三軍未動糧草先行，淺談Z690主機板上的PCIe5.0

雙倍與PCIe 4.0的頻寬

在2021年10月底，英特爾正式解禁了基於新一代架構Alder Lake打造的處理器——12代酷睿，隨著12代酷睿一併登場的，還有眾多前沿技術，比如DDR5和PCIe5。0。相對於近年圈內討論得沸沸揚揚的DDR5

記憶體

，PCIe 5。0顯然更稱得上是真正的“前瞻性”，要知道PCIe4。0才出現了沒多久，相關佈局的產品還停留在高階

固態硬碟

和新

顯示卡

，PCIe 5。0的出現能用突如其來形容。

如今高階Z690主機板都會配一條支援PCIe 5。0的PCI-E x16插槽

PCIe 5。0無疑會擁有比PCIe 4。0更強的效能，除了效能暴漲外，PCIe 5。0在應用場景上會有哪些突出貢獻？對於普通消費者又可以帶來哪些價值？本文將圍繞PCIe5。0的效能、商用應用場景和麵向消費者的應用場景這幾個方面展開，給大家講解這項技術到底“新”在哪，為何我們認為現階段普通消費者應該讓PCIe 5。0的“子彈再飛一會”，想要了解這個新技術的小夥伴不要錯過喔~

PCIe 5.0產品何時會出現

雙倍於PCIe 4.0的頻寬

按照PCI-SIG的規劃，每代PCIe的更新都會讓頻寬翻倍或接近翻倍，比如PCIe 4。0可以提供16GT/s的頻寬，翻倍於PCIe 3。0，作為PCIe 4。0的繼承者，PCie 5。0的頻寬則來到了32GT/s，這個資料翻倍於PCIe 4。0，每通道的傳輸速率可達3。94GB/s，16通道配置下總速率將達到誇張的63GB/s。

圖片來源：PCI-SIG

PCIe 5。0標準的最終版在2019年5月29日便已釋出，比PCIe 4。0標準的最終版釋出時間2017年6月8日僅相差了2年時間，與往年3-5年的更新週期相比，這極短的時間間隔，意味著硬體廠商核和使用者可能同時面對PCIe 3。0、PCIe 4。0和PCI 5。0這三種介面。

支援PCIe 5。0裝置的Z690終於問世，但M。2介面依舊沿用PCIe 4。0和PCIe 3。0

更高的頻寬顯然可以帶來更多可能性，但也要知道即便是目前的卡皇RTX 3090依然無法讓PCIe 4。0飽和，現在談PCIe 5。0的應用可能更多要以未來展望為主，同時PCIe 5。0的超前出現也讓PCIe 4。0處在一個比較尷尬的地位——未來的是否還有推出PCIe 4。0產品的必要？如果還推PCIe 4。0新品，那它是繼續以旗艦的身份出現，還是以普及該技術的形態出現呢？或許這個問題會在這個過渡期內環繞著儲存廠商們。

比較有趣的是，目前的Z690

主機板

均沒有給M。2介面上PCIe 5。0，但部分廠商比如華碩，該品牌的部分高階型號主機板會附贈PCIe 5。0的固態

硬碟

轉接卡，也算是給高階使用者一個交代。至於

顯示卡

開發商，他們應該沒有這方面顧慮，畢竟RTX30系列和RX6000系列已經全面普及PCIe 4。0，明年的新一代顯示卡釋出會上，兩大巨頭（算上英特爾的新卡或許是三大巨頭？）宣佈新卡支援PCIe 5。0時請不要感到意外。

PCIe 5.0將帶來哪些價值

PCIe 5.0產品何時會出現

儘管12代酷睿近期才正式解禁釋出，相關的民用級PCIe 5。0產品基本上還沒有，但面向商用的PCIe 5。0產品已經陸續出現。

目前民用領域只有高階Z690系列主機板支援PCIe 5。0

這裡要分享一個“冷知識”，“藍色巨人”IBM在2020年10月針對商用領域釋出的POWER10處理器便已支援PCIe 5。0，一般伺服器產品的生命週期為4-5年，然後產品會陸續淘汰20%~25%，因此最早一批PCIe 5。0產品顯然是面向商用的。比如前段時間鎧俠正式釋出的，面向資料中心並支援PCIe 5。0的

固態硬碟

鎧俠CD7，這款產品走PCIe 5。0x4通道，最高讀取速度可達14GB/s，兩倍於當下的PCIe 4。0固態旗艦產品，無疑是一款效能野獸。

從產品圖看，鎧俠CD7的散熱規格相當高

至於民用產品方向，目前支援PCIe 5。0的主機板僅Z690系列可供消費者選擇，英偉達的下一代RTX40系列遊戲

顯示卡

有望會支援PCIe 5。0，但要全面普及還需兩大X86處理器研發商一起將這個標準帶到更多主機板上。預計到明年紅色戰隊才會在AM5主機板上相容PCIe 5。0，所以至少明年我們應該還未能在民用市場看到PCIe 5。0產品百家爭鳴的盛況。

對消費者帶來什麼影響和總結

PCIe 5.0將帶來哪些價值

前面咱們主要討論的都是圍繞PCIe 5。0這項技術本身的話題，但技術再好用也要落地才能見療效，這項如此強大的技術又可以帶來什麼價值呢？目前的普遍共識是，PCIe 5。0的超高頻寬可以在AI和雲端應用上大展身手。

圖片來源網路

AI應用經常需要生成海量的資料，還需要即時傳輸和處理這些資料，機器學習模型的大小在較短的時間內急速膨脹，這就對儲存裝置產生了較大壓力，支援PCIe 5。0的儲存裝置可以幫助到像AI這類運算密集型工作更高效的運轉起來，解放裝置與系統間的瓶頸。

圖片來源網路

類似的需求也出現在雲端計算，目前100Gbps、200Gbps的乙太網路主幹網已經出現，PCIe5。0勢必能釋放伺服器的瓶頸，讓傳輸量跟上主幹網的速度。在大吞吐量的應用領域，比如自動駕駛以及快速防禦系統上，PCIe 5。0同樣能發揮重要作用。

對消費者帶來什麼影響

至於消費者端，目前我們能想象到的最直觀的應用場景是微軟的DirectStorage技術，對於遊戲行業來說，這是一項值得冠以“革新性”稱號的技術，它包含三個部分，分別是API應用程式介面、GPU加速資料壓縮以及系統底層儲存堆疊最佳化。

其中高速

固態硬碟

在GPU加速資料壓縮技術上將會發揮重要作用，這項技術可以參考英偉達已經發布的RTX IO技術，它利用了PCIe匯流排這條高速資料通道餵飽GPU，從而減輕

CPU

的工作，這是DirectStorage技術的硬體實現。目前這項技術已經應用在最新的Xbox系列主機，全面登入PC只是時間問題。目前需要使用PCIe 3。0或以上的

硬碟

搭配相容DX12 Ultimate的

顯示卡

，它的存在將消滅“惱人”的讀取等待條。

此外，得益於PCIe 5。0四倍於PCIe 3。0的頻寬，PCIe 5。0 x 4即能擁有與PCIe 3。0 x 16相同的效能，在未來或許我們能見到更微型小巧的PCIe裝置。

總結

不可否認，PCIe 5。0技術將會刻畫出一個美好的未來，隨著PCIe 5。0進入到商用領域，基於該技術帶來的效率提升有望對我們的生活帶來更多積極影響。

現在的主機板會為PCIe固態硬碟配散熱裝甲，圖為華碩Z690-A GAMING WIFI D4吹雪

但對於民用領域，裝置的高發熱量也會成為我們的重點關注物件，聯想到散熱馬甲已經成為PCIe 4。0固態硬碟的“標配”，速度更快PCIe 5。0硬碟或許會對散熱有更高要求，或許這也會促使廠商們使用更高級別的工藝打造主控晶片。目前距離PCIe 5。0民用產品落地還有較長時間，而且支援該技術的主機板才剛面世，距離普及還有很長一段距離，作為消費者的我們不妨再觀望一下。

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