隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)帶寬,，靈活性與性能的要求升高，PCIe標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生,。自2001年問世以來,，PCIe迅速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中,，PCIe卡（PCI Express卡）就是其中一種主要設(shè)備,。本文將對(duì)PCIe卡的定義、工作原理,、優(yōu)勢(shì),、類型等進(jìn)行全面介紹。

什么是PCIe卡,？

PCIe卡是一種具有PCIe接口的網(wǎng)卡,，在主板級(jí)連接中用作擴(kuò)展端口。具體來說,，基于PCIe的擴(kuò)展卡能插入主機(jī),、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備主板中的PCIe插槽。如今多數(shù)電腦主機(jī)板上都有專用的PCIe插槽與PCIe卡相對(duì)應(yīng),，一般來說插槽的寬度都會(huì)和卡等寬甚至更寬,。

PCIe卡的工作原理是什么？

PCIe卡與處理不同來源數(shù)據(jù)的總線不同,，它可以通過交換機(jī)實(shí)現(xiàn)一系列點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接來控制數(shù)據(jù)流向,。PCIe網(wǎng)卡插好之后，插槽和網(wǎng)卡之間將形成邏輯連接,，以便互相通信,。這種邏輯連接稱為互連或鏈路，它支持兩個(gè)PCIe端口之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信通道,，并允許它們發(fā)送和接收普通的PCI請(qǐng)求或中斷,。如下圖所示，PCIe插槽有一/多個(gè)通道,。在x2鏈路中,，每條通道包含兩對(duì)不同的數(shù)據(jù)傳輸組，一對(duì)用于傳輸數(shù)據(jù),，另一對(duì)用于接收數(shù)據(jù),。因此,，每條通道包含了四根電線或信號(hào)線路組成。

為什么要選擇PCIe卡,？

在PCIe卡面世前,，市面上有兩種主要的網(wǎng)卡：PCI和PCI-X卡。PCI-E卡的連接器和電路設(shè)計(jì)完全不同,，在原來兩種主流網(wǎng)卡的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),，成為其中最常用的一種網(wǎng)卡。

PCIe卡有多少種,？

PCIe卡有多種類型,，下面將就規(guī)格與版本分類進(jìn)行說明。

基于PCIe卡規(guī)格的分類

PCIe卡的規(guī)格通常由通道的數(shù)量表示,。一般來說,，PCIe卡有五種物理規(guī)格：x1、x4,、x8,、x16和x32。（PCIe x32十分少見,，并非主流規(guī)格,。）“x”后面的數(shù)字是指PCIe插槽內(nèi)的通道數(shù)，如PCIe x4卡意味著該卡有四個(gè)通道,。

在實(shí)際應(yīng)用中，需要將PCIe卡插入主機(jī)或服務(wù)器的PCIe插槽中,，插槽的規(guī)格和配置與該卡相同,。然而，面對(duì)像插槽短缺的情況,，PCIe卡也可以安裝到一個(gè)更寬的插槽,。比如在PCIe x8插槽已被占用的情況下，可以將PCIe x8卡放入PCIe x16插槽中,，但該卡將始終以PCIe x8模式運(yùn)行,。PCIe卡規(guī)格信息詳見下表。

基于PCIe卡版本的分類

PCI Express是一種用于連接高速組件的高速串行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線標(biāo)準(zhǔn),，它取代了舊的AGP,、PCI和PCI- X總線標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)過了多次調(diào)整改進(jìn),。PCIe 1.0最初在2002年發(fā)布,，為了滿足日益增長(zhǎng)的高帶寬需求，之后又相繼推出了不同的版本,。目前共有五種不同的PCIe標(biāo)準(zhǔn)：PCIe 1.0,、PCIe 2.0、PCIe 3.0、PCIe 4.0和PCIe 5.0,，傳輸速率每過一代增加一倍,，PCIe 6.0也將在不久后發(fā)布。

目前PCIe卡分別有五個(gè)可用版本：PCIe 1.x,、PCIe 2.x,、 PCIe 3.x、PCIe 4.x和PCIe 5.x,，新版本PCIe 5.x剛剛于2019年發(fā)布,，性能比前幾個(gè)版本要更好。PCIe 6.x預(yù)計(jì)將在2021年左右發(fā)布,。

值得一提的是,，所有的PCIe卡版本都是向后兼容的，也就是說任何版本的PCIe卡和主板都可以以最低版本的模式工作,。下表展示了5個(gè)傳統(tǒng)PCIe版本之間的傳輸速率比較（以原始版本n.0為例）,。

怎么選PCIe卡？

如果您正在應(yīng)用有線網(wǎng)絡(luò)但對(duì)市面上組裝好的系統(tǒng)不滿意,，那您可能需要考慮購買PCIe卡,。要注意前提是您的電腦必須至少有一個(gè)可用的PCI Express插槽，購買時(shí)則需要考慮到以下幾個(gè)因素：

PCIe卡版本和插槽寬度：這是為了確保PCIe卡的類型與您當(dāng)前的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境兼容,。

協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：在購買之前需要確定網(wǎng)卡是否支持您需要的標(biāo)準(zhǔn),，如RDMA、RoCE,、iSCSI和FCoE等,。

控制器：Intel、Broadcom,、Mellanox和Realtek的控制芯片是主流趨勢(shì),。

除了上述三個(gè)因素，傳輸速度,、端口數(shù)量,、連接器類型、操作系統(tǒng),、品牌,、價(jià)格等因素也需要考慮。

結(jié)論

為滿足多樣的網(wǎng)絡(luò)需求,，高端軟件持續(xù)以極快的速度發(fā)展,，這已成為PCIe性能不斷突破的動(dòng)力。最新的PCIe4.x,，PCIe 5.x和未上市PCIe 6.x遵循PCIe標(biāo)準(zhǔn),，事實(shí)證明這些技術(shù)縮小了PCIe卡與主機(jī)之間的發(fā)展差距,，未來潛力無窮。