ci PCI Express 4.0：到目前为止我们所知道的一切

PCI Express 4.0使当前3.0规范的带宽增加了一倍

当前，PCI Express是计算机中几乎所有高性能组件所使用的高速总线 。 图形卡，NVMe SSD，网卡和许多其他设备都通过此高级接口连接 ，因此非常重要。 PCI Express 4.0将PCIe 3.0的每通道8 GT / s带宽提高了一倍，从而提供了每通道16 GT / s的传输速率 ，为I / O带来了显着的性能优势。存储和高速网络以及人工智能应用程序。同时，PCI-SIG专注于2019年第二季度发布最终的PCIe 5.0规范，因此PCIe 4.0不会像PCIe 3.0那样持久。

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PCI-SIG以前对PCIe 1.0（2003），PCIe 2.0（2006）和PCIe 3.0（2010）保持了四年的节奏。 关于7年的延迟， PCI-SIG指出，在AI，PCIe NVMe和3D XPoint计算工作负载的发展和需求不断增长之前，PCIe 3.0在一段时间内提供了足够的带宽。网络速度 ，特别是随着10GbE对消费者的访问越来越多。

PCI Express 4.0保持向后兼容性，NVMe SSD将受益于此

对于计算GPU，PCIe 3.0带宽限制已经促使Nvidia开发其专有的NVLink互连 。因此， 在PCI Express 4.0及更高版本中，PCI-SIG寻求恢复一种更常规的节奏，特别是因为它们现在已经解决了一些主要的技术障碍，以允许更快地通过PCIe 4.0标准进行传输。另一个方面是组织的性质。 PCI-SIG拥有近800家成员公司，其中每年选出董事会。对于2017-2018年，董事会成员包括AMD，英特尔和Nvidia。通过制定和维护开放的PCI规范，成员可以在技术委员会和工作组上进行协作，提交和审查对规范的更改。在此过程中，正在简化一些近期的PCI-GIS工作。

最终确定规格后， 成员必须在一年中的许多PCI-GIS法规遵从性研讨会之一上使产品通过互操作性和法规遵从性测试 ，以便将该产品添加到产品目录中。集成商，OEM和系统集成商用来选择硬件。对于PCIe 4.0，PCI-SIG使用以前的0.9版本首次提供了预发布合规性研讨会，但仅在“ FYI测试”的初步阶段。在今年剩下的时间里，PCI-SIG将在合规性研讨会上提供FYI PCIe 4.0测试。 PCIe 4.0当前未在“官方合规性计划”或“集成商列表”中列出。

与以前的PCIe迭代一样， PCIe 4.0具有向后兼容性，并且PCIe 1.x，2.x和3.x卡符合PCIe 4.0插槽并正常运行。 PCIe 4.0还维护PCIe 3.0的128b / 130b编码，该编码将继续在PCIe 5.0中使用 。除其他增强功能外，与最终用户相比，与设计人员和开发人员相比，各种功能更重要。随着数据速率的增加，性能变化会增加，信号完整性会下降。

更高的性能

考虑到这一点， PCIe 4.0在PHY接收器上提供了通道余量，PCIe控制器从每个PCIe通道获得电气余量信息，以测量变化容差 。 PCIe 4.0还具有扩展的标签和信誉，这些功能可以共同掩盖延迟并促进全带宽饱和。 其他增强功能包括减少总体系统延迟，I / O虚拟化和平台集成，以及增加的带宽/带宽可伸缩性 ，以及提高的可靠性，可用性和容量功能。服务（RAS）。

尽管游戏图形卡是消费者最常看到的PCIe设备， 但PCIe带宽的额外开销不太可能至少立即影响游戏性能。 但是，鉴于大多数消费类CPU的可用PCIe带宽数量有限，这对于缓解GPU，NVMe SSD和10GigE网络的组合可以放置在服务器上的压力也将有很大帮助。系统I / O带宽 。也可能相关的是次级连接器的更高功率容量。

对于PCIe 4.0供应商解决方案，Synopsys和Cadence等公司正在开发或提供PHY和16 GT / s驱动程序，验证工具以及许多其他应用程序。 IBM POWER9具有PCIe 4.0连接，而Intel Falcon Mesa FPGA 10nm通过EMIB支持PCIe 4.0作为内置IP模块。同时， AMD通过其新的Radeon Instinct MI50和MI60提供PCIe 4.0支持。 Navi和Zen 2也有望支持PCI Express 4.0。

下表总结了迄今为止不同版本的PCI Express的最重要的功能 ：

版本号	引言	车道转乘	带宽
×1	×2	×4	×8	×16
1.0	2003年	2.5 GT /秒	250 MB /秒	0.50 GB /秒	1.0 GB /秒	2.0 GB /秒	4.0 GB /秒
2.0	2007年	5.0 GT /秒	500 MB /秒	1.0 GB /秒	2.0 GB /秒	4.0 GB /秒	8.0 GB /秒
3.0	2010	8.0 GT /秒	984.6 MB /秒	1.97 GB /秒	3.94 GB /秒	7.88 GB /秒	15.8 GB /秒
4.0	2017年	16.0 GT /秒	1969 MB /秒	3.94 GB /秒	7.88 GB /秒	15.75 GB /秒	31.5 GB /秒
5.0	预期在 2019年第二季度	32.0 GT /秒	3938 MB /秒	7.88 GB /秒	15.75 GB /秒	31.51 GB /秒	63.0 GB /秒