PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是一种高速串行计算机扩展总线标准，由英特尔在 2001 年提出，旨在替代旧的 PCI、PCI-X 和 AGP 总线标准。以下是关于 PCIe 系列的详细介绍：

发展历程

• PCIe 1.0：2003 年，PCI-SIG 推出了 PCIe 1.0a，每通道数据速率为 250MB/s，传输速率为每秒 2.5Gigatransfer（GT/s），采用 8b/10b 编码方案。2005 年，PCI-SIG 推出了 PCIe 1.1，此更新的规范包括澄清和几项改进，但与 PCIe 1.0a 完全兼容，数据速率没有变化。
• PCIe 2.0：2007 年 1 月 15 日，PCI-SIG 宣布推出 PCIe 2.0 规范，将传输速率提高到 5GT/s，每通道吞吐量从 250MB/s 上升到 500MB/s。PCIe 2.0 主板插槽与 PCIe 1.x 卡完全向后兼容。
• PCIe 2.1：其规范日期为 2009 年 3 月 4 日，支持计划在 PCIe 3.0 中全面实施的大部分管理、支持和故障排除系统，速度与 PCIe 2.0 相同。
• PCIe 3.0：2010 年 11 月，PCI-SIG 推出 PCIe 3.0 规范，传输速率提升到 8GT/s，每通道吞吐量达到 984.6MB/s。2013 年 9 月，PCI-SIG 宣布了 PCIe 3.1 规格，整合了 PCIe 3.0 规范的各种改进。
• PCIe 4.0：2017 年，PCIe 4.0 达到最终规格，传输速率为 16GT/s，每通道吞吐量为 1.969GB/s。
• PCIe 5.0：传输速率为 32GT/s，每通道吞吐量为 3.9GB/s，一些主板如华硕的 ROG STRIX Z890-E GAMING WIFI 等已支持 PCIe 5.0。
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技术特点

• 串行连接：PCIe 采用点对点串行连接，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，相比 PCI 的并行架构，能把数据传输率提高到一个很高的频率。
• 差分信号传输：PCIe 链路使用差分信号进行数据传送，一个差分信号由 D + 和 D - 两根信号组成，抗干扰能力更强，能有效抑制电磁干扰 EMI，还可以使用更高的总线频率。
• 多通道架构：PCIe 规格从 1 条通道连接到 32 条通道连接，有很强的伸缩性。例如，PCIe X1 规格支持双向数据传输，每向数据传输带宽 250MB/s，而 PCIe X16 双向数据传输带宽有 8GB/s。
• 支持热插拔：PCIe 接口能够支持热拔插，方便用户在不关闭系统的情况下安装或更换硬件设备。
• 多层架构：PCIe 总线采用了事务层、数据链路层和物理层的多层架构，数据报文在接收和发送过程中需要通过这些层次，有效去除了在 PCI 总线中存在的一些边带信号。

接口规格

应用领域

• 计算机硬件扩展：如显卡、网卡、声卡、固态硬盘等设备都可以通过 PCIe 接口与计算机主板连接，以实现高速数据传输。
• 服务器领域：在服务器中，PCIe 用于连接各种高速设备，如高性能网卡、存储控制器等，以满足服务器对数据传输速度和带宽的高要求。
• 工业自动化：在工业自动化控制系统中，PCIe 可用于连接各种控制器、传感器和执行器，实现设备之间的高速通信和精确控制。

部分型号举例

• 消费级主板：华硕 ROG STRIX Z890-E GAMING WIFI，支持英特尔 Z890 LGA 1851，有 7 个 M.2 插槽，3 个 PCIe 5.0 NVMe SSD 插槽；华硕 ROG STRIX X870E-E GAMING WIFI，为 AMD X870E ATX 主板，配备 5 个 M.2 插槽，PCIe 5.0 x16 SafeSlot 及显卡易拆装。
• 服务器主板：华硕 P13R-E/10G-2T，是英特尔至强 E-2400 和英特尔至强 6300 LGA 1700 ATX 服务器主板，有两个 PCIe 5.0 插槽和两个 PCIe 4.0 插槽；华硕 RS720Q-E10-IM，为 2U4N 高密度服务器，支持双处理器，有 1 个 PCIe 4.0 插槽。
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PCIe 系列以其高速、高效的特点，成为了现代计算机硬件连接的主流标准，并且随着技术的不断发展，其性能还在持续提升，为各种高性能计算和数据传输应用提供了有力的支持。

PCIe 版本型号

PCIe 接口规格型号