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2012-01-20 00:16 出处:PConline原创 作者:Valest 责任编辑:liganlin

  【PConline评测】11月中旬,Intel发布了新一代品牌旗舰平台X79CPU性能和内存性能都达到了前所未有的新高度,而且它还带来了新一代的显卡标准,PCI-E 3.0,理论上,PCI-E 3.0的带宽是PCI-E 2.0的两倍,但是由于当时还缺乏PCI-E 3.0标准的设备,因此我们无法进行测试。

  今年1月,AMD发布了新一代的单芯卡王HD7970,号称世界上第一款支持PCI-E 3.0标准的显卡。终于我们等到了PCI-E 3.0标准的显卡,因此我们第一时间的想法就是,弄个X79+HD7970平台,对比主流旗舰Z68+HD7970,看看PCI-E 3.0相对PCI-E2.0性能提升到底有多少,于是我们就有了今天的评测。

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双卡性能提升4倍?第三代PCI-E性能揭秘

科普时间:PCI-E技术规范介绍

PCI-E Gen3测试
PCI Express商标

  PCI-E/PCIe全称Peripheral Component Interconnect Express,可以翻译为“快速外围组件互连”,是PCI-SIG组织设计来取代PCI、AGP和服务器的PCI-X接口的扩展卡接口标准。

PCI-E Gen3测试
PCIe与PCI工作模式对比

  PCIe采用了目前业内流行的点对点、串行连接,比起PCI等早期的计算机总线的共享、并行架构,优势在于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,而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率,达到PCI所不能提供的高带宽。

PCI-E Gen3测试
四种常见PCIe规格

  理论上,PCIe接口可以灵活使用1~32条通道,一条通道简写为x1,四条通道简写为x4,以此类推。按PCIe标准,PCIe插槽一共有5种:x1,x4,x8,x16和x32,通道越多的插槽,物理尺寸越大。而在实际主板设计应用上,最常见的是理论速度为x1、x8和x16的三种插槽,搭配采用物理外观是x1或x16的两种插槽。

  低速的PCIe x1设备可以插到高速的PCIe x4/x8/x16插槽上直接使用,速度为x1.而高速的PCIe x16设备理论上也可以插到低速的x4/x8插槽上,前提是设备物理上可以插入(比如理论x8速的插槽实际采用了物理x16速的模具),不过需要注意的是,即使插入了,设备的速度也会受到限制,从x16速降速为x4/x8速。

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X79架构图:PCI-E的应用

  从实际的主板设计应用出发,PCI-E主要可以分成两大类,用于连接显卡等高速设备的PCI-E通道,以及用于连接独立声卡等低速外围的PCI-E通道。前者由主板的北桥芯片或者CPU整合的PCI-E控制器提供,数量一般大于16条,高端平台更可能达40条,而后者由主板的南桥或者单芯片(HUB芯片)提供,数量一般都不超过8条,而且支持标准往往落后于北桥/CPU的PCI-E通道。

PCI-E等接口与常见外围设备理论带宽一览
接口/设备名称
带宽(MB/s)
PCI 33MHz | 66MHz
133 | 264
PCI-X 133MHz | 533MHz 1060 | 4260
AGP 3.0(AGP 8x)
2133
PCI-E 1.x x1 (每向)
250
PCI-E 2.0 x1|x16(每向)
500 | 8000
PCI-E 3.0 x1|x16(每向)
1000 | 16000
IDE ATA100 | ATA133
100 | 133
SATA 2.0 | 3.0 375 | 750
Firewire 400 | 800(1394a | 1394b) 50 | 100
USB 2.0 | 3.0 60 | 600
千兆网络 125

  上面是我们总结的PCI-E接口与常见外围设备理论带宽一览。对比可见,目前主流的PCI-E 2.0相对于以往的PCI和AGP来说都有明显的改进,在16条通道的x16模式下,其带宽可以完美超越以往的PCI/PCI-X和AGP接口。

  然而PCI-E 2.0对于目前的应用来说还不够快,桌面PC一般用南桥PCI-E连接外围设备,数量一般就8条,很多外围设备如USB3.0芯片、SATA3.0芯片都是通过1条PCI-E 2.0通道连接的,也就是说每向带宽是500MB/s,比SATA3.0理论带宽750MB/s和USB3.0理论带宽600MB/s要低,因此可能会形成瓶颈。

PCI-E Gen3测试
PCI-E 3.0

  现在最新的PCI-E 3.0理论带宽相对于PCI-E 2.0提升了一倍,每通道单向带宽达1000MB/s,因此其16通道双向带宽可达1000x2x16 = 32000MB/s,非常惊人。因此今年很多主板厂商都开始拿PCI-E 3.0打广告,想向消费者展示自己的产品在技术标准规格方面一直走在时代前沿。

AMD Radeon HD7970显卡
HD7970:第一款DX11.1显卡、第一款PCI-E 3.0接口显卡

  然而PCI-E 3.0实际上却还没发生什么作用,主要是硬件支持方面才刚刚开始起步,目前只有LGA 2011接口的高端专用i7或E5系列处理器能够提供PCI-E 3.0接口,而能用上PCI-E 3.0的主要就是AMD近期推出的高端产品HD7970显卡。Intel会在下一代平台的IvyBridge处理器普及PCI-E 3.0标准,但是主板方面还会停留在PCI-E 2.0标准。

  PCI-E 3.0理论速度达到了PCI-E 2.0的两倍,看起来很美好,但是实际上,目前的显卡是否能100%用上这带宽的优势呢?从HD7970的首测中,我们了解到了HD7970单卡用PCI-E 2.0和PCI-E 3.0应该不会有什么区别,但是这个测试可能太依赖于BIOS设定,它是否准确?此外,如果我们组建双卡交火,PCI-E 3.0又是否会相对于PCI-E 2.0有提升呢?为了回到上面的问题,我们今天采用了X79和Z68两个高端平台进行对比测试。

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