传输速率倍增至 16GT/s，PCI Express 4.0 规範正式颁布时间将至

在个人电脑平台上，处理器与晶片组所整併 PCIe 控制器，通常是处理器端会先导入新规格，藉以满足显示卡对于频宽的需求，晶片组则是会晚个 2、3 年才导入。虽然直到今年终于全面 PCIe 3.0 化，PCIe 4.0 却已经蓄势待发，预定将在 2017 年进入市场。

正式颁布 PCIe 3.0 规範之后，PCI-SIG 很快地投入下一世代规範制定工作，传输速率高达 16GT/s 的 PCIe 4.0，相关资讯已经外传好一段时间。PCI-SIG 正加速度过草案阶段，7 月释出 0.7 版之后预定今年内提升至 0.9 版，并于 2017 年第一季颁布 1.0 版正式规範，如此便能依照规划于 2017 年进入市场应用。

PCIe 4.0 和 PCIe 3.0 一样，都是採用 128B / 130B 编码架构，使资料传输频宽损耗降低至 1.6% 以内，反观传统 8B / 10B 编码的损耗率高达 20%。PCIe 4.0 资料传输速率倍增至 16GT/s，一条通道即能拥有 1.969GB/s 传输频宽，合併 16 条可以达到 31.508GB/s 之谱，传输速率与可用频宽如传统达到前一代规範的倍数。

▲ 在颁布 PCIe 4.0 之后，PCI-SIG 将开始着手制定 PCIe 5.0 规範。

另外一点有趣的变动是供电量，PCIe 1.0/2.0/3.0 并没有什么差异，都是草创时期的 75W 规格，超过上限便得由辅助电源供应。PCI-SIG 似乎有意提升 PCIe 3.0 供电能力，但目前还没有透露相关细节资讯，据传基本供应量可能有 300W，上限或许是在 400～500W 之间。如果确实付诸行动，并且推广至个人市场，那么电源供应设计配置也将面临改朝换代。

就个人应用而言，PCIe 3.0 仍然可以餵饱显示卡需求好几年时间，这规範仍然相当合宜。挑战或说限制并不在于 PCIe 3.0 本身，往往是来自 PCIe 通道供应数量，这点和处理器与晶片组有直接关联。PCIe 4.0 当前着眼在伺服器、高速固态硬碟等应用，可藉由频宽纾解 PCIe 通道需求压力，或说为设备提供更为充裕的发挥空间。

▲ PCIe 1.0/2.0/3.0/4.0 资料传输编码、速率、频宽对照表。（引用自 wikipedia）

例如 PCIe 3.0 NVMe 固态硬碟，性能型产品得需要 4 条通道，藉以供应 3.938GB/s 传输频宽。未来若提升至 PCIe 4.0 规格，配置 2 条通道即可满足相同频宽需求，若给予 4 条通道更可拥有 7.877GB/s 频宽，能让高性能固态硬碟尽情发挥运用。同理，举如 USB 3.1、Thunderbolt 3 等传输介面的控制器，PCIe 3.0 通道需求高者都是受益者。

如同以往，最新 PCIe 规範会由企业市场率先导入应用，而后才逐渐进入个人市场。由于显示卡未必有第一时间导入 PCIe 4.0 的必要，担子反而落在主机板晶片组厂商身上，导入时间会是关键。厂商过去做法，向来是显示卡端先导入新规格，晶片组相隔几年才跟进。若能一改这时间差问题，也许能让 PCIe 4.0 普及得更快、发展的更蓬勃，应用也相形多元化吧。