什么是 PCI-Express 通道？

Question

我正在阅读一篇文章，哀叹i7-5820K 将只有 28 个 PCI-Express 通道，而其兄弟处理器具有 40 个通道。

28车道不是已经太多了吗？一台普通的家用 PC 实际需要多少个通道，用于什么目的？

我不知道以下如何连接到 PCIe，但它们是 28 号吗？

2 个 HD、1 个 SSD、1 个 CD-DVD-BR、读卡器、打印机、wifi 或局域网，但很少两者兼而有之，操纵杆、键盘、鼠标、图形。

对于家用/办公 PC，还有哪些可能需要直接访问 PCIe？甚至是服务器。

Answer 1

许多设备使用 1 个以上的通道。

例如 - 游戏显卡使用 16 通道。一些功能强大的游戏计算机有两个图形卡 - 即 32 个 PCIe 通道（两个 x16 端口）。

英特尔 i7-5820K 无法处理两个 x16 显卡。对于一些游戏爱好者或一些工程师来说，这可能是一个严重的问题。如果他们需要超过 4 个内核和两个 x16 显卡，他们可能不得不选择不同的 CPU（可能是一些 Xeon）。

PCIe SSD 驱动器也使用多个 PCIe 通道（x4 或 x8）。

许多千兆网络适配器使用 PCIe x4，也有 10 千兆位服务器适配器，它们使用 PCIe x8。

28车道不算多。如果主板制造商放置了一个 x16 插槽、一个 x8 插槽和一个 x4 插槽（总共 x28） - 您只能在那里使用 3 台设备……仅此而已。

这是来自Wikipedia PCIe 文章的图片。我在这些 PCIe 插槽上添加了有关通道的信息。

您可以在reirab 撰写的另一个答案中阅读更多内容。

Answer 2

PCIe“通道”由 2 对差分信号组成。一对差分对用于发送，另一对用于接收，允许同时进行双向通信。每条车道都是点对点的。也就是说，每个通道直接将单个主机连接到单个设备。但是，当主机通道需要在多个设备之间共享时，可以使用 PCIe 交换机。根据Wikipedia，单个 PCIe 通道（在每个方向上）的带宽如下：

• PCIe 1.x：250 MB/s
• PCIe 2.x：500 MB/s
• PCIe 3.0：985 MB/秒
• PCIe 4.0：1969 MB/s
• PCIe 5.0：3.9 GB/秒

正如 Kamil 所说，大多数 PCIe 设备使用多个通道。某些设备，例如 NIC、声卡和其他带宽相对较低的设备仅使用 1 通道。SSD、RAID 控制器和其他中等带宽设备通常使用 4 或 8 通道。显卡和其他高带宽设备（例如 FPGA）通常使用 16 通道。在系统启动时，主机和设备将协商用于特定连接的通道数。通常，卡所连接的通道数和它所安装的插槽所连接的通道数（即物理上可能的最大值）中的较小者将进行协商，尽管在以下情况下数量可能会更少安装了如此多的 PCIe 设备，以至于主机没有足够的通道来为每个设备提供最大容量。

此外，一些芯片组使用一些 PCIe 通道来连接南桥。这就是英特尔 x58 芯片组的工作方式（Bloomfield 芯片的芯片组，第一代酷睿 i7 处理器的高端）。它使用 4 条通道连接南桥，留下 36 条通道用于其他一切。这通常被划分为 2 个用于图形卡的 16 通道链路和用于任何其他设备的 4 个通道。支持 3 或 4 个显卡的主板在安装 3 个或 4 个显卡时必须将部分或全部显卡减少到 8 个通道。

拥有 2 个显卡在游戏系统中很常见，许多游戏系统实际上有 3 或 4 个显卡。即使在 2 张卡设置中，在只有 28 条通道可用的系统中，至少有一张卡必须退回到 x8 模式。此外，使用显卡作为计算加速器的系统通常会安装 2-4 个显卡。对于这些情况，只有 28 个通道是一个问题，因为这极大地限制了每个卡可用的主机到设备（和设备到主机）带宽量。特别是 CUDA 在过去几年中越来越受欢迎，尤其是在高性能计算社区中。PCIe 总线很容易成为 GPGPU（图形处理单元上的通用计算）应用程序的瓶颈，