那些長(zhǎng)短不一的PCI-E插槽都有什么不一樣?
發(fā)布時(shí)間:2017-11-23 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】主板上的擴(kuò)展插槽曾經(jīng)是多種多樣的,例如曾經(jīng)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(kuò)展其它設(shè)備,如網(wǎng)卡、聲卡、調(diào)制解調(diào)器等等。這兩種插槽曾經(jīng)共同為廣大DIY玩家服役多年,然而在一個(gè)速率更高、擴(kuò)展性更強(qiáng)的插槽出現(xiàn)之后,它們就迅速退出舞臺(tái),被后者徹底取代。而這種可以在短時(shí)間內(nèi)淘汰前輩的新型插槽,就是我們今天要講的主角,也是現(xiàn)在顯卡以及各種擴(kuò)展卡所用的主流插槽,即PCI-E插槽。
目前PCI-E插槽已經(jīng)成為了主板上的主力擴(kuò)展插槽,除了顯卡會(huì)用到PCI-E插槽外,諸如獨(dú)立聲卡、獨(dú)立網(wǎng)卡、USB 3.0/3.1接口擴(kuò)展卡以及SSD等硬件都可以使用PCI-E插槽,因此現(xiàn)在的主板除非是受到板型或者平臺(tái)芯片的限制,否則廠商都會(huì)給它們裝上足夠多的PCI-E插槽,以確保自家產(chǎn)品的擴(kuò)展能力,滿足玩家的使用需求。只是這主板上的PCI-E插槽有長(zhǎng)有短,那它們之間又有什么不同呢?
PCI-E插槽的相關(guān)規(guī)范
我們?cè)诹私釶CI-E插槽之前,先來簡(jiǎn)單看看PCI-E的相關(guān)規(guī)范。PCI-E規(guī)范又稱為PCI Express規(guī)范,其由PCI-SIG組織進(jìn)行制定,該組織組建于1992年,目前成員有包括英特爾、AMD、NVIDIA、惠普、戴爾、高通、聯(lián)想、IBM等業(yè)界老大在內(nèi)的900多家精英企業(yè),除了現(xiàn)行的PCI-E規(guī)范之外,早年的PCI規(guī)范以及PCI-X規(guī)范也是由該組織制定的。
與基于半雙工共享并行架構(gòu)而制定的PCI以及AGP規(guī)范不同,PCI-E規(guī)范是基于全雙工點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行架構(gòu)制定的,而且還支持熱拔插,其中全雙工代表每個(gè)PCI-E通道在同一周期內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸;點(diǎn)對(duì)點(diǎn)意味著每個(gè)PCI-E設(shè)備都是獨(dú)立連接,不需要向整個(gè)總線請(qǐng)求帶寬;串行傳輸則可以讓其信號(hào)速率輕松達(dá)到GT/s(相當(dāng)于GHz)的級(jí)別。
目前PCI-E規(guī)范已經(jīng)發(fā)展出5個(gè)大版本,每一次大版本的進(jìn)化,都能帶來相比上一版本近乎于翻倍的帶寬。第一個(gè)PCI-E的正式規(guī)范也就是PCI-E 1.0誕生于2002年,其信號(hào)速率為2.5GT/s,采用8b/10b編碼方式,單通道單向帶寬達(dá)到250MB/s,16通道雙向帶寬為8GB/s。該規(guī)范隨后還發(fā)展出PCI-E 1.0a和PCI-E 1.1版本,雖然細(xì)節(jié)上有不少改進(jìn)但是帶寬并沒有改變。
PCI-E 2.0規(guī)范則在2007年正式發(fā)布,其相比于PCI-E 1.x規(guī)范最大的變化是信號(hào)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(guī)范還將對(duì)應(yīng)插槽的供電能力翻倍至最高150W的水平,但出于對(duì)兼容性以及主板供電壓力等多方面的考慮,最終無(wú)論主板廠商、顯卡廠商又或者其它PCI-E設(shè)備的廠商,在產(chǎn)品開發(fā)時(shí)都是按照PCI-E 1.0規(guī)范的供電要求也就是75W執(zhí)行的,供電需求高于75W者一律配置外接供電,這個(gè)行業(yè)規(guī)則一直沿用至今。
PCI-E 3.0規(guī)范則是目前的主流,其于2010年正式發(fā)布,相比PCI-E 2.x規(guī)范不僅信號(hào)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(shí)現(xiàn)了接近翻倍的提升,達(dá)到985MB/s的水平,16通道雙向帶寬高達(dá)31.5GB/s。
PCI-E 5.0規(guī)范要到2019年才能完成正式版的制定
PCI-E 4.0和PCI-E 5.0則是屬于未來的規(guī)范,前者在今年10月底才推出了正式版,其再一次實(shí)現(xiàn)了信號(hào)速率的翻倍,16通道雙向帶寬達(dá)到63GB/s的水平;而后者則計(jì)劃到2019年方能公布正式版規(guī)范,能帶來的依然是翻倍的信號(hào)速率和翻倍的帶寬,16通道雙向帶寬達(dá)到126GB/s。然而基于PCI-E 4.0規(guī)范的設(shè)備目前依然處于開發(fā)和測(cè)試階段,預(yù)計(jì)要到2018年的年底方能進(jìn)入消費(fèi)級(jí)市場(chǎng),PCI-E 5.0規(guī)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(zhǎng)什么樣子?
與經(jīng)常換插槽的CPU不同,PCI-E規(guī)范雖然已經(jīng)發(fā)展出5大版本,但是在插槽的結(jié)構(gòu)卻基本維持一致,同樣通道數(shù)的PCI-E插槽,我們是無(wú)法從外觀判定其對(duì)應(yīng)的是哪個(gè)版本的PCI-E規(guī)范。同時(shí)更高版本的插槽也兼容低版本的設(shè)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(qiáng)的。
當(dāng)然PCI-E插槽也不是僅有一種,按照PCI-SIG提供的規(guī)范,PCI-E插槽有x1,x2,x4,x8,x12,x16和x32共計(jì)7種版本,對(duì)應(yīng)1/2/4/8/12/16/32通道,其中PCI-E x32由于體積問題,僅應(yīng)用在某些特殊場(chǎng)合中,對(duì)應(yīng)的量產(chǎn)產(chǎn)品幾乎為零;PCI-E x12則主要用在服務(wù)器領(lǐng)域,基本不會(huì)出現(xiàn)在消費(fèi)級(jí)平臺(tái)上;PCI-E x2則主要用于內(nèi)部的接口而非擴(kuò)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(xiàn),而非PCI-E插槽的形式。因此目前主板上主流的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(zhǎng)什么樣子。
PCI-E x16插槽
最靠近CPU的PCI-E x16插槽最適合安裝顯卡
我們首先從PCI-E x16插槽講起,PCI-E x16插槽全長(zhǎng)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(zhǎng)的插槽142根,主要用于數(shù)據(jù)傳輸。這樣設(shè)計(jì)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(jí)別的設(shè)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(fèi)級(jí)領(lǐng)域中的完全體,其多數(shù)用于安裝數(shù)據(jù)吞吐量很大的產(chǎn)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CPU直接引出,這樣顯卡與CPU之間的數(shù)據(jù)交換就可以實(shí)現(xiàn)最低的延遲,讓系統(tǒng)的性能可以得到充分的發(fā)揮。
PCI-E x8插槽
相比于PCI-E x8插槽全長(zhǎng)56mm,擁有98根針腳,相比于PCI-E x16主要是數(shù)據(jù)針腳減少至76根,供電針腳并無(wú)變化。不過我們很少在主板上看見真正的PCI-E x8插槽,因?yàn)樗ǔ?huì)以PCI-E x16插槽的形式出現(xiàn),但數(shù)據(jù)針腳只有一半是有效的,也就是說實(shí)際帶寬只有真正的PCI-E x16插槽的一半。
為了安裝顯卡,PCI-E x8插槽很多時(shí)候會(huì)以PCI-E x16插槽的形式登場(chǎng)
實(shí)際上把PCI-E x8插槽做成PCI-E x16的樣子是有原因的,因?yàn)镻CI-E x8就是為了搭建多顯卡平臺(tái)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(dāng)然也有部分PCI-E x8插槽會(huì)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?cè)撊绾螀^(qū)分真正的PCI-E x16插槽和PCI-E x8模式的PCI-E x16插槽呢?有經(jīng)驗(yàn)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法,實(shí)際上除了旗艦級(jí)的平臺(tái)如X299能提供多條真正的PCI-E x16插槽外,主流級(jí)平臺(tái)包括新近發(fā)布的Z370平臺(tái)都只會(huì)提供一條真正的PCI-E x16插槽,就是最靠近CPU的那條。而第二條和第三條PCI-E x16插槽,則多數(shù)是PCI-E x8甚至是x4級(jí)別的。
PCI-E x4插槽
PCI-E x4插槽的長(zhǎng)度為39mm,同樣是在PCI-E x16插槽的基礎(chǔ)上,以減少數(shù)據(jù)針腳的方式實(shí)現(xiàn),主要用于PCI-E SSD,或者是通過PCI-E轉(zhuǎn)接卡安裝M.2 SSD等方面。PCI-E x4插槽通常由主板芯片擴(kuò)展而來,不過隨著CPU內(nèi)部PCI-E通道數(shù)的增多,現(xiàn)在有部分高端主板可以開始提供直連CPU的PCI-E x4插槽,用于安裝PCI-E SSD時(shí)理論上可以提供更好的性能,例如4K QD性能相比使用主板芯片的PCI-E x4插槽時(shí)會(huì)有一定的提升。
找不到PCI-E x4插槽?其實(shí)它是以M.2接口的形式出現(xiàn)
不過與PCI-E x8插槽相似的是,PCI-E x4插槽現(xiàn)在也是很少以真身示人,更多地是以“速率為PCI-E x4級(jí)別的PCI-E x16插槽”的形式登場(chǎng),又或者是擴(kuò)展為M.2接口,用于安裝M.2 SSD、M.2無(wú)線網(wǎng)卡或者其它M.2接口設(shè)備,其余擴(kuò)展卡則留給PCI-E x1插槽負(fù)責(zé)。
PCI-E x1插槽
PCI-E x1插槽的長(zhǎng)度是最短的,僅有25mm,相比PCI-E x16插槽,其數(shù)據(jù)針腳是大幅度減少至14個(gè)。PCI-E x1插槽的帶寬通常由主板芯片提供,面向的產(chǎn)品比較廣泛,獨(dú)立網(wǎng)卡、獨(dú)立聲卡、USB 3.0/3.1擴(kuò)展卡等都會(huì)用到PCI-E x1插槽,你甚至可以通過轉(zhuǎn)接線給PCI-E x1插槽裝上顯卡,用來挖礦或者實(shí)現(xiàn)多屏輸出。
Mini PCI-E接口的特寫,物理結(jié)構(gòu)上與mSATA基本一致
此外PCI-E x1插槽還存在著另外一個(gè)形態(tài),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(shù)用來擴(kuò)展無(wú)線網(wǎng)卡,但由于其在物理結(jié)構(gòu)上與mSATA插槽相同,因此也有不少主板會(huì)通過跳線或者BIOS設(shè)定讓Mini PCI-E接口在PCI-E模式或者SATA模式中切換,以實(shí)現(xiàn)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(jìn)攻時(shí)都選擇了迅速撤退,如今其地位和作用都已經(jīng)被M.2接口取代,基本上已經(jīng)告別主流。喜愛硬件的你如果想免費(fèi)獲得硬件福利,就留意我們?nèi)藲庑【幮〕纾ㄎ⑿牛?501417)11號(hào)的朋友圈活動(dòng)發(fā)布吧!眾多硬件福利獎(jiǎng)品贈(zèng)與大家!
(來源:超能網(wǎng))
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