What is PCIe & How it Works | PCIe Uses

什麼是 PCIe 以及它如何工作？

PCIe（高速外圍組件互連）是一種用於電子組件之間高速數據傳輸的連接類型。它最常見於台式機和移動計算機以及服務器系統中，但也可以在其他設備中找到，例如機頂盒和遊戲機。

最簡單的形式是，PCIe 是兩個 PCIe 兼容設備（通常是主板和擴展卡或 SSD 或硬盤等存儲設備）之間的點對點連接。該連接使用差分信號通過單獨的銅線對傳輸數據，速度高達 16 GT/s。

為了確保跨多個設備的最佳性能和兼容性，PCIe 標準使用不同的通道大小，可以根據速度要求將兩個或多個組件同時連接在一起。例如，x16 等較大通道通常用於需要大量帶寬來處理高分辨率內容的顯卡；而像 x1 這樣的較小通道是為 USB 端口或 SATA 端口等低速外圍設備保留的。

PCIe重要嗎？

PCIe是現代計算機系統的重要組成部分，用於多種應用，例如連接存儲設備、顯卡和其他外圍設備。PCIe 比 USB 或 SATA 等舊連接接口具有更快的數據傳輸速度，使其成為需要大量帶寬的高性能計算任務的理想選擇。

此外，PCIe 在組件之間提供了更可靠、更高效的通信形式，有助於減少激烈遊戲過程中的延遲或卡頓。它還允許您以最小的延遲同時連接多個外圍設備，使其成為需要多任務處理的用戶的完美選擇。

PCIe 也非常適合工業應用，因為它的低功耗使其比其他一些連接器和電纜更加節能。這有助於降低成本，同時確保機器學習等要求苛刻的工作負載所需的最高性能水平。

PCIe 插槽可以用來做什麼？

PCIe 插槽是現代主板上的一種連接器。它們可用於為系統提供額外的功能，否則這些功能可能會因缺乏可用空間或電力而受到限制。

PCIe 插槽的常見用途包括通過 NVMe SSD 添加更快的存儲、升級現有顯卡以提高遊戲性能、使用專用卡連接多台顯示器以及使用 PCIe 以太網適配器擴展網絡選項。PCIe 插槽還可以容納額外的 USB 端口，並允許您添加 Thunderbolt 3 連接，這對於家庭和企業用戶來說都變得越來越重要。

其他流行的用途包括連接音頻接口，以便您可以使用更高質量的音響設備錄製音樂，以及安裝專用卡（例如 RAID 控制器或 GPU 加速器）以用於深度學習和 AI 訓練等應用。無論您是尋求性能改進還是僅僅需要更多端口和連接器，PCIe 都是一種多功能解決方案，可以為您的系統提供您一直在尋找的優勢！

PCI 和 PCIe 兼容嗎？

儘管 PCI 和 PCIe（或外圍組件互連 Express）通常用於相同類型的計算任務，但它們彼此不兼容。這是因為這兩種協議使用完全不同的接口，具有不同的引腳配置以及不同的總線速度和功能 - 因此，為一種協議開發的硬件將無法在另一種協議上正常工作。

例如，顯卡和聲卡等 PCIe 卡設計有特定數量的高速通道，可供連接到其上的設備使用；由於各自架構之間不兼容，基於 PCI 的設備通常無法訪問這些通道。同樣，PCIe 3.0 和 4.0 之間不存在向後兼容性，如果用戶決定升級現有設備，這會限制舊組件的運行速度。

儘管有此限制，用戶仍然可以在同一計算機系統中同時運行PCI 和PCIe 設備，前提是每種類型的卡都有自己的專用插槽和明確標記的連接器，以避免交叉污染或對任何設備造成意外損壞。所涉及的部分。

PCIe 3.0 和 4.0 兼容嗎？

PCIe 3.0 和 4.0 彼此兼容，使用戶能夠利用最新 PCIe 4.0 卡提供的更高速度，同時在 PCIe 3.0 插槽上運行的設備中使用它們。

然而，有一個重要的警告- PCIe 4.0 設備在PCIe 3.0 插槽中使用時將以每秒8 千兆傳輸(GT/s) 的最大速度運行，而插入相應的第4.0 代插槽時則為16 GT/s。此外，舊版本不支持 PCIExpress 4.0 上提供的某些功能，因此各代之間的兼容性並非在所有情況下都 100% 完美；這實際上取決於您計劃如何使用相關硬件。

各代之間兼容性的主要好處是，如果他們想要升級現有設置，您不必擔心購買新硬件 - 只需更換一些組件就足以看到改進，而無需徹底檢修系統或投資全新的部件，由於不同的接口標準等，這些部件甚至可能與您已經擁有的部件不兼容。

PCIe SSD 值得購買嗎？

如果您正在尋找比傳統硬盤驅動器更快的存儲，那麼 PCIe SSD（或固態驅動器）通常被認為是值得投資的。這是因為這些驅動器不僅提供更高的讀寫速度，而且還具有更小的外形尺寸和更低的功耗，使其成為遊戲筆記本電腦或其他需要快速訪問數據的系統的理想選擇。

與基於 SATA 的驅動器相比，在處理大型媒體文件或遊戲時，PCIe SSD 可以提供高達 4 倍的帶寬，並顯著縮短加載時間。此外，其卓越的性能使它們適合視頻編輯或 3D 渲染等對速度和可靠性至關重要的高端任務。

然而，這種額外的性能確實是有代價的——由於容量更大、技術更先進，PCIe SSD 通常比 SATA 同類產品更昂貴。如果您的預算有限，那麼選擇更便宜的高清可能會更好

PCIe 4.0可以在3.0中使用嗎？

PCIe 4.0 通常可以在 PCIe 3.0 插槽中工作，但性能水平較舊版本較低。這意味著您的設備將只能以 PCIe 3.0 的最大速度運行，而不是利用 PCIe 4.0 改進的速度和帶寬。

好消息是所有 PCIe 4.0 組件都兼容 PCIe 3.0 插槽；這包括主板、顯卡、SSD 和其他使用該接口的組件。但是，需要注意的是，某些設備可能需要固件更新才能在插入 PCIe 3.0 插槽時充分利用其功能，因此在將設備連接到較舊的插槽類型之前，請務必檢查設備的文檔。

還值得注意的是，雖然向後兼容性確保新組件可以毫無問題地與舊系統配合使用，但這並不意味著如果您升級到現有系統上的PCIe 4.0 等較新接口，您會看到性能顯著提升–如前所述，這些組件仍將以主板或設備當前規格支持的最大速度運行。

PCIe 3.0可以在2.0中使用嗎？

PCIe 3.0 可以在 PCIe 2.0 插槽中使用，但它無法充分發揮帶寬增加的優勢。換句話說，雖然您的設備可能仍可使用該接口，但您將無法獲得與 PCIe 3.0 兼容板或設備相同的性能水平。

也就是說，許多專為 PCIe 3.0 設計的組件都向後兼容 PCIe 2.0，並且可以在這些較舊的插槽中正常工作。這包括主板、顯卡、SSD 和其他使用該接口的組件。但是，某些設備可能需要固件更新才能在插入 PCIe 2.0 插槽時充分利用其功能，因此在將設備連接到較舊的插槽類型之前，請務必檢查設備的文檔。

在 PCIe 2.0 插槽中使用專為 PCIe 3.0 設計的卡或組件時，請記住，系統的最大速度和帶寬能力將介於兩個標準之間 - 這意味著，雖然您將獲得更新的所有功能NVMe SSD 支持等硬件或USB 驅動器和類似外圍設備上改進的端口選項，在連接到能夠為其提供適當性能水平的適當主板或設備之前，它們將無法充分發揮其潛力。

什麼是 PCIe 5？

PCIe 5.0是最新一代的外圍組件互連高速（PCIe）接口，用於連接計算機和其他電子設備內部的各種組件。它於 2019 年首次推出，搭載支持 PCIe 5.0 的英特爾 Comet Lake H 系列處理器。

與其前身相比，PCIe 5.0 提供了高達64 GT/s（每秒千兆傳輸）的顯著更快的數據傳輸速度，從而允許組件之間實現更快、更高效的通信，尤其是在遊戲或視頻流等要求苛刻的應用中。

與前幾代接口相比，PCIe 5.0 在使用多通道時還提供了更高的可靠性，減少了機器學習或人工智能推理處理等密集任務期間的延遲或卡頓。

哪個 PCIe 插槽速度最快？

當談到哪個 PCIe 插槽最快時，它實際上取決於機器內的特定硬件。但一般來說，PCIe 3.0 插槽通常是連接顯卡或存儲驅動器等設備最快、最可靠的選擇，因為它們可以提供高達 8 GT/s（每秒千兆傳輸）的速度。

PCIe 4.0 插槽也出現在一些現代主板中，並提供高達 16 GT/s 的更快數據傳輸速度。然而，許多組件仍然不支持該標準，可能需要使用向後兼容的 PCIe 3.0 插槽。

對於需要最大傳輸速度的用戶，現在還有 PCIe 5.0，它提供高達 64 GT/s，但需要專門的硬件才能利用此速度。這使得它主要適用於機器學習或人工智能推理處理等專業應用，因為其提高的電源效率和通道利用率能力最適合需要快速響應時間和大量數據傳輸而不犧牲可靠性或穩定性的高端工作負載。

為什麼 PCIe 比 PCI 更快？

外圍組件互連 Express (PCIe) 和外圍組件互連 (PCI) 之間的主要區別在於前者比後者快得多。這是因為與 PCI 相比，PCIe 提供更大的帶寬、更快的數據傳輸速度和更高的能效。

PCIe 3.0 版本提供高達 8 GT/s（每秒千兆傳輸）的更快速度，而 PCI 僅限於約 133 MB/s 或更低的較慢速度。同樣，PCIe 4.0 插槽可提供高達 16 GT/s 的速度，同時執行多個讀/寫操作，這在早期版本的 PCI 甚至其後續版本 AGP 接口上是不可能實現的。

PCIe 相對於 PCI 的另一個顯著優勢是它支持高級功能，例如多通道配置和熱插拔，而這些功能在大多數 PCI 硬件上都不可用。這使得它成為現代計算機中連接顯卡或存儲驅動器等設備的更加通用和高效的標準，特別是對於遊戲或視頻流等要求快速響應時間和大量數據傳輸而不犧牲可靠性或穩定性的苛刻應用程序。