三军未动粮草先行，浅谈Z690主板上的PCIe5.0

三军未动粮草先行，浅谈Z690主板上的PCIe5.0黄杨球 在2021年10月底，英特尔正式解禁了基于新一代架构Alder Lake打造的处理器——12代酷睿，随着12代酷睿一并登场的，还有众多前沿技术，比如DDR5和PCIe5.0。相对于近年圈内讨论得沸沸

在2021年10月底，英特尔正式解禁了基于新一代架构Alder Lake打造的处理器——12代酷睿，随着12代酷睿一并登场的，还有众多前沿技术，比如DDR5和PCIe5.0。相对于近年圈内讨论得沸沸扬扬的DDR5，PCIe 5.0显然更称得上是真正的“前瞻性”，要知道PCIe4.0才出现了没多久，相关布局的产品还停留在高端和新，PCIe 5.0的出现能用突如其来形容。

如今高端Z690主板都会配一条支持PCIe 5.0的PCI-E x16插槽

PCIe 5.0无疑会拥有比PCIe 4.0更强的性能，除了性能暴涨外，PCIe 5.0在应用场景上会有哪些突出贡献？对于普通消费者又可以带来哪些价值？本文将围绕PCIe5.0的性能、商用应用场景和面向消费者的应用场景这几个方面展开，给大家讲解这项技术到底“新”在哪，为何我们认为现阶段普通消费者应该让PCIe 5.0的“子弹再飞一会”，想要了解这个新技术的小伙伴不要错过喔~

双倍于PCIe4.0的带宽

按照PCI-SIG的规划，每代PCIe的更新都会让带宽翻倍或接近翻倍，比如PCIe 4.0可以提供16GT/s的带宽，翻倍于PCIe 3.0，作为PCIe 4.0的继承者，PCie 5.0的带宽则来到了32GT/s，这个数据翻倍于PCIe 4.0，每通道的传输速率可达3.94GB/s，16通道配置下总速率将达到夸张的63GB/s。

图片来源：PCI-SIG

PCIe 5.0标准的最终版在2019年5月29日便已发布，比PCIe 4.0标准的最终版发布时间2017年6月8日仅相差了2年时间，与往年3-5年的更新周期相比，这极短的时间间隔，意味着硬件厂商核和用户可能同时面对PCIe 3.0、PCIe 4.0和PCI 5.0这三种接口。

支持PCIe 5.0设备的Z690终于问世，但M.2接口依旧沿用PCIe 4.0和PCIe 3.0

更高的带宽显然可以带来更多可能性，但也要知道即便是目前的卡皇RTX 3090依然无法让PCIe 4.0饱和，现在谈PCIe 5.0的应用可能更多要以未来展望为主，同时PCIe 5.0的超前出现也让PCIe 4.0处在一个比较尴尬的地位——未来的是否还有推出PCIe 4.0产品的必要？如果还推PCIe 4.0新品，那它是继续以旗舰的身份出现，还是以普及该技术的形态出现呢？或许这个问题会在这个过渡期内环绕着存储厂商们。

比较有趣的是，目前的Z690均没有给M.2接口上PCIe 5.0，但部分厂商比如华硕，该品牌的部分高端型号主板会附赠PCIe 5.0的固态转接卡，也算是给高端用户一个交代。至于开发商，他们应该没有这方面顾虑，毕竟RTX30系列和RX6000系列已经全面普及PCIe 4.0，明年的新一代显卡发布会上，两大巨头（算上英特尔的新卡或许是三大巨头？）宣布新卡支持PCIe 5.0时请不要感到意外。

PCIe5.0产品何时会出现

尽管12代酷睿近期才正式解禁发布，相关的民用级PCIe 5.0产品基本上还没有，但面向商用的PCIe 5.0产品已经陆续出现。

目前民用领域只有高端Z690系列主板支持PCIe 5.0

这里要分享一个“冷知识”，“蓝色巨人”IBM在2020年10月针对商用领域发布的POWER10处理器便已支持PCIe 5.0，一般服务器产品的生命周期为4-5年，然后产品会陆续淘汰20%~25%，因此最早一批PCIe 5.0产品显然是面向商用的。比如前段时间铠侠正式发布的，面向数据中心并支持PCIe 5.0的固态硬盘铠侠CD7，这款产品走PCIe 5.0x4通道，最高读取速度可达14GB/s，两倍于当下的PCIe 4.0固态旗舰产品，无疑是一款性能野兽。

从产品图看，铠侠CD7的散热规格相当高

至于民用产品方向，目前支持PCIe 5.0的主板仅Z690系列可供消费者选择，英伟达的下一代RTX40系列游戏显卡有望会支持PCIe 5.0，但要全面普及还需两大X86处理器研发商一起将这个标准带到更多主板上。预计到明年红色战队才会在AM5主板上兼容PCIe 5.0，所以至少明年我们应该还未能在民用市场看到PCIe 5.0产品百家争鸣的盛况。

PCIe5.0将带来哪些价值

前面咱们主要讨论的都是围绕PCIe 5.0这项技术本身的话题，但技术再好用也要落地才能见疗效，这项如此强大的技术又可以带来什么价值呢？目前的普遍共识是，PCIe 5.0的超高带宽可以在AI和云端应用上大展身手。

图片来源网络

AI应用经常需要生成海量的数据，还需要即时传输和处理这些数据，机器学习模型的大小在较短的时间内急速膨胀，这就对存储设备产生了较大压力，支持PCIe 5.0的存储设备可以帮助到像AI这类运算密集型工作更高效的运转起来，解放设备与系统间的瓶颈。

图片来源网络

类似的需求也出现在云端计算，目前100Gbps、200Gbps的以太网路主干网已经出现，PCIe5.0势必能释放服务器的瓶颈，让传输量跟上主干网的速度。在大吞吐量的应用领域，比如自动驾驶以及快速防御系统上，PCIe 5.0同样能发挥重要作用。

对消费者带来什么影响

至于消费者端，目前我们能想象到的最直观的应用场景是微软的DirectStorage技术，对于游戏行业来说，这是一项值得冠以“革新性”称号的技术，它包含三个部分，分别是API应用程序接口、GPU加速数据压缩以及系统底层存储堆栈优化。

其中高速在GPU加速数据压缩技术上将会发挥重要作用，这项技术可以参考英伟达已经发布的RTX IO技术，它利用了PCIe总线这条高速数据通道喂饱GPU，从而减轻的工作，这是DirectStorage技术的硬件实现。目前这项技术已经应用在最新的Xbox系列主机，全面登录PC只是时间问题。目前需要使用PCIe 3.0或以上的搭配兼容DX12 Ultimate的，它的存在将消灭“恼人”的读取等待条。

此外，得益于PCIe 5.0四倍于PCIe 3.0的带宽，PCIe 5.0 x 4即能拥有与PCIe 3.0 x 16相同的性能，在未来或许我们能见到更微型小巧的PCIe设备。

总结

不可否认，PCIe 5.0技术将会刻画出一个美好的未来，随着PCIe 5.0进入到商用领域，基于该技术带来的效率提升有望对我们的生活带来更多积极影响。

现在的主板会为PCIe固态硬盘配散热装甲，图为华硕Z690-A GAMING WIFI D4吹雪

但对于民用领域，设备的高发热量也会成为我们的重点关注对象，联想到散热马甲已经成为PCIe 4.0固态硬盘的“标配”，速度更快PCIe 5.0硬盘或许会对散热有更高要求，或许这也会促使厂商们使用更高级别的工艺打造主控芯片。目前距离PCIe 5.0民用产品落地还有较长时间，而且支持该技术的主板才刚面世，距离普及还有很长一段距离，作为消费者的我们不妨再观望一下。

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