PCIe 3.0是一种新型高速串行总线,速率高达 8Gbps,对信号完整性测试要求更严,既需要传统的Tx 发射机测试,这一般由示波器或串行数据分析仪完成,测试内容主要是幅度、上升时间、眼图模板、抖动分析等,带宽只要需要20GHz以上;还需要 Rx 接收机抖动容限测试,这一般需要特制的误码率分析仪完成,特别是要具备协议握手通信能力;同时还需要做协议层一致性分析,这需要专门的硬件协议分析仪。据我所知,美国力科LeCroy是目前业界唯一能同时提供以上三类设备的厂商,我在中国电子工业标准化研究所(电子四所)见过他们的全套设备,型号好像是串行数据分析仪 SDA 8Zi-A ,误码率分析仪PeRT3,和协议层分析仪,据四所工作人员反映很不错,你可与LeCroy在国内的办事处联系。
在刚过去的2019年台北电脑展上,AMD掏出了7nm制程的Zen2处理器燃爆了全场,不知道有多少人在高喊AMD YES!!其中PCIe 4.0技术的使用,带宽直接翻倍达到16GT/s,这也成为了AMD新CPU亮点之一,这么高速的带宽对电脑有帮助么?为什么Intel好像并不在意?
PCIe的标准划分 PCIe 4.0的出现时机并不好
PCIe全称是Peripheral Component Interconnect Express,一般可以翻译为周边设备高速连接标准,这是在2003年提出的PC连接标准。PCIe通道包含两个数据通道,保证数据的接收和发送的效率,每个设备拥有独立分配的带宽,不会占用总带宽。
目前我们电脑普遍使用的是PCIe 3.0标准,这已经是9年前制定的标准了。2013年PCIe 1.0面世,拥有2.5GT/s速度,随后2006年发布PCIe 2.0(5.0GT/s)、2010年发布PCIe 3.0(8GT/s),大概三到四年PCIe就会制定新的标准,但PCIe 4.0却是等了7年,直到2017年才发布了PCIe 4.0(16GT/s),而在4.0都还没开始应用的时候,2019年就早早的发布了PCIe 5.0(32GT/s)。
从 2011年的HD 7000系列显卡开始使用PCIe 3.0开始算起,至今PCIe 3.0已经普及了8年了。而PCIe 4.0出现似乎并不是一个好时机。
2017年PCIe 3.0发布之后仅仅过了一年多,在2019年1月管理并定义PCIe标准的组织PCI-SIG发布了最新的PCIe5.0规范的0.9版,同时,PCIe 5.0也会向下兼容3.0和4.0设备,这导致很多供应商直接跳过了PCIe 4.0直接开发PCIe 5.0规范的设备。
抢先一步?AMD发布首个PCIe 4.0消费级别处理器
AMD在今年5月底的台北电脑展上率先宣布支持PCIe 4.0接口的新一代锐龙处理器。除了7nm工艺、高频率之外,先于Intel支持PCIe 4.0也成为了这场发布会上的亮点。相比较PCIe 3.0带宽翻倍的buff加持,A平台整体性能也有了相当大的提升。
在台北电脑展上众多厂商推出了AMD新CPU主板,我们可能看到在南桥芯片上主板都加上了一个小风扇,从此机箱中的噪音源也多了一个。这个小风扇的出现也与PCIe 4.0的应用有关,因为数据处理任务加重,南桥成为了一个小火炉,没有办法只能为南桥增加上一个小型的散热风扇。
同时我们在台北电脑展的展会现场还看到了根据PCIe 4.0推出的超超超高速的SSD存储。技嘉在台北电脑展上推出了目前世界上速度最快,容量最大的PCI-e 4.0 AIC SSD。这款目前还是全世界最强的SSD读写速度竟然达到了15000MB/s,看清楚是5位数哦!而且它的容量竟然达到了8TB,我已经不敢想象它的价格有多高了,也不知道会不会真正的推向消费市场。采用群联E16主控,其中该AIC版本由4个M.2 SSD组成RAID 0,每块盘为PCIe 4.0X4,4个盘组起来就是PCIe4.0 X16。
来自PCIe 4.0的巨大提升
CPU只有16条PCIe通道
即使是现在的PCIe 4.0设备,AMD Ryzen 9 3900X也同样只有16条PCIe通道。主板上,在离CPU最近的PCIe插槽也仅仅只有16通道。目前这个插槽插的是显卡,可以达到PCIe×16全速。当两张显卡SLI时仅仅只能实现8+8通道,当三个PCIe设备连接时则分配为8+4+4,也就是说PCIe通道是有限制的。这是目前主流平台上的CPU的PCIe通道数的划分,直连CPU只有16条,因为通道数限制,多设备连接速度会有所降低,多个高性能PCIe设备连接时无法发挥完全的性能。当PCIe 4.0带来带宽翻倍时,多个PCIe设备与CPU之间的沟通速度将会更有利于发挥各个硬件的性能。
高速数据传输带来的新可能
随着5G技术的普及,我们发现高速的数据传输会改变产业,甚至催生出新的产业。5G对于硬件带宽的要求其实是翻了几番的,又是高频信号又还要信号覆盖好,确实需要产业有巨大的升级之后才能实现这样的性能。而且在2-3年的时间,家庭使用场景下启用数据互联的设备将急剧增加,PC产业可能会迎来新的变化,PC将有可能成为个人服务器和数据处理中心的存在。
如今的智能连接设备对于数据连接要求不高,当然整体设备之间的互联和数据交流程度也并不高。这是因为目前个人数据处理全凭云端设备,但可靠程度并不够。随着真·个人智能助理+智能设备的发展,个人PC数据处理中心需求将会渐渐浮现。最稳妥的方法是本地服务器+云数据处理搭配一起,而PCIe 4.0已经符合个人数据处理中心的基本需求。
不过目前PCIe 4.0好像只是看起来很美好
升级成本高 阻挡新设备普及
不过就目前来说PCIe 4.0看起来很美好,PCIe 4.0目前的成本还是挺高的,因为数据传输的速度越快,信号衰减情况也会相对应增加,对于元器件和材料的要求也就相对应越高。根据之前的消息,完整的16通道PCIe 4.0重定时器芯片需要15-25美元,主板升级大约需要100美元左右,高端顶级主板则可能需要花费更多。此前有网友爆料msi顶级的X570超神主板定价在777欧元(约合人民币6000元),真的是主板比CPU都贵。
消费市场需求不明显 噱头大于实际
PCIe 4.0面世这两年来,除了企业级市场之外,消费级市场完全没有什么动静的原因除了成本太高,还有个原因就是消费级显卡、处理器以及网络对速度翻倍的PCIe 4.0也没什么需求。这也是PCIe 4.0迟迟没有推出的原因。早在PCI3.0时代就有人测试过,如今的显卡即使使用的是PCIe 2.0×16通道,性能损失并不明显。
而且目前来说,消费市场对PCIe通道要求高的设备并不多,目前消费市场需要高速PCIe通道的设备就是显卡和满速SSD了。就拿SSD来说,占满16条PCIe通道SSD速度也没有达到PCIe带宽上限,但是通道数却是得占满了,而且价格还死贵死贵,根本就不是面向消费市场的产品。
企业级市场开始抛弃PCIe
对PCIe需求较高的就是高速数据处理需求环境,但是PCIe在数据处理环境下却有自己的缺陷。
家用电脑中PCIe确实是非常快速且实用的连接技术,这是因为连接到主板的设备数量较少,并且很少有需求跨越多台电脑之间的扩展应用。而在数据中心中每个PCIe设备都拥有自己的隔离内存池,不同设备之间的通信由于带宽和延迟的影响变得十分低效。NVIDIA和AMD分别开发了NVLink和InfintyFabric技术来应对该问题,CXL则是英特尔拿出的对策。
Intel在2019年3月份联合众多厂商推出了针对数据中心、高性能计算领域、AI领域等场景的全新数据设备互联协议CXL(Compute EXpress Link)。该技术是建立在完善的PCIe 5.0的物理和电气实现上的,只是不用通过专门设计的接口,简化了服务器硬件的设计难度,降低了整体系统的成本。Intel宣布与阿里巴巴、戴尔EMC、脸谱、谷歌、HPE、华为、微软联合共同成立一个联盟,来开发这个协议,用于消除CPU与加速器等计算密集型工作负载的瓶颈。而此次Intel扮演的角色与其在USB和PCIe开发中的角色一样, 与联盟成员共享技术成果,并共同持续开发
时机不对 来自PCIe 5.0带来的尴尬
由于PCIe 5.0向下兼容3.0/4.0,所以导致4.0的地位有些尴尬。当然,根本原因还是4.0标准出台太晚,距离2010年的3.0规范间隔了7年之久,而PCI-SIG组织又急于恢复8年两版标准高低搭配的既定节奏。
PCIe 4.0的带宽相较于PCIe 3.0的32GB/s(x16)是直接翻了一倍,来到了64GB/s(x16),而这次的PCIe 5.0更是在此基础上再翻一倍,来到了128GB/s(x16)。而它们也都是沿用PCIe 3.0的128b/130b编码方式,但PCIe 4.0的传输速率却到了16GT/s,PCIe 5.0则是到了32GT/s。
PCI-SIG的规划是, PCIe 4.0和5.0规范产品会在市场上共存很长一段时间,其中5.0或将只用于高性能计算,而消费端则是清一色4.0。 目前,Intel的企业级SLC固态盘Ruler SSD就是直接以PCIe 5.0规范做传输设计。
总结
目前来看,PCIe 3.0确实已经足够满足消费市场,从各方面来看,PCIe 4.0因为成本、时机、市场等等种种原因有点上够不着,下踩不住的尴尬局面。也许是因为这些种种原因,目前来看Intel好像并不在意PCIe 4.0,CPU方面一直也好像没有新的规划出现。有消息是Intel将越过PCIe 4.0直接开发PCIe 5.0设备,而PCIe 5.0设备将直接向下兼容3.0和4.0设备,这难道就是传说中的降维打击?对于消费者来说本来PCIe 5.0的升级成本会很高,但通过兼容的方式将会减少升级成本,消费市场可以进行逐步升级。
不过正所谓买新不买旧,有总比没有好。是的,上面我的阐述和分析都是建立在目前的硬件设备和软件需求之上,分析了目前PCIe 4.0尴尬局面,不过随着个人PC数据吞吐的速度需求的增加,几年后软件和硬件开发肯定会跟上,产生规模效应后,相对应的成本也将逐步下降。毕竟我们主流内存容量从1GB到现在16GB,什么时候都碰到过被软件吃完所有内存的情况,玩家和厂商对于设备“更高、更快、更强”的欲望应该不会停歇。
【IT168 评测】还记得在年初的CES 2018上,金士顿发布了一款M.2 2280规格、PCIe 3.0×2通道的A1000 SSD,A1000采用3D NAND闪存,容量有240GB/480GB/960GB三种,号称在价格差不多的同时有两倍于SATA SSD的性能。这款金士顿A1000 SSD已经来到我们评测室,容量是480GB版本,下面就来看看它的表现吧。 一、外观/内部解析 金士顿A1000 PCIe SSD是M.2 2280规格,正面贴有一张标签,左边印有黑底白字的金士顿、A1000以及NVMe,右边印有白底黑字的型号、容量、产地、工作电压/电流以及撕毁无效的保修信息等。 A1000采用单面PCB设计,SSD背面没有任何颗粒,PCB的颜色为深蓝色。 金士顿A1000的接口为M.2 Socket 2,支持PCI-E 3.0×2通道,理论带宽16Gb/s。 PCB正面由一颗主控+一颗缓存+四颗闪存颗粒组成,六颗芯片基本占满了PCB正面的所有空间。 主控颗粒为群联的4通道PS5008-E8,支持NVMe 1.2规范、PCI-E 3.0×2接口,速度方面,480GB版本的顺序读写可以达到1500/900MB/s,随机读写可以达到100K/90K IOPS。 缓存颗粒是512MB的DDR3L,编号D2516EC4BXGGB。 闪存颗粒为东芝的64层3D TLC NAND,基于东芝的第三代BiCS技术打造,单颗容量128GB,四颗组成480GB。SSD提供5年质保,480GB版本的总写入量为300TB,也就是约625次全盘写入。 二、基准性能测试 测试平台是英特尔的第八代酷睿i7-8700K,搭配微星的Z370主板,两条8GB的芝奇Sniper X狙击系列内存,主硬盘是英睿达的MX300 750GB,其余配置详见上表。 测试软件是大家非常熟悉的AS SSD、ATTO、CDI、CDM、TxBENCH以及PCMark 8。 还是先上一张CrystalDiskInfo的检测截图验明正身,SA1000M8的名称、480GB的容量全都识别无误,SSD当前的传输模式也是在PCIe 3.0×2通道上。 首先来看AS SSD的测试成绩,480GB的A1000在顺序读写速度上分别能够达到1477MB/s和969MB/s,和标称的1500/900MB/s非常接近。随机读写方面,单线程下的速度为36MB/s和102MB/s,64线程下则有215K和190K的IOPS,比标称值高出很多。 ATTO方面,A1000的最大顺序读写速度为1755MB/s和1027MB/s,比1500/900 MB/s的标称值高出很多,但是在数据块大于4MB后读写速度会有一定程度的下降。 再来看CrystalDiskMark的测试,1615MB/s、1018 MB/s的顺序读写速度和ATTO的结果类似,全都高于标称值,Q1T1下的4K随机读写为37MB/s和109MB/s,也和AS SSD的结果差不多。 高于标称值的读写速度在TxBENCH的测试中再次出现,1645MB/s、1041MB/s的顺序读写基本是和CrystalDiskMark的结果同属一个水平,26MB/s、107MB/s的随机读写也和之前的成绩类似,就是写入稍低一些。 最后来看更符合实际环境的PCMark 8存储测试,总分5035、带宽400MB/s的成绩看起来还不错,比SATA SSD的分数要高一些,SATA SSD的分数一般是在4800-5000之间。不过说句实话,SATA SSD和PCI-E SSD在实际使用中的区别真的不大,只有在重度使用Photoshop时顶多快上20秒左右,而在其他方面,比如游戏、Office文档等日常应用上的差别可能也就是一两秒,PCI-E SSD的优势更多的体现在体积上。 三、评测总结 64层3D NAND已经越来越多的出现在近段时间的SSD上,比如最早的西数Blue 3D NAND SATA SSD、闪迪Ultra 3D SSD,以及后来的东芝TR200、三星860 PRO/EVO,我们本文的主角金士顿A1000也是64层3D NAND的拥趸,它在芯片方面用的是群联PS5008-E8主控+东芝64层3D TLC闪存的组合方案。 速度方面得益于PCI-E 3.0×2的接口,金士顿A1000 PCIe SSD的顺序读写速度平均能够达到1600MB/s和1000MB/s,成绩确实比读写速度在500MB/s左右的SATA SSD好一些,但是还是像我之前说的那样,PCI-E SSD更多的优势其实是在体积上,如果你想给笔记本升级或者是给空间紧凑的主机用,那么PCI-E SSD就再合适不过了。
这个其实是没有瓶颈的。所谓750的带宽80Gb/s的说法,实际上市理论带宽,只要显卡是128bit的,那么带宽都是这么大。理论带宽并不等于实际需要的带宽,就像现在的机械硬盘虽然是SATA3.0接口,其实实际性能连2.0都不到。750这种级别的地段显卡,实际数据处理能力很低,PCIE2.0 X16的接口足够保证其使用,不用担心。
为15.8GB每秒。经过测试,GTX1080TI显卡刚好能吃掉PCIE3.0的带宽,也就是15.8GB每秒,所以GTX1080TI显卡需要的PCIE带宽为15.8GB每秒。GTX1080Ti显卡基于16nmGP102核心,拥有多达3584个流处理器(28组SM单元)、28个几何单元、224个纹理单元、88个ROP单元,核心加速频率1.6GHz,超频可达2GHz。
AMD最近推出了最低档次的RX6000系列显卡,RX 6500XT,其采用4GB GDDR6显存,基于台积电6nm工艺,具有16组CU单元,总计1024个流处理器,频率高达2815MHz。不过RX 6500XT只使用PCIe x4的通道,当用户使用支持PCIe 4.0的主板时,这个是没问题的。但是如果是旧电脑升级显卡,许多用户还在使用PCIe 3.0的设备,RX 6500XT的性能就会有明显下降。这是由于PCIe 3.0 x4的速度较低,而且当4GB 显存不够用的时候,在面对3A级游戏有较多材质纹理需要处理时,就会通过PCIe 通道来公用内存来充当显存,但是因为PCIe 3.0的带宽不够,游戏性能就显著下降了。从测试看,6500XT在PCIe 3.0的平台下,部分游戏有1-5%的性能降低,在《孤岛惊魂6》中性能降低高达20%,《荒野大镖客2》下降11%、《无主之地3》下降13%、《地平线:曙光》下降24%,16款参与测试的游戏,平均性能下降达8%。越是新,且画面表现力好的游戏受到影响越大,这是因为这些游戏都有相当程度的材质和纹理,需要大显存来保证处理速度,而4GB 的RX 6500XT显然需要去使用共享显存。所以如果有入手RX 6500XT的打算,一定要注意自己的平台是PCIe 3.0平台还是4.0,防止出现买了新显卡却不能把性能完全发挥的情况。
pcie3.0速度:比特传输速率为8GT/s。
有效提供每通道带宽为984.6MB/s,而按照SSD常用的四通道计算,PCIe3.0x4的理论带宽为3938.4MB/s,再加上信令开销,一般认为,3500MB/s的带宽是PCIe3.0x4SSD的极限。当然,这个极限并非不可以突破,一些高端PCIe3.0SSD连续读取速度就做到了3500MB/s左右。
这个极限并非不可以突破
一些高端PCIe 3.0 SSD连续读取速度就做到了3500MB/s左右。但金泰克最近新推出的速虎TP3500 SE更是打破了这一极限,官方测试连续读取速度攀上了3600MB/s的高峰,令人侧目。
按照官方给出的数据,金泰克速虎TP3500 SE的最高连续读写速度高达3600MB/s和3200MB/s,4K随机读写性能也很亮眼,最高可达470K IOPS和420K IOPS。单从纸面参数来看,速虎TP3500 SE的性能甚至超过PCIe 3.0旗舰版的SSD。至于其实际表现如何,不妨跟随我们的测试来看看。
16条和8条的时候,3.0和2.0对于显卡都没有影响,到4条的时候,就算是3.0也有影响,这个也能看得出,目前显卡对于带宽的要求介于pcie2.0x8和pcie3.0x4之间,2.0是5Gbps一条,8条就是40Gbps,3.0是8Gbps一条,4条就是32Gbps,实际上从雷电3的带宽也能大体猜到,雷电3就是40Gbps,外接这种雷电3显卡的时候,用外屏的时候基本上没有性能损失。只要满足40Gbps的带宽,对于多数显卡是没有影响的,跟pcie的版本关系不大。
你好,z68pcie什么速度?Z68是一款芯片组,支持RAID功能,适用于台式机。Z68:不支持集成显示芯片,无集成显卡,支持PCI Express 2.0 x16。PCIe2.0规范于2007年1月5日推出,将PCIe1.0 2.5GT/s的传输速率提高了一倍,每个通道的吞吐率从250MB/s上升到500MB/s,因此2通道的PCIe可支持高达1GB的总吞吐量。以PCIe2.0x2为例,该系列为2.0版本的PCIe,包含两个物理信道Lane,每个通道的吞吐量为:5GT/s x 8/10 =4.0Gb/s =4000 Mb/s =500MB/s,所以PCIe2.0x2的吞吐量为:500MB/s x 2 = 1GB/s,PCIe2.0协议传输速率为5.0GT/s,这样的描述主要说明的是每条PCIe Gen2的lane(SERDES)每秒可以完成5.0Gbit数据传输的特性,即每一条链路上支持每秒5G次传输,每个Lane上传输5Gbit,但是由于PCIe2.0采用的是8b/10b编码方案,多出的2bit并不是对上层有意义的信息。,请参考?
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