G3）主板，不料半路殺出個(gè)華擎，發(fā)布了Z68 Extreme4 Gen3主板，搶得首款正式上市的PCI-E 3.0主板。
廠商爭(zhēng)搶PCI-E 3.0只不過(guò)是出于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的考慮，由于PCI-E控制器已經(jīng)集成在CPU內(nèi)，是否支持PCI-E 3.0已經(jīng)不由主板決定，但是PCI-E 3.0和目前的PCI-E 2.0并沒(méi)有結(jié)構(gòu)上的差別，主要變化就是每通道傳輸速度翻倍，可以用轉(zhuǎn)換芯片將兩條PCI-E 2.0通道合并為一條變相提高速度，目前實(shí)現(xiàn)主板對(duì)PCI-E 3.0支持的主板都是用這種方式實(shí)現(xiàn)的。
微星的官方上已經(jīng)開(kāi)始把G3版本的Z68A主板當(dāng)做新賣點(diǎn)了
先看微星的Z68A-GD80（G3），之前的GD80提供了三條PCI-E 2.0插槽，1條為x16，1條x8，另外一條為x4，支持x16、x8+x8以及x8+x8+x4三種模式，另外還有兩個(gè)x1插槽，使用的PCI-E轉(zhuǎn)換芯片為P12PCIE，沒(méi)有第三方PCIE芯片，PCIE總通道數(shù)依然限制在Z68本身的16+8個(gè)。要想實(shí)現(xiàn)PCI-E 3.0的速度翻倍，舊版GD80是達(dá)不到要求的。
微星的Z68A-GD80-G3主板通過(guò)P13PCIE轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)了PCI-E 3.0支持
G3版本的Z68A-GD80的轉(zhuǎn)換芯片變?yōu)镻13PCIE，增加了第三方PCI-E芯片提供更多的PCI-E通道（型號(hào)未知，應(yīng)該也是一條8通道PCI-E芯片），最終它的第一條PCI-E插槽可以支持1條PCI-E 3.0 x16顯卡（前提是第二、第三條插槽不插任何顯卡），第二、第三條插槽分別可以支持PCI-E 3.0 x8和PCI-E 3.0 x4，組SLI或者CF只能以PCI-E 3.0 x8+x8進(jìn)行。
華擎的Z68主板則是通過(guò)NXP L04083B轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)了PCI-E 3.0支持
華擎的Fatal1ty Z68 Professional Gen3的做法類似，只是轉(zhuǎn)換芯片為NXP L04083B，第三方PCI-E芯片為PLX PEX8608，支持額外的8通道PCI-E。這款主板也是三條PCI-E插槽，同樣支持x16、x8+x8以及x8+x8+x4三種模式。這款主板的第一條插槽可以在單卡情況下實(shí)現(xiàn)PCI-E 3.0 x16，第二條PCI-E插槽實(shí)現(xiàn)PCI-E 3.0 x8，第三條只有PCI-E 2.0 x4。
應(yīng)該說(shuō)這些變通方法確實(shí)給目前的主板帶來(lái)了PCI-E 3.0支持，但是這種支持是象征意義大于實(shí)際意義，第一目前沒(méi)有可用的CPU和顯卡，PCI-E 3.0技術(shù)還是屠龍之技，派不上用場(chǎng)。第二點(diǎn)，吝嗇的Z68原生只提供了16+8條PCI-E通道，即使配上第三方的8條也只能實(shí)現(xiàn)一條PCI-E 3.0 x16，一旦用上PCI-E 3.0顯卡，那么它就會(huì)占據(jù)所有的PCI-E通道，這會(huì)不會(huì)導(dǎo)致其他PCI-E設(shè)備、USB以及SATA設(shè)備帶寬不足，進(jìn)而影響性能？
由于缺少相關(guān)硬件，這個(gè)問(wèn)題暫時(shí)還無(wú)法通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證，不過(guò)我們也會(huì)對(duì)這個(gè)問(wèn)題保持關(guān)注，希望盡快能拿到相關(guān)硬件做個(gè)測(cè)試。
推翻三座大山：應(yīng)用、外設(shè)及供電
人無(wú)遠(yuǎn)慮必有近憂，雖然目前的PCI-E 2.0如日中天，速度翻倍的PCI-E 3.0更是蓄勢(shì)待發(fā)，但是它也不是那么完美，至少有三座“大山”需要PCI-E 3.0翻越，過(guò)得了這三關(guān)PCI-E 3.0才能高枕勿憂地走下去。
第一關(guān)：這么快的速度有什么用？
PCI-E 3.0的帶寬達(dá)到了32GB/s，讀者對(duì)單一的數(shù)值可能沒(méi)有具體的概念，我們可以這么來(lái)比，AMD的HT總線速率最高為6.4GT/s，32bit位寬下帶寬為25.6（單向）-51.2GB/s（雙向),Intel的QPI總線速率也是6.4GT/s，20位寬下其帶寬為16（單向）-32GB/s（雙向），而HT和QPI總線都是CPU內(nèi)部鏈接用的，換句話說(shuō)PCI-E 3.0的32GB/s帶寬已經(jīng)可以匹敵以超高數(shù)據(jù)傳輸見(jiàn)長(zhǎng)的芯片內(nèi)部帶寬，這么高的帶寬有什么用？
顯卡是PCI-E發(fā)展的第一推動(dòng)力，PCI-E 3.0第一個(gè)也是最主要的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是新一代顯卡，升級(jí)架構(gòu)之后次世代顯卡的運(yùn)算能力往往倍增，帶寬要求也會(huì)更高，理論上PCI-E 3.0會(huì)有更好表現(xiàn)。但是，目前的問(wèn)題是新一代顯卡是否使用PCI-E 3.0尚且是未知數(shù)，之前有消息說(shuō)AMD未來(lái)的HD 7000顯卡將會(huì)使用PCI-E 3.0插槽，聯(lián)想到AMD在PCI-E技術(shù)一向比較積極，HD 6800是最早支持PCI-E 2.1標(biāo)準(zhǔn)的顯卡之一，HD 7000支持PCI-E 3.0還是有可信度的，但是目前AMD官方還沒(méi)有確認(rèn)，最終規(guī)格還未有定論。
即便下一代顯卡支持了PCI-E 3.0，也無(wú)需對(duì)PCI-E 3.0的作用有太高期待，因?yàn)閺默F(xiàn)在的情況來(lái)看，PCI-E 2.0的帶寬并非性能瓶頸，1月份SNB處理器發(fā)布的時(shí)候我們也做過(guò)測(cè)試，P67提供的x8+x8雙卡SLI/CF與x16+x16相比并沒(méi)有看得出的性能損失，這說(shuō)明PCI-E 2.0的帶寬仍未達(dá)到顯卡應(yīng)用瓶頸，就算下一代顯卡即便是性能翻倍，帶寬翻倍的PCI-E 3.0也會(huì)毫無(wú)壓力。
PCI-E 3.0的超高帶寬可以在高性能計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中大顯身手
從PC上的應(yīng)用來(lái)看PCI-E 3.0沒(méi)有必要，但是我們的目光不能這么狹隘，PC之外的天地更廣闊。隨著GPU通用計(jì)算的快速發(fā)展，GPU的數(shù)據(jù)傳輸量也越來(lái)越大，在高性能計(jì)算機(jī)、并行處理等場(chǎng)合中PCI-E 3.0的高帶寬無(wú)疑有著良好的應(yīng)用前景，只是這個(gè)與普通人關(guān)系并不大。
第二關(guān)：PCI-E外設(shè)何處尋？
雖然PCI-E作為底層技術(shù)為USB、SATA/eSATA等接口提供了數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)，但是它遠(yuǎn)沒(méi)有USB這樣的風(fēng)光，有點(diǎn)為他人作嫁衣裳的“幽怨”，明明出力最多，大家記住的卻是USB，這點(diǎn)也反映出PCI-E在外設(shè)接口上應(yīng)該下點(diǎn)功夫了。
我們能見(jiàn)到的PCI-E大都是兩種形式，第一種就是x16、x1這樣的插槽，主要用于連接顯卡和各種PCI-E設(shè)備，但是PCI-E插槽不支持熱插拔，插拔都需要打開(kāi)機(jī)箱，使用不方便，只適用于安裝之后不會(huì)頻繁卸載的設(shè)備。第二種才是外設(shè)接口，PCI時(shí)代叫做PC卡，現(xiàn)在主要是Express接口，有34和54兩種形式，目前最新標(biāo)準(zhǔn)為ExpressCard 2.0，它的優(yōu)點(diǎn)就好多了，即插即用，支持熱插拔，體積也比較小巧，使用起來(lái)方便多了。不過(guò)它的缺陷也很明顯，Expreess卡設(shè)備需要單獨(dú)配備，只有電腦上有ExpressCard接口時(shí)才能使用，通用性依然不足，大都用在筆記本上（貌似現(xiàn)在的本本支持的也不多了）。
為了擴(kuò)大PCI-E技術(shù)在外設(shè)中的應(yīng)用范圍，其他廠商也不是沒(méi)付出過(guò)努力，比如NVIDIA就曾推出過(guò)MXM（Mobile PCI Express Module）外接顯卡，打算將顯卡作為一個(gè)獨(dú)立、可更換的模塊應(yīng)用在筆記本上，AMD方面也有類似的AXIOM（Advance Express
I/O Module）技術(shù)，不過(guò)因?yàn)檫@樣那樣的問(wèn)題，這些技術(shù)都不了了之。
基于PCI-E的外設(shè)接口為ExpressCard，大多用在筆記本上，臺(tái)式機(jī)上非常少
也許是意識(shí)到這方面的不足，新的PCI-E 3.0標(biāo)準(zhǔn)制定之后，其官方組織PCI-SIG就打算推出一種新的外設(shè)接口，基于PCI-E 3.0 x4，傳輸速度可達(dá)4GB/s（32Gbps），供電能力將會(huì)高于20W?，F(xiàn)在這還是PCI-SIG的一個(gè)設(shè)想，目前與之最接近的就是Intel的雷電（Thunderbolt）接口，后者選擇了DisplayPort接口作為物理形式，傳輸視頻信號(hào)時(shí)可以視作普通的DP接口，傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)則會(huì)轉(zhuǎn)向PCI-E通道，速率10Gbps，供電能力為10W（5V電壓，2A最大電流）。
PCI-SIG力推的外設(shè)接口最大的問(wèn)題是它還停留在設(shè)想階段，要到2年后才可能推出，而且也沒(méi)有說(shuō)明接口會(huì)是什么樣的。無(wú)論是重新設(shè)計(jì)接口或者如雷電那樣選擇現(xiàn)成的接口，它都需要芯片組的支持，Intel已經(jīng)有雷電接口，對(duì)這個(gè)接口恐怕不會(huì)很熱心，此外消費(fèi)者的支持度也是個(gè)問(wèn)題，這些都是需要考慮的。
第三關(guān)：供電能力如幻如真？
相比前面兩個(gè)遠(yuǎn)在天邊的憂慮，PCI-E 3.0的供電能力是否達(dá)標(biāo)更惹人關(guān)注，畢竟在這個(gè)問(wèn)題上PCI-E 1.0和2.0都不是那么完美。
PCI 1.0的供電能力為75W，PCI-E 2.0大步提高到150W（一說(shuō)為225W），而最新的PCI-E 3.0達(dá)到了300W，看起來(lái)很美好，似乎到了PCI-E 3.0插槽上大部分顯卡都不需要外接供電了，因?yàn)榇蟛糠诛@卡的TDP功耗都在300W以內(nèi)，最強(qiáng)的GTX 580也不過(guò)是244W，只有GTX 590、HD 6990這樣的旗艦雙芯卡的TDP功耗才達(dá)到了300W以。如果插槽就能提供300W的供電，那么對(duì)機(jī)箱布線簡(jiǎn)直是一次大解放。
可惜的是這都不是真的，在這個(gè)問(wèn)題大多數(shù)人都犯了錯(cuò)誤，誤把“支持”當(dāng)做“提供”，倒是150W供電的那個(gè)有一定可信度，因?yàn)楣俜降拇_出過(guò)一個(gè)“PCI Express x16 Graphics 150W-ATX Specification 1.0”的規(guī)范，將供電能力提高到150W。
官方的FAQ上證實(shí)了有150W供電能力，不過(guò)先別急，還有問(wèn)題
這個(gè)150W的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是這樣的：支持此規(guī)范的顯卡上會(huì)有一個(gè)專用6pin接口，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)這個(gè)接口的狀態(tài)，如果正確安裝了，那么顯卡會(huì)從PCI-E x16插槽獲得75W的供電，再?gòu)倪@個(gè)接口上獲得額外75W的供電，總計(jì)有150W的供電。
很遺憾，查找了N多官方PDF和網(wǎng)站我也沒(méi)有找到支持150 ATX規(guī)范的顯卡和主板，缺少實(shí)物圖的后果就是我也只能看懂文字描述而對(duì)具體的產(chǎn)品沒(méi)有印象，沒(méi)感覺(jué)出這個(gè)獨(dú)特的供電與普通的6pin供電有什么區(qū)別。
拋開(kāi)這一點(diǎn)糾結(jié)，有一點(diǎn)是我們可以確定的：PCI-E x16插槽的供電能力從來(lái)沒(méi)有高過(guò)75W（半高卡則只有25W），即使有150W的規(guī)范，其實(shí)質(zhì)也是通過(guò)額外的6pin接口才提供支持的。
所謂的225W以及300W供電其實(shí)還是通過(guò)6pin和8pin電源接口實(shí)現(xiàn)的
說(shuō)起來(lái)這三個(gè)難關(guān)對(duì)PCI-E并沒(méi)有真正的負(fù)面影響，速度問(wèn)題不由消費(fèi)者決定，而且這個(gè)對(duì)消費(fèi)者也沒(méi)有壞處，外設(shè)接口目前還只是紙上談兵，距離實(shí)用還遠(yuǎn)著呢，最后的供電問(wèn)題少少地讓人希望，但是這更多地是源于我們的誤解，官方老早就闡述過(guò)這個(gè)問(wèn)題了。
PCI-E 3.0：果實(shí)已經(jīng)成熟，普及尚待時(shí)機(jī)
作為電腦數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹按髣?dòng)脈”，PCI-E默默無(wú)聞地為PC上的各個(gè)部件“傳情達(dá)意”。雖然它的發(fā)展過(guò)程不如顯卡、CPU這么耀眼，升級(jí)換代速度更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及，但是它每一次升級(jí)/換代都給PC注入強(qiáng)勁的活力，從PCI/AGP總線升級(jí)到到PCI-E時(shí)正值顯卡飛躍性發(fā)展，PCI-E超高的帶寬極大地釋放了顯卡的運(yùn)算能力。
PCI-E插槽已經(jīng)成為當(dāng)前的絕對(duì)主流
PCI到PCI-E雖然名字變化不大，但是技術(shù)變化卻有質(zhì)變。PCI基于傳統(tǒng)的并行總線理念，所有設(shè)備要共享133-533MB/s的帶寬，而PCI-E使用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串行總線，每個(gè)設(shè)備都能獨(dú)享帶寬，1.0的x1帶寬為250MB/s，2.0和3.0繼續(xù)翻番到500MB/s和大約1GB/s，以目前的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，PCI-E 2.0尚不會(huì)面臨帶寬不足的困境，而PCI-E 3.0的32GB/s超高速帶寬可以保證它在未來(lái)一段時(shí)間都不會(huì)遭遇敵手。
當(dāng)然，包括PCI-E 3.0在內(nèi)它們也并非完美無(wú)缺，其速度雖快，但是目前并沒(méi)有可用的顯卡和CPU支持，英雄無(wú)用武之地。PCI-E的技術(shù)優(yōu)勢(shì)多多，但是在外設(shè)接口上乏善可陳，就連筆記本上所用的ExpressCard范圍也日漸萎縮；速度飆升，但供電能力上萬(wàn)年不變，75W供電只能用于一些低端顯卡，適當(dāng)提高到150-225W就可以滿足絕大多數(shù)用戶需要了。
PCI-E 3.0現(xiàn)在是巧婦難為無(wú)米之炊，并不實(shí)用
PCI-E 3.0的正式標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)公布了大半年了，但是相關(guān)的硬件還沒(méi)有準(zhǔn)備好，微星和華擎倒是很快就推出了支持PCI-E 3.0的主板，但是從前面的分析來(lái)看這些拼湊出來(lái)的主板象征意義大于實(shí)際意義，任何忽悠消費(fèi)者PCI-E 3.0主板有xx優(yōu)勢(shì)的圖謀只不過(guò)是在“耍流氓”而已。
用一句話來(lái)評(píng)價(jià)，PCI-E 3.0的果實(shí)已經(jīng)成熟，但是采摘的時(shí)機(jī)未至，大家還是耐心等待吧. | 
