什么是PCI插槽 PCI-E插槽如何辨別 PCI-E插槽的相關規范

2023-01-09 17:19:04來源：互聯網

　　主板上的擴展插槽曾經是多種多樣的，例如曾經非常流行的組合就是PCI插槽搭配AGP插槽，其中AGP插槽主要用在顯卡上，而PCI插槽的用途則更廣一些，不僅有用在顯卡上，還能用于擴展其它設備，如網卡、聲卡、調制解調器等等。這兩種插槽曾經共同為廣大DIY玩家服役多年，然而在一個速率更高、擴展性更強的插槽出現之后，它們就快速退出舞臺，被后者徹底取代。而這種可以在短時間內淘汰前輩的新型插槽，就是我們今天要講的主角，也是現在顯卡以及各種擴展卡所用的主流插槽，即PCI-E插槽。什么是PCI插槽?PCI-E插槽到底長什么樣子?如何辨別呢

(資料圖)

　　現在PCI-E插槽已經成為了主板上的主力擴展插槽，除了顯卡會用到PCI-E插槽外，諸如獨立聲卡、獨立網卡、USB 3.0/3.1接口擴展卡以及SSD等硬件都可以運用PCI-E插槽，因此現在的主板除非是受到板型或者平臺芯片的限制，否則廠商都會給它們裝上足夠多的PCI-E插槽，以確保自家產品的擴展能力，滿足玩家的運用需要。只是這主板上的PCI-E插槽有長有短，那它們之間又有什么不一樣呢?

　　PCI-E插槽的相關規范

　　我們在了解PCI-E插槽之前，先來簡單看看PCI-E的相關規范。PCI-E規范又稱為PCI Express規范，其由PCI-SIG組織進行制定，該組織組建于1992年，現在成員有包括英特爾、AMD、NVIDIA、惠普、戴爾、高通、聯想、IBM等業界老大在內的900多家精英企業，除了現行的PCI-E規范之外，早年的PCI規范以及PCI-X規范也是由該組織制定的。

　　與基于半雙工共享并行架構而制定的PCI以及AGP規范不一樣，PCI-E規范是基于全雙工點對點串行架構制定的，而且還支持熱拔插，其中全雙工代表每個PCI-E通道在同一周期內可以實現數據的雙向傳輸;點對點意味著每個PCI-E設備都是獨立連接，不需要向整個總線請求帶寬;串行傳輸則可以讓其信號速率輕松達到GT/s(相當于GHz)的級別。

　　現在PCI-E規范已經發展出5個大版本，每一次大版本的進化，都能帶來相比上一版本近乎于翻倍的帶寬。第一個PCI-E的正式規范也就是PCI-E 1.0誕生于2002年，其信號速率為2.5GT/s，采用8b/10b編碼方式，單通道單向帶寬達到250MB/s，16通道雙向帶寬為8GB/s。該規范隨后還發展出PCI-E 1.0a和PCI-E 1.1版本，雖然細節上有不少改進但是帶寬并沒有改變。

　　PCI-E 2.0規范則在2007年正式發布，其相比于PCI-E 1.x規范最大的變化是信號速率翻倍至5GT/s，因此其帶寬也跟隨著一起翻倍，單通道單向帶寬為500MB/s，16通道雙向帶寬為16GB/s。此外PCI-E 2.0規范還將對應插槽的供電能力翻倍至最高150W的水平，但出于對兼容性以及主板供電壓力等多方面的考慮，最終無論主板廠商、顯卡廠商又或者其它PCI-E設備的廠商，在產品開發時都是按照PCI-E 1.0規范的供電要求也就是75W執行的，供電需要高于75W者一律配置外接供電，這個行業規則一直沿用至今。

　　PCI-E 3.0規范則是現在的主流，其于2010年正式發布，相比PCI-E 2.x規范不僅信號速率提升至8GT/s，而且編碼方式也改成了更高效的128b/130b模式，因此單通道單向帶寬依然實現了接近翻倍的提升，達到985MB/s的水平，16通道雙向帶寬高達31.5GB/s。

　　PCI-E 4.0和PCI-E 5.0則是屬于未來的規范，前者在今年10月底才推出了正式版，其再一次實現了信號速率的翻倍，16通道雙向帶寬達到63GB/s的水平;而后者則計劃到2019年方能公布正式版規范，能帶來的依然是翻倍的信號速率和翻倍的帶寬，16通道雙向帶寬達到126GB/s。然而基于PCI-E 4.0規范的設備現在依然處于開發和測驗階段，估計要到2018年的年底方能進入消費級市場，PCI-E 5.0規范的推廣恐怕最快也要到2020年才能開始了。

　　PCI-E插槽到底長什么樣子?

　　與經常換插槽的處理器不一樣，PCI-E規范雖然已經發展出5大版本，但是在插槽的結構卻基本維持一致，同樣通道數的PCI-E插槽，我們是無法從外觀判定其對應的是哪個版本的PCI-E規范。同時更高版本的插槽也兼容低版本的設備，反之亦然，只是速率上要遵守“短板原理”，因此PCI-E插槽的兼容性是很強的。

　　當然PCI-E插槽也不是僅有一種，按照PCI-SIG提供的規范，PCI-E插槽有x1，x2，x4，x8，x12，x16和x32共計7種版本，對應1/2/4/8/12/16/32通道，其中PCI-E x32由于體積問題，僅使用在某些特殊場合中，對應的量產產品幾乎為零;PCI-E x12則主要用在服務器領域，基本不會出現在消費級平臺上;PCI-E x2則主要用于內部的接口而非擴展插槽，即便是部分有提供該接口的主板，其PCI-E x2也基本是以M.2接口的形式出現，而非PCI-E插槽的形式。因此現在主板上主流的PCI-E插槽，基本就集中在PCI-E x1/x4/x8/x16四種上，下面我們就來看看這4種插槽到底長什么樣子。

　　我們首先從PCI-E x16插槽講起，PCI-E x16插槽全長89mm，擁有164根針腳，分為前后兩組，位于前面較短的插槽有22根針腳，主要用于供電，后面一組較長的插槽142根，主要用于數據傳輸。這樣規劃讓PCI-E x16插槽擁有了極佳的兼容性，可以向下兼容x1/x4/x8級別的設備，在加上其16通道所帶來的高帶寬，因此PCI-E x16插槽可以說是PCI-E插槽在消費級領域中的完全體，其多數用于安裝數據吞吐量很大的產品，如顯卡以及RAID陣列卡等。

　　由于PCI-E x16插槽常用于顯卡，因此其基本由處理器直接引出，這樣顯卡與處理器之間的數據交換就可以實現最低的延遲，讓系統的性能可以得到充分的發揮。

　　相比于PCI-E x8插槽全長56mm，擁有98根針腳，相比于PCI-E x16主要是數據針腳減少至76根，供電針腳并無變化。不過我們很少在主板上看見真正的PCI-E x8插槽，因為它通常會以PCI-E x16插槽的形式出現，但數據針腳只有一半是有效的，也就是說實際帶寬只有真正的PCI-E x16插槽的一半

　　實際上把PCI-E x8插槽做成PCI-E x16的樣子是有原因的，因為PCI-E x8就是為了搭建多顯卡平臺而生的，為了讓采用PCI-E x16接口的顯卡順利安裝到PCI-E x8接口上，后者自然需要把自己“偽裝”成PCI-E x16插槽。當然也有部分PCI-E x8插槽會在后部開一小口，讓顯卡能夠安裝，但這樣的接口往往需要定制，成本并不比PCI-E x16插槽低，而且視覺上的沖擊力也不夠，因此直接采用PCI-E x16插槽來做PCI-E x8插槽自然也是情理之中。

　　那么我們該如何區分真正的PCI-E x16插槽和PCI-E x8模式的PCI-E x16插槽呢?有經驗玩家可以觀察主板布線，后者的后半段往往是沒有線路連接的，甚至沒有針腳焊接。不過這并不是最快速的方式，實際上除了旗艦級的平臺如X299能提供多條真正的PCI-E x16插槽外，主流級平臺包括新近發布的Z370平臺都只會提供一條真正的PCI-E x16插槽，就是最靠近處理器的那條。而第二條和第三條PCI-E x16插槽，則多數是PCI-E x8甚至是x4級別的。

　　PCI-E x4插槽的長度為39mm，同樣是在PCI-E x16插槽的基礎上，以減少數據針腳的方式實現，主要用于PCI-E SSD，或者是通過PCI-E轉接卡安裝M.2 SSD等方面。PCI-E x4插槽通常由主板芯片擴展而來，不過隨著處理器內部PCI-E通道數的增多，現在有部分高端主板可以開始提供直連處理器的PCI-E x4插槽，用于安裝PCI-E SSD時理論上可以提供更好的性能，例如4K QD性能相比運用主板芯片的PCI-E x4插槽時會有一定的提升。

　　找不到PCI-E x4插槽?其實它是以M.2接口的形式出現

　　不過與PCI-E x8插槽相似的是，PCI-E x4插槽現在也是很少以真身示人，更多地是以“速率為PCI-E x4級別的PCI-E x16插槽”的形式登場，又或者是擴展為M.2接口，用于安裝M.2 SSD、M.2無線網卡或者其它M.2接口設備，其余擴展卡則留給PCI-E x1插槽負責。

　　PCI-E x1插槽的長度是最短的，僅有25mm，相比PCI-E x16插槽，其數據針腳是大幅度減少至14個。PCI-E x1插槽的帶寬通常由主板芯片提供，面向的產品比較廣泛，獨立網卡、獨立聲卡、USB 3.0/3.1擴展卡等都會用到PCI-E x1插槽，你甚至可以通過轉接線給PCI-E x1插槽裝上顯卡，用來挖礦或者實現多屏輸出。

　　此外PCI-E x1插槽還存在著另外一個形態，一般稱為Mini PCI-E插槽，常見于Mini-ITX主板以及筆記本電腦上，多數用來擴展無線網卡，但由于其在物理結構上與mSATA插槽相同，因此也有不少主板會通過跳線或者BIOS設定讓Mini PCI-E接口在PCI-E模式或者SATA模式中切換，以實現一口兩用的效果。

　　不過Mini PCI-E插槽由于帶寬上的限制，最終并未有得到廣泛的普及，它和mSATA接口在面臨M.2接口的進攻時都選擇了快速撤退，如今其地位和作用都已經被M.2接口取代，基本上已經告別主流。

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