什么是PCIe插槽！除了插显卡它还能插什么？

龙飞电脑工作室

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一、什么是PCIe插槽？

很多才接触电脑、玩硬件的朋友都见过主板下方有一个或者几个长长的插槽，它就是PCIe插槽。

很多人都以为这只是插显卡的，其实它全称是PCI Express总线接口。
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" L; `$ o! Q8 }. o可以把它理解为成主板上的“高速数据通道”。

2 m3 ?8 e8 L9 c) ?/ c它是专门负责主板、CPU和各类外接硬件之间的数据传输、交互工作。

: n/ Q8 q2 R: n它最早是英特尔在2001年推出的，最初不叫PCIe，代号是3GIO，研发的核心目的就是替换老旧、速度拉胯的PCI、PCI-X和AGP接口。

也算是电脑硬件接口的一次全面升级迭代。
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) M' `( \4 m4 l, {0 Y简单来说，只要是高性能电脑硬件，基本都靠PCIe插槽实现连接和工作。

1 d( X. z# w' ^) z* c' ]/ J二、PCIe插槽核心作用是什么？
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PCIe接口的核心功能，就是给电脑外接各类高性能外设，搭建CPU和硬件之间的高速传输桥梁。
) `) F1 x9 C* ]0 ?3 F  E" k* V+ B; ]我们最熟悉的用途就是插显卡。
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! l7 Z+ `  @( ]0 S; A( T不管是玩大型3A游戏、做工程建模、视频剪辑，还是跑机器学习程序，都会产生海量的数据。

9 u. z$ y  \4 Y正是靠着PCIe插槽的高速传输能力，CPU和显卡才能快速交换数据，保证画面流畅、运算高效。

8 M: l. R: j- f, ~, z* |$ O  C# m但很多人不知道，显卡只是PCIe插槽的用途之一，它的拓展能力远比大家想象的更强。
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而且PCIe技术一直在持续更新迭代，从2003年正式商用至今，已经更新了好几代版本，速度和性能早就实现了质的飞跃。

# H; O3 f& Y5 ^- G2 @% M, w三、PCIe完整发展史：从“老旧卡顿”到“极速传输”
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PCIe能有现在的高性能，也是一步步升级过来的，它的迭代史就是一部电脑接口的“提速进化史”。
6 H- O/ g+ i9 G1. 初代形态：ISA接口，PCIe的“爷爷辈”
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早在1981年，IBM电脑搭载的ISA接口就是最早的电脑总线接口。

! K6 Y' t1 a1 l( p1 A6 ?那时候电脑行业没有统一标准，各家硬件互不兼容、乱象丛生。
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ISA的出现总算统一了行业规格，一度垄断了早期PC市场。
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但放在现在来看，它的性能完全不够看，最大传输速率只有8MB/s，甚至不如现在的普通U盘。
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4 D* M% R4 |2 h1 t. g而且缺陷特别多，传输速度慢、CPU占用率极高，外接设备还需要手动手动配置参数，操作特别繁琐，很快就被市场淘汰了。
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! J8 `# O/ p4 R9 f% n2. 迭代过渡：PCI接口，PCIe的“父辈”。
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# O; z) m4 A8 `为了解决ISA的短板，PCI接口应运而生，算是一次重大升级。

32位带宽下传输速率能达到128MB/s，64位带宽更是能翻倍到256MB/s，速度提升非常明显。
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同时它还支持即插即用，外接硬件后系统能自动匹配驱动，不用像ISA接口那样手动设置，便捷性大幅提升。
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, u1 ^% v3 J: `+ @% W不过它依旧有致命缺点：采用共享总线设计，多个设备同时工作会互相抢占带宽、造成卡顿，而且不支持热插拔，使用局限性很大。

0 r6 t; E8 }; [; w! Q0 G9 B3. 主流主角：PCIe全系列迭代升级

我们现在用的PCIe，就是PCI的终极升级版，后缀的“Express”就是高速、极速的意思。

它和老式PCI接口在总线类型、规格、速度、外观上都有明显区别，至今已经迭代出6个正式版本，还有最新的7.0版本在研发推进中，每一代基本都能实现带宽翻倍提升。

1 {. [+ ]; Z2 a9 f8 GPCIe1.0，2003年发布初代正式版本，信号速率2.5GT/s，采用8b/10b编码，单通道单向带宽250MB/s，16通道双向带宽8GB/s。
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4 S' P. ^; ]5 G" k后续推出的1.0a、1.1版本仅优化细节，带宽没有变化。
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PCIe2.0，为2007年发布：核心升级就是速度翻倍，信号速率提升至5GT/s，单通道单向带宽500MB/s，16通道双向带宽16GB/s。
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9 p/ u0 Z) D4 {& c' I3 J) b, v同时插槽供电能力翻倍至150W，但行业统一沿用75W供电标准，超过功耗的设备都需要外接供电，这个规则至今没变。

PCIe 3.0，2010年发布的：堪称经典的“常青树”版本，至今很多设备仍在使用。
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信号速率提升至8GT/s，同时更换为128b/130b高效编码模式，大幅减少带宽损耗，单通道单向带宽接近翻倍，达到985MB/s，16通道双向带宽32GB/s，稳定性和实用性拉满。

. `5 Y. l: o+ q! K; }PCIe 4.0是目前很多电脑都在用的，也是市面上最多的：目前家用主机、游戏设备的主流标准，速度再次翻倍，16通道双向带宽可达64GB/s。
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有效降低数据传输延迟，不管是运行大型游戏、处理高清视频素材，还是运行机器学习程序，都能明显提升流畅度和运算效率。
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7 a3 ?6 g3 P4 vPCIe 5.0：2019年就发布规范，目前也是主流，AMD X670、B650等主流主板都已适配，各类高速固态也陆续推出。

) L" [; S: A' t( U. a7 A7 a它的带宽是4.0的两倍，扣除编码损耗后，16通道双向带宽可达128GB/s，传输效率极高，带宽损耗仅1.54%。

7 d" b- t# }; J四、为什么PCIe插槽长短不一样？
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9 r- k* v  J6 ]: y大家看主板会发现，PCIe插槽有长有短，主要分为X1、X2、X4、X8、X16五种规格。

9 ^) S0 ~0 G) ^插槽长度直接决定了通道数量和传输带宽，简单说就是越长的插槽，带宽越大、传输速度越快。
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所有PCIe插槽都是向下兼容的，短卡可以插长插槽、长卡也能插短插槽。
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+ ^! S) Y: }( a$ z& K! t3 P但非常不推荐这样混用，低带宽设备插长插槽会浪费高端带宽，高带宽设备插短插槽会被限制速度，性能完全发挥不出来，相当于“大材小用”或者“小马拉大车”。
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五、除了插显卡，PCIe插槽还能插什么？
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/ a. K# X( V( Z这是大家最关心的问题！不同规格的PCIe插槽，拓展用途完全不同，每一种都有专属的实用设备，可玩性和实用性拉满。
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4 I$ }6 G8 e, u6 R  l除了大家熟知的独立显卡，X16插槽还可以安装RAID阵列卡。
, J8 F1 d+ r8 i" P4 R$ m它直接和CPU直连，传输延迟极低，能充分释放硬件性能，适合需要多硬盘组建磁盘阵列、追求高速读写和数据稳定的用户，多用于办公、设计、专业算力主机。
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& h4 x( R' i: W+ B5 y: P很多主板的X8插槽外观和X16一模一样，但有效针脚只有一半，带宽也只有X16的一半。

它最常用的用途是安装M.2 NVMe固态扩展卡。

/ ^8 c6 g8 A8 w! |早些年的老主板板载M.2接口很少，固态价格也贵，想要加装更多高速固态扩容，就可以用X8扩展卡。

只要协议、通道匹配，扩展出来的固态速度和主板原生M.2接口几乎没有区别，是老电脑扩容的神器。

现在的主板为了兼容性，X4插槽大多也做成了X16的外观，很多M.2接口本质上也是转接的PCIe X4通道。
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它的适配设备非常多，主流的M.2高速固态硬盘、M.2无线网卡都可以在这里安装，是主机高速拓展的核心插槽。

这是主板上最短、最常见的插槽，堪称“万能拓展槽”，虽然带宽最低，但日常拓展完全够用，性价比拉满。
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能适配的设备非常多：USB3.0高速扩展卡、2.5G/10G高速网卡、独立声卡、SATA硬盘拓展卡、WiFi蓝牙网卡、开机卡等等。
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+ k$ `- M" }/ g' e& o如果你的主板接口不够用、网速慢，或者想升级电脑配置，基本都可以用X1插槽加装拓展卡解决，是普通用户使用率最高的PCIe插槽。

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