傳輸速率倍增至 16GT/s，PCI Express 4.0 規範正式頒布時間將至

在個人電腦平台上，處理器與晶片組所整併 PCIe 控制器，通常是處理器端會先導入新規格，藉以滿足顯示卡對於頻寬的需求，晶片組則是會晚個 2、3 年才導入。雖然直到今年終於全面 PCIe 3.0 化，PCIe 4.0 卻已經蓄勢待發，預定將在 2017 年進入市場。

正式頒布 PCIe 3.0 規範之後，PCI-SIG 很快地投入下一世代規範制定工作，傳輸速率高達 16GT/s 的 PCIe 4.0，相關資訊已經外傳好一段時間。PCI-SIG 正加速度過草案階段，7 月釋出 0.7 版之後預定今年內提升至 0.9 版，並於 2017 年第一季頒布 1.0 版正式規範，如此便能依照規劃於 2017 年進入市場應用。

PCIe 4.0 和 PCIe 3.0 一樣，都是採用 128B / 130B 編碼架構，使資料傳輸頻寬損耗降低至 1.6% 以內，反觀傳統 8B / 10B 編碼的損耗率高達 20%。PCIe 4.0 資料傳輸速率倍增至 16GT/s，一條通道即能擁有 1.969GB/s 傳輸頻寬，合併 16 條可以達到 31.508GB/s 之譜，傳輸速率與可用頻寬如傳統達到前一代規範的倍數。

▲ 在頒布 PCIe 4.0 之後，PCI-SIG 將開始著手制定 PCIe 5.0 規範。

另外一點有趣的變動是供電量，PCIe 1.0/2.0/3.0 並沒有什麼差異，都是草創時期的 75W 規格，超過上限便得由輔助電源供應。PCI-SIG 似乎有意提升 PCIe 3.0 供電能力，但目前還沒有透露相關細節資訊，據傳基本供應量可能有 300W，上限或許是在 400～500W 之間。如果確實付諸行動，並且推廣至個人市場，那麼電源供應設計配置也將面臨改朝換代。

就個人應用而言，PCIe 3.0 仍然可以餵飽顯示卡需求好幾年時間，這規範仍然相當合宜。挑戰或說限制並不在於 PCIe 3.0 本身，往往是來自 PCIe 通道供應數量，這點和處理器與晶片組有直接關聯。PCIe 4.0 當前著眼在伺服器、高速固態硬碟等應用，可藉由頻寬紓解 PCIe 通道需求壓力，或說為設備提供更為充裕的發揮空間。

▲ PCIe 1.0/2.0/3.0/4.0 資料傳輸編碼、速率、頻寬對照表。（引用自 wikipedia）

例如 PCIe 3.0 NVMe 固態硬碟，性能型產品得需要 4 條通道，藉以供應 3.938GB/s 傳輸頻寬。未來若提升至 PCIe 4.0 規格，配置 2 條通道即可滿足相同頻寬需求，若給予 4 條通道更可擁有 7.877GB/s 頻寬，能讓高性能固態硬碟盡情發揮運用。同理，舉如 USB 3.1、Thunderbolt 3 等傳輸介面的控制器，PCIe 3.0 通道需求高者都是受益者。

如同以往，最新 PCIe 規範會由企業市場率先導入應用，而後才逐漸進入個人市場。由於顯示卡未必有第一時間導入 PCIe 4.0 的必要，擔子反而落在主機板晶片組廠商身上，導入時間會是關鍵。廠商過去做法，向來是顯示卡端先導入新規格，晶片組相隔幾年才跟進。若能一改這時間差問題，也許能讓 PCIe 4.0 普及得更快、發展的更蓬勃，應用也相形多元化吧。

（本文由 T客邦 授權轉載）