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pci串行端口找不到驅動程式_科普:PCI-E插槽都有哪些樣子?

主機闆上的擴充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插槽主要用在顯示卡上,而PCI插槽的用途則更廣一些,不僅有用在顯示卡上,還能用于擴充其它裝置,如網卡、聲霸卡、數據機等等。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、擴充性更強的插槽出現之後,它們就迅速退出舞台,被後者徹底取代。而這種可以在短時間内淘汰前輩的新型插槽,就是我們今天要講的主角,也是現在顯示卡以及各種擴充卡所用的主流插槽,即PCI-E插槽。

目前PCI-E插槽已經成為了主機闆上的主力擴充插槽,除了顯示卡會用到PCI-E插槽外,諸如獨立聲霸卡、獨立網卡、USB 3.0/3.1接口擴充卡以及SSD等硬體都可以使用PCI-E插槽,是以現在的主機闆除非是受到闆型或者平台晶片的限制,否則廠商都會給它們裝上足夠多的PCI-E插槽,以確定自家産品的擴充能力,滿足玩家的使用需求。隻是這主機闆上的PCI-E插槽有長有短,那它們之間又有什麼不同呢?

PCI-E插槽的相關規範

我們在了解PCI-E插槽之前,先來簡單看看PCI-E的相關規範。PCI-E規範又稱為PCI Express規範,其由PCI-SIG組織進行制定,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、聯想、IBM等業界老大在内的900多家精英企業,除了現行的PCI-E規範之外,早年的PCI規範以及PCI-X規範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規範不同,PCI-E規範是基于全雙工點對點串行架構制定的,而且還支援熱拔插,其中全雙工代表每個PCI-E通道在同一周期内可以實作資料的雙向傳輸;點對點意味着每個PCI-E裝置都是獨立連接配接,不需要向整個總線請求帶寬;串行傳輸則可以讓其信号速率輕松達到GT/s(相當于GHz)的級别。

目前PCI-E規範已經發展出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的正式規範也就是PCI-E 1.0誕生于2002年,其信号速率為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。該規範随後還發展出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規範則在2007年正式釋出,其相比于PCI-E 1.x規範最大的變化是信号速率翻倍至5GT/s,是以其帶寬也跟随着一起翻倍,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規範還将對應插槽的供電能力翻倍至最高150W的水準,但出于對相容性以及主機闆供電壓力等多方面的考慮,最終無論主機闆廠商、顯示卡廠商又或者其它PCI-E裝置的廠商,在産品開發時都是按照PCI-E 1.0規範的供電要求也就是75W執行的,供電需求高于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規範則是目前的主流,其于2010年正式釋出,相比PCI-E 2.x規範不僅信号速率提升至8GT/s,而且編碼方式也改成了更高效的128b/130b模式,是以單通道單向帶寬依然實作了接近翻倍的提升,達到985MB/s的水準,16通道雙向帶寬高達31.5GB/s。

PCI-E 5.0規範要到2019年才能完成正式版的制定

PCI-E 4.0和PCI-E 5.0則是屬于未來的規範,前者在今年10月底才推出了正式版,其再一次實作了信号速率的翻倍,16通道雙向帶寬達到63GB/s的水準;而後者則計劃到2019年方能公布正式版規範,能帶來的依然是翻倍的信号速率和翻倍的帶寬,16通道雙向帶寬達到126GB/s。然而基于PCI-E 4.0規範的裝置目前依然處于開發和測試階段,預計要到2018年的年底方能進入消費級市場,PCI-E 5.0規範的推廣恐怕最快也要到2020年才能開始了。

PCI-E插槽到底長什麼樣子?

與經常換插槽的CPU不同,PCI-E規範雖然已經發展出5大版本,但是在插槽的結構卻基本維持一緻,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規範。同時更高版本的插槽也相容低版本的裝置,反之亦然,隻是速率上要遵守“短闆原理”,是以PCI-E插槽的相容性是很強的。

當然PCI-E插槽也不是僅有一種,按照PCI-SIG提供的規範,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,僅應用在某些特殊場合中,對應的量産産品幾乎為零;PCI-E x12則主要用在伺服器領域,基本不會出現在消費級平台上;PCI-E x2則主要用于内部的接口而非擴充插槽,即便是部分有提供該接口的主機闆,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。是以目前主機闆上主流的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種插槽到底長什麼樣子。

PCI-E x16插槽

最靠近CPU的PCI-E x16插槽最适合安裝顯示卡

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,分為前後兩組,位于前面較短的插槽有22根針腳,主要用于供電,後面一組較長的插槽142根,主要用于資料傳輸。這樣設計讓PCI-E x16插槽擁有了極佳的相容性,可以向下相容x1/x4/x8級别的裝置,在加上其16通道所帶來的高帶寬,是以PCI-E x16插槽可以說是PCI-E插槽在消費級領域中的完全體,其多數用于安裝資料吞吐量很大的産品,如顯示卡以及RAID陣列卡等。

由于PCI-E x16插槽常用于顯示卡,是以其基本由CPU直接引出,這樣顯示卡與CPU之間的資料交換就可以實作最低的延遲,讓系統的性能可以得到充分的發揮。

PCI-E x8插槽

相比于PCI-E x8插槽全長56mm,擁有98根針腳,相比于PCI-E x16主要是資料針腳減少至76根,供電針腳并無變化。不過我們很少在主機闆上看見真正的PCI-E x8插槽,因為它通常會以PCI-E x16插槽的形式出現,但資料針腳隻有一半是有效的,也就是說實際帶寬隻有真正的PCI-E x16插槽的一半。

為了安裝,PCI-E x8插槽很多時候會以PCI-E x16插槽的形式登場

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就是為了搭建多顯示卡平台而生的,為了讓采用PCI-E x16接口的顯示卡順利安裝到PCI-E x8接口上,後者自然需要把自己“僞裝”成PCI-E x16插槽。當然也有部分PCI-E x8插槽會在後部開一小口,讓顯示卡能夠安裝,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,是以直接采用PCI-E x16插槽來做PCI-E x8插槽自然也是情理之中。

那麼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機闆布線,後者的後半段往往是沒有線路連接配接的,甚至沒有針腳焊接。不過這并不是最快速的方法,實際上除了旗艦級的平台如X299能提供多條真正的PCI-E x16插槽外,主流級平台包括新近釋出的Z370平台都隻會提供一條真正的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,則多數是PCI-E x8甚至是x4級别的。

PCI-E x4插槽

PCI-E x4插槽的長度為39mm,同樣是在PCI-E x16插槽的基礎上,以減少資料針腳的方式實作,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插槽通常由主機闆晶片擴充而來,不過随着CPU内部PCI-E通道數的增多,現在有部分高端主機闆可以開始提供直連CPU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性能相比使用主機闆晶片的PCI-E x4插槽時會有一定的提升。

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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級别的PCI-E x16插槽”的形式登場,又或者是擴充為M.2接口,用于安裝M.2 SSD、M.2無線網卡或者其它M.2接口裝置,其餘擴充卡則留給PCI-E x1插槽負責。

PCI-E x1插槽

PCI-E x1插槽最短

PCI-E x1插槽的長度是最短的,僅有25mm,相比PCI-E x16插槽,其資料針腳是大幅度減少至14個。PCI-E x1插槽的帶寬通常由主機闆晶片提供,面向的産品比較廣泛,獨立網卡、獨立聲霸卡、USB 3.0/3.1擴充卡等都會用到PCI-E x1插槽,你甚至可以通過轉接線給PCI-E x1插槽裝上顯示卡,用來挖礦或者實作多屏輸出。

Mini PCI-E接口的特寫,實體結構上與mSATA基本一緻

此外PCI-E x1插槽還存在着另外一個形态,一般稱為Mini PCI-E插槽,常見于Mini-ITX主機闆以及筆記本電腦上,多數用來擴充無線網卡,但由于其在實體結構上與mSATA插槽相同,是以也有不少主機闆會通過跳線或者BIOS設定讓Mini PCI-E接口在PCI-E模式或者SATA模式中切換,以實作一口兩用的效果。

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迅速撤退,如今其地位和作用都已經被M.2接口取代,基本上已經告别主流。

科普:PCI-E插槽都有哪些樣子?