X570的PCIe 4.0能否拯救世界

最近主板行業(yè)有條消息引起了筆者的注意，根據(jù)官方消息顯示，AMD還沒發(fā)布的X570可能將會支持PCIe 4.0和DDR5。早在2010年PCIe 3.0就已推出，7年后的2017年PCIe 4.0接口協(xié)議被確認，而直到今年PCIe 4.0才即將正式登場。但目前看來，醞釀了這么多年的PCIe 4.0很有可能只是一個迭代的犧牲品，為PCIe 5.0做鋪墊，不會達到目前廣泛普及的PCIe 3.0的地位。

為什么？

先來了解一下PCIe是做什么的。

PCIe是最早由英特爾提出的新一代的總線標準，用于取代之前的PCI等接口，目前市面上的PCIe已經(jīng)經(jīng)歷了1.0、2.0和3.0版本。

其中3.0是目前最主流的規(guī)范，速率達到了8GT/s，采用128b/130b編碼模式，而4.0進行了速率翻倍達到了16GT/s，而編碼卻與3.0一致，至于編碼的作用后面會提到。

與只有一種規(guī)格的PCI不一樣，PCIe的插槽規(guī)格多樣，目前常見和使用的是x1、x4、x8和x16這幾個，這是基于PCIe的鏈路確定的。

鏈路又由數(shù)據(jù)通路(Lane)決定，x16也就是有16條Lane，最高可達32條，也是就x32，x32的產(chǎn)品目前基本上商用市場是見不到的，只有特別的服務級才用的到。

PCIe插槽可以用于獨立顯卡，獨立聲卡，獨立網(wǎng)卡以及固態(tài)等硬件，插槽越多擴展能力越強，這也判斷主板強力的一個標準。

有一點要注意的是PCIe通道是由cpu支持的，大頭給了顯卡通道，可以支持顯卡，NVME等固態(tài)，剩下則給南橋（PCH），供SATA之類的固態(tài)協(xié)議使用，這次說的4.0、3.0都是指走顯卡通道的那一部分。

多數(shù)高端主板為了增加拓展能力會橋接一些別的芯片，不讓USB3.0和SATA之類占PCIe的帶寬，以此打造更多的PCIe插槽。

華碩高端主板的PCIe插槽，可以明顯看出上面兩條有標識的PCIe 3.0x16走CPU通道，還有一個是南橋直連。

介紹完了PCIe，咱們整理整理PCIe 4.0為什么這次是迭代犧牲品

一、消費級帶寬很難跑滿 服務級不夠用

PCIe每次升級換代，帶寬都會翻倍，PCIe 4.0的帶寬比3.0多了一倍，帶寬嚴格來說并不是只速度，是指網(wǎng)絡可通過的最高數(shù)據(jù)率。

簡單說也就是一條通道的車流量，用顯卡插槽舉例PCIe 3.0x16如果與PCIe 4.0x16相比，在鏈路上數(shù)據(jù)通路(Lane)是一樣的都是16，而其中的差距就是每個Lane的的容量區(qū)別。

PCIe帶寬速度的計算并不復雜，是由前面說的編碼所影響，用PCIe 3.0x16的編碼舉例，它使用了128/130b編碼方式，意味著PCIe鏈路上的130 bit中含有128 bit的有效數(shù)據(jù)。

帶寬計算是傳輸速率*編碼方案，意味著PCIe3.0x16中一條Lane的帶寬為8 * 128 /130= 7.877 Gbps，而PCIe 3.0x16也的帶寬為7.877*16=126.031Gbps。

根據(jù)1GB/s=8Gbps=8Gbit/s 的轉(zhuǎn)換方式也就是PCIe 3.0x16的帶寬就是15.754 GB/s，而PCIe 4.0編碼與3.0一樣，速率翻了一倍，帶寬也就翻了一倍。

15.754 GB/s的帶寬自2012年支持首塊PCIe 3.0顯卡以來，直到去年上市的2080Ti，才完全跑滿了PCIe 3.0x16的全部帶寬，時間跨度有大概5年之久。

上圖可以看到PCIe 3.0x16的帶寬終于被全部榨干，這與以往的雙路泰坦不同，而是一塊2080Ti就滿足了，這一刻等待的也太久了。

雖然如此2080Ti也不是能夠普及使用的產(chǎn)品，中端消費級能達到這個性能水平不知道還要幾年，在消費級完全滿足PCIe 4.0的產(chǎn)品預計兩三年都出不來。

而在服務級市場，對于需求超高帶寬的應用以及物聯(lián)網(wǎng)和5G等應用場景下，PCIe 4.0的帶寬又顯得有些不足，這種不上不下的位置相當尷尬。

二、PCIe 5.0急速殺到 更新?lián)Q代難

與醞釀7年才公布速率的4.0不一樣，5.0出來的速度很快，定案預計就在今年，要知道3.0至少經(jīng)歷了2-3年才完全的占據(jù)了市場。

而且還是在性能爆炸的時代完成的，其中經(jīng)歷了2代顯卡的更替，而顯卡性能在一兩年內(nèi)發(fā)生質(zhì)變是很難做到，10系到20系的過渡用了2年。

這也是3.0和4.0之間存在的最大差距，3.0有很長時間的醞釀才達到如今普及的地位，但現(xiàn)在預計等不到4.0普及，5.0就將殺到，有選擇的余地話，大部分消費者必然會傾向于性更快更強的PCIe 5.0。

三、AMD X570露出端倪

其實從AMD對PCIe 4.0的態(tài)度也可以看出一些端倪，在4.0上AMD延續(xù)了一貫良心的做法，通過升級BIOS可以不用更新?lián)Q代主板就能享受到4.0帶寬。

但要注意的是升級的只有顯卡最靠近CPU的那根插槽，也就是PCIe 3.0x16的那條，這條通道只走CPU的PCIe 4.0通道 ，這種方法只有顯卡才能享受PCIe 4.0的帶寬。

從消費者的角度來看 AMD YES! 但是從另一個角度來看，AMD犧牲了PCIe 4.0與7nm銳龍3000系列雙龍出擊的機會。

除了銳龍3000系列會延續(xù)AM4接口主板，隨著新U的誕生，除了對供電等追求更高的用戶，消費者可以不用升級，本應該是新X570主板亮點的PCIe4.0，完全沒有吸引力，筆者猜測現(xiàn)在的AMD可能也覺得單PCIe 4.0的吸引力不夠。

而且在3000系列之后的產(chǎn)品，AM4接口會被取代，那個時候預計PCIe 5.0將會出現(xiàn)，才是AMD放大招的時候。

誰需要PCIe 4.0？

總的來PCIe 4.0的價值對消費級來說是可以有但沒必要，而對于服務級來看，AI等服務級領域都需要更多的帶寬，這時候PCIe 4.0更多帶寬就是必須的。

雖然有些地方還略顯吃力，但是這也是迭代必須的產(chǎn)物，等到了PCIe 5.0帶寬再翻一倍，時代變化將真正體現(xiàn)。

PCIe 4.0除了服務級有很大價值，其實對芯片廠商有很大幫助，筆者對這方面有些擔憂，PCIe 4.0帶來的帶寬翻倍，意味著新的芯片Lane4條就可以達到8條甚至16條的能力。

如此看來，一些閹割芯片可能會被開發(fā)出來，可能性會很小，但不排除這種可能。

當然對PCIe 4.0固態(tài)就很友好，NVMe 協(xié)議的 SSD，因為帶寬變大，通路需求變小，將能做出容量更大，速度更快的產(chǎn)品，現(xiàn)在SSD腰斬的價格可能會回暖。