原来不只是高带宽，PCIe4.0应用场景测试与分析自从AMD发布第三代锐龙台式机

自从AMD发布第三代锐龙台式机处理器后， PCIe4.0就经常出现在了玩家们的视野中，那么PCIe4.0到底有何作用，能给我们哪些实际提升呢？
PCIe4.0是什么？
PCIe规范即是PCI-Express规范，一般可以翻译为周边设备高速连接标准，其由PCI-SIG组织进行制定，目前成员中有着诸多IT业界顶级公司。 PCIe规范是在2003年提出的PC连接标准， PCIe通道包含两个数据通道，从而更好的保证数据接收和发送的效率，每个设备拥有独立分配的带宽，不占用总带宽。而PCIe规范一直以来也是PC上的主流传输连接标准。
我们目前使用最广泛PCIe3.0标准其实已经是10年前（2010年）制定的标准，而部分设备还在用到的PCIe2.0标准，则是在更早的2006年制定的。 PCIe 2.0采用8b/10b的编码方式，拥有2.5GT/s的信号速率， PCIe3.0的编码方式修改为128b/130b ，信号速率增长到8GT/s ，而PCIe4.0则再次翻倍，达到了16GT/s 。所以在带宽方面， ×16带宽时， PCIe3.0为32GB/s ，而PCIe4.0则翻倍为64GB/s 。
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带宽越大，吞吐量也就越大，这意味着相同时间通过的数据量也就越大。就好比马路越宽，能够同时通过的车辆就越多一样。反映到PCIe带宽上来说，也就是PCIe4.0在×8的带宽下，就能达到PCIe3.0在×16时的带宽，高带宽为设备间的传输与沟通提供了更大的帮助。那么这样的提升具体表现在哪里呢？
平台对比凸显PCIe4.0高带宽优势
我们都知道，消费级桌面处理器的CPU直连PCIe通道非常有限，以目前主流的处理器来看， Intel十代酷睿旗舰i9 10900K目前只有16条直出PCIe通道， AMD第三代锐龙旗舰如锐龙9 3900X则有20条直出PCIe通道。直出通道的数量决定了与处理器高速互联的设备数。
在Intel平台，当这个直连处理器的PCIe×16插槽只插一块显卡时，可以达到PCIe3.0×16全速，但如果使用双显卡SLI或CFX时，就只能使用8+8通道，而三个PCIe设备连接时则只能分配为8+4+4 ，在有限的PCIe通道数下，多设备连接速度会有所降低，多个高性能PCIe设备连接时无法发挥全部的性能。
在Intel目前的消费级平台上（如Z390、Z490），绝大多数情况下，直连处理器的就是主板上的第一根PCIe3.0×16插槽，而NVMe等存储设备，使用的都是主板芯片组提供的PCIe通道，不是直连处理器的PCIe通道，在Intel平台中，主板芯片组和CPU通信采用的是DMI总线（基于PCIe总线打造），带宽和PCIe3.0×4一样为8GB/s 。也就是说虽然主板最高能提供24条PCIe通道，但由于和处理器的通信带宽只有PCIe3.0×4 ，所以对于各种高速传输的设备同时运行时，受带宽限制并不能真正达到全速。
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AMD第三代锐龙平台不但提供了PCIe4.0 ，同时还多提供4条用于NVMe的通道
在AMD第三代锐龙平台中，首先处理器就提供了20条PCIe4.0通道，对应在B550和X570主板上，则可以直接划分为用于显卡的PCIe4.0×16直连和用于NVMe的PCIe4.0×4直连，在单条NVMe的情况下，存储不必为了跑满速而去抢占显卡的通道。同时， AMD第三代锐龙处理器和主板（B550/X570）芯片组的通信带宽同样也升级到了PCIe4.0×4 ，可以提供16GB/s的带宽，能更好的满足多个高速设备同时工作时的带宽需求。
【原来不只是高带宽，PCIe4.0应用场景测试与分析】实测分析PCIe4.0高带宽具体表现
在去年AMD第三代锐龙处理器推出时，宣布支持PCIe4.0之后， AMD自家的RX 5700/5700XT首先在消费级平台实现了显卡对PCIe4.0的支持，随着NVIDIA RTX 30系列显卡的推出，目前市面上的主流显卡已经全部实现了对PCIe4.0的支持。而目前PCIe4.0的应用，主要也集中在显卡和NVMe SSD上。
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使用Intel酷睿i9 10900K平台， RTX 3080在3DMark的PCIe带宽测试中成绩为12.93 GB/s
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使用AMD锐龙9 3900X平台， RTX 3080在3DMark的PCIe带宽测试中成绩为26.17 GB/s
我们使用NVIDIA RTX 3080进行了PCIe 4.0的测试，并使用第三代锐龙处理器+X570主板和十代酷睿+Z490主板进行了对比测试。从3DMark的PCIe带宽测试来看， RTX 3080在支持PCIe 4.0的第三代锐龙处理器+X570主板上的带宽测试达到26.17GB/s ，而在仅支持PCIe3.0的十代酷睿+Z490主板上则只有12.93GB/s的带宽，可以很明显的看到PCIe4.0的两倍于PCIe 3.0的带宽。