PCIe 5.0 已经推出近四年了,但在游戏 PC 中几乎毫无价值

紫色渐变背景下的华硕主板拼贴画

(图片来源:华硕)

Nick Evanson,硬件作家

游戏极客 HUBstaff 作家头像图片

(图片来源:未来)



这个月我一直在测试: 事实上,并不多!好吧,华硕的电缆隐藏技术和技嘉最新的笔记本电脑之一,但我主要测试了一种新的显示面板色度计。令人惊讶的是,当您观看显示器时,您的眼睛会欺骗您。

二十年来,PCI Express 一直是计算机发送数据和指令的标准系统。它的工作原理规范已经过定期更新,每一项都提供了其前身的两倍性能。 PCIe 5.0 大约在四年前发布,它是您目前在任何游戏 PC 中都能找到的最新版本。由于支持它的硬件令人失望,它实际上也毫无价值。

对于支持 PCIe 5.0 的计算机,它需要满足以下两个条件之一,但最好两者都满足。首先是 CPU——AMD 和 Intel 的所有最新一代处理器都内置了 PCIe 5.0 控制器。 Ryzen 7000 系列芯片具有 28 个 Gen 5 PCIe 通道,这些通道被分割,前 16 个分配给显卡插槽,8 个专用于 M.2 NVMe 插槽,其余 4 个用于与主板芯片组通信(稍后会详细讨论这一混乱的情况)。

英特尔第 14 代酷睿处理器的通道数与 AMD 相同,但划分方式却截然不同。其中只有 16 个是 PCIe 5.0,其余的是速度较慢的 4.0 规格;然而,主板芯片组使用了八个通道,为单个 SSD 直接连接到 CPU 留下了空间。嗯,不完全是,因为16个Gen 5通道可以切换成8+8模式,一半用于显卡,一半用于SSD(AMD的芯片也可以做到这一点)。

尽管如此,从纸面上看,AMD 在 PCIe 5.0 支持方面还是彻底击败了英特尔。然而,对于 Ryzen 处理器,事情变得更加复杂,因为要访问全系列的 Gen 5 通道,您需要一个使用 最新芯片组的电子版本 。例如,X670主板将有一个PCIe 4.0显卡插槽和不超过一个PCIe 5.0 SSD插槽。切换到 X670E 主板,GPU 插槽将为 5.0,并且可能有两个 Gen 5 M.2 插槽(尽管通常只有一个)。

AMD Zen 4 CPU

AMD 的芯片提供大量 PCIe 5 通道,但全部使用则是另一回事。(图片来源:未来)

如果这有点令人困惑,那么我可以向您保证,这比英特尔当前的 PCIe 5.0 支持更好。采取 华擎 Z790 Nova 以主板为例。这是一块可爱的主板,做工精良,共有六个 M.2 SSD。其中两个直接连接到 CPU,以获得最佳性能,最靠近处理器的一个支持 PCIe 5.0 SSD。不幸的是,如果你把 任何 将 SSD 插入该插槽后,CPU 会自动将显卡插槽切换到八通道(又名 PCIe x8)。

虽然这仍然留下其他 8 个 Gen 5 通道可用,但它们无法进一步拆分,并且由于 M.2 插槽始终使用 4 个通道,因此使用第一个 SSD 插槽会浪费 4 个 PCIe 5.0 通道。即使您使用第 4 代甚至第 3 代 SSD。并非所有英特尔主板都这样做,但那些使用 Z790 芯片组并配备 Gen 5 SSD 插槽的主板将有此限制。

但英特尔搞砸的不仅仅是 SSD 插槽。单个 PCIe 5.0 通道的带宽略低于 4 GB/s,因此其中 8 个通道的带宽总计为 31.5 GB/s(我们简称为 32 个)。这与第 4 代的 16 通道相同,因此理论上,将第 5 代显卡放入 8 通道插槽中应该不成问题。

除了没有任何第 5 代显卡之外,它们最多仍然使用 PCIe 4.0。 AMD、英特尔和 Nvidia 的下一轮新 GPU 可能会转向更新的规格,但考虑到他们在最新一代的显卡中刚刚更换为第 4 代,因此很有可能不会。

带有第 14 代台式机 CPU 的 Intel Z790 主板芯片组的框图

使用“Gen 5”SSD 插槽,告别一半的 GPU 插槽通道。(图片来源:华擎/英特尔公司)

所以,如果你像我一样,拥有华擎 Z790 主板,无论你使用什么 GPU,如果你将 SSD 插入第一个 M.2 插槽,那么该卡将被迫在 PCIe 4.0 x8 模式下运行(与 Gen 3 x16 相同)。幸运的是,没有任何游戏能够接近最大化 PCI Express 显卡连接的带宽,但谁能说这不会很快发生呢?

如果 PCIe 5.0 SSD 非常出色并且值得购买,那么所有这些挫折都是可以原谅的。可悲的事实是它们是浪费钱。当然,综合测试中的峰值性能使得较旧的 Gen 4 驱动器相比之下看起来确实很慢,但在实际使用中,您几乎不会注意到差异。

这可能看起来很奇怪,因为少数值得考虑的 PCIe 5.0 SSD 之一的峰值连续读/写速度远远超过 10,000 MB/s,基本的第 4 代驱动器仅为该速度的一半。原因是游戏、应用程序甚至整个操作系统都是围绕仅在需要时移动少量数据而设计的,因为大多数 PC 没有非常快的存储。第 5 代 SSD 只能在非常特定的场景中显示出其真正的局限性,其中很少有人在游戏或一般 PC 使用中经历过。

然后你就得付出代价,并在伤口上撒盐。去 Newegg 之类的网站看看有多少 正品 Gen 5 SSD 的成本 ,即充分利用连接性能的。您正在寻找 150 美元或更多的 1TB PCIe 5.0 SSD,用这笔钱,您可以获得最好的 2TB Gen 4 驱动器之一,并且仍然有零钱。

Gen 5 是否真的遇到了早期采用者的问题,还是供应商对正确支持它不感兴趣?

所有第 5 代 SSD 的运行温度都比第 4 代 SSD 高,而且相差不是几度。你 使用像样的冷却系统,无论是专用的散热器和风扇,还是主板上的大型金属散热器来吸收和散发热量。对于前者,这是需要考虑的额外成本,并且根据显卡的大小,您可能没有足够的空间。

有人可能会说,这只是“早期采用者”问题的一个例子,随着技术的进步,一切都会变得更好。虽然这确实是事实,但值得注意的是 PCIe 5.0 规范大约在四年前发布,AMD 的 Ryzen 7000 系列于 2022 年下半年上市。那么 Gen 5 是否真的遇到了早期采用者的问题,还是只是一个问题?如果供应商对正确支持这一切不感兴趣?

老实说,两者兼而有之。 PCI Express 的每个后续版本都将每个通道的带宽量加倍,直到版本 5.0,这是通过以两倍的速度运行总线时钟来实现的。尝试将 CPU 或 GPU 时钟加倍,看看会发生什么。好吧,这不是一回事,但是大幅提高时钟速度并不是一件容易的事,即使对于像 PCI Express 这样相对简单的系统也是如此。电气容差需要非常严格,这增加了一切的复杂性和成本。

对于 SSD 来说尤其如此。为了完全兼容 PCIe 5.0,控制器芯片需要比第 4 代芯片运行得更快,并且 NAND 闪存芯片也需要以更高的速率读写数据。目前,很少有公司拥有能够完成所有这些任务的芯片,而且不幸的是,那些芯片会产生大量热量。第 5 代 SSD 的市场是 很多 比第四代驱动器小,因此需求量小意味着相对成本也更高。

英睿达 T700 固态硬盘

第 5 代 SSD — 快速、热且昂贵。嗯,不用了,谢谢。(图片来源:未来)

话虽如此,AMD 和英特尔在实际实施 PCIe 5.0 方面并没有做得最好,对于前者来说,Gen 5 显卡插槽被浪费了,因为没有人销售 Gen 5 卡,而对于前者来说,Gen 5 显卡插槽被浪费了。 E 和非 E 主板之间故意的芯片组限制只会增加这一切的混乱。这也是完全没有必要的,因为 B650 和 B650E 主板中使用的芯片在物理上没有区别。

英特尔显然对第 5 代 PCIe 不太感兴趣,因为它在第 14 代桌面 CPU 和 700 系列芯片组中的实施相当于一个 PCIe 5.0 x16 插槽、最多一个第 5 代 M.2 插槽以及一大堆插槽。令人恼火的配置限制。英特尔似乎也不会通过 Arrow Lake 提供任何明显更好的东西。

PCIe 5.0 目前几乎没有什么用处,或者至少,用得很少,如果这有意义的话。在不久的将来对它的支持看起来也没有那么好,但幸运的是,对我们来说,第四代已经足够好了。这项技术现在已经有七年历史了,但距离它成为游戏领域的限制还有很长的路要走。在某个时间点,每台台式电脑从上到下都将完全是第 5 代,但按照 PCI Express 的实施速度,我们在很长一段时间内不需要担心这一点。

希望我们不会再遇到同样的问题,除了 Gen 7 或类似的问题!

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