被英特尔认为没用的PCIe 4.0,对玩家来说真的没什么意义吗?
AMD在前几天宣布推出自家最新三代锐龙处理器+自主设计的X570主板,两者搭配使用即可支持PCIe 4.0。主板厂商也纷纷发布自家的X570主板,宣告PCIe 4.0已至实用阶段。但英特尔这边,第九代酷睿处理器仍然只支持PCIe 3.0,在下一代处理器当中也没有支持PCIe 4.0的打算。
英特尔甚至称现阶段PCIe 4.0对于游戏玩家来说,并没有太大的意义,因为经过他们的测试游戏时显卡根本吃不满PCIe 3.0的带宽,所以PCIe 4.0虽然听起来比PCIe 3.0强,但是在目前并没有多少用武之地。
事实真如英特尔言吗?其实在之前,我们就已经做了相关的测试,那就是PCIe 3.0 x8是不是够用了,如果答案是肯定的,那PCIe 3.0 x16就更加不在话下,或许我们也能来证实一下英特尔之言的真伪。
为什么会用上PCIe x8?
在消费级产品的硬件规格下,PCIe的通道数是有限的,理论上显卡应该拥有最大的带宽权限,可以使用到满带宽的16条通道,但在有些情况,比如M.2硬盘或者PCI-E网卡占据了一定数量的PCIe通道后,显卡可能无法获得足够的PCIe通道数,转而只能在x8模式上运作,那么问题就来了,8条通道会对显卡性能有影响吗?
咱们还是简单看看PCIe规范,它又称为PCI-Express规范,其由PCI-SIG组织进行制定,该组织组建于1992年,目前成员有包括英特尔、AMD、NVIDIA、惠普、戴尔、高通、联想、IBM等业界大佬在内的900多家精英企业。
现在的主流标准是PCIe 3.0,其于2010年正式发布,信号速率提升至8GT/s,而且编码方式也改成了更高效的128b/130b模式,因此单通道单向带宽依然实现了接近翻倍的提升,16通道双向带宽高达31.5GB/s。至于PCIe 4.0和5.0,虽然台北电脑展上PCIe 4.0借着三代锐龙的风发布了不少新品,但全面上线至如今的PCIe 3.0的应用规模,估计还有些时日。
PCIe吞吐量(可用带宽)计算方法:吞吐量 = 传输速率 * 编码方案,现行的PCIe 3.0规范,信号速率为8GT/s,编码方式是128b/130b模式,即每传输128个Bit,需要发送130个Bit。那么,PCIe 3.0协议的每一条Lane支持 8 * 128 / 130 = 7.877 Gbps = 984.6 MB/s 的速率,一条PCIe 3.0 x16的通道,x16的可用带宽为 7.877*16 = 126.031 Gbps = 15.754 GB/s,双向带宽高达31.5GB/s。到了PCI3 4.0这个带宽还要再翻一倍。
带宽越大,同时间通过的数据量也就越大。就好比马路越宽,同时通过的车辆就越多,这也是x16和x8插槽在纸面数据上的差距。而显卡对带宽的主要需求因素是帧速率,所以在测试中,我们在切换不同的PCI-E通道数的同时,将进行1080p和4K分辨率下不同画质设定的游戏性能测试。我们这一次的目标是PCIe 3.0 x16和x8通道数的插槽下,这一世代显卡的性能是否会因PCIe带宽不同而产生性能偏差。
PCIe 3.0 x16 vs PCIe 3.0 x8
测试平台
由于我们这项测试在一个月前就已完成,所以驱动上只能是当时最新的,不过基本上没什么影响。显卡和CPU都选用了比较顶级的,就是为了让它们能生成更丰富更多的画面,以确保对PCIe通道保持足够的压力。
3DMark基准性能
国际惯例,我们先进行一遍3Dmark软件的6个基准性能测试。
根据测试结果,PCIe 3.0 x16和x8的带宽大小对3DMark的跑分的影响近乎可以忽略不计。
1080P分辨率游戏性能
在游戏测试的环节,为了让显卡尽可能地占满PCIe 3.0通道的带宽,1080p分辨率下,我们将以预设的极高画质进行Benchmark测试;而4K分辨率则会从预设的中画质开始,一直跑到预设极高画质为止。最终幻想15则是在Benchmark里面,1080p选择High quality,4K跑Lite quality、Standara quality和High quality(图表中分别对应中、高、极高画质)。
4K分辨率游戏性能
总结:PCIe 3.0 x8暂时够用,PCIe 4.0可能真香
经过测试,PCIe 3.0 x16对比x8,在3DMark基准测试中,差距不明显,都在1%以内,甚至可以认为是实验偏差。而游戏测试中,在1080p+极高画质的设定下,差距最大的可以达到7%(战锤2);在4K的分辨率下,随着画质设定的提高,差距也在缩小,大部分差距很小,当然也有像杀手这样达到9%的,当画质不断提升后,RTX 2080 Ti的压力也飞速上升,PCIe带宽的限制反而不那么明显了。
所以,在PCIe 3.0的规范下,x16和x8之间的虽然在个别游戏中有一定的性能差距,但在大多数游戏中相差在3%以内,而且这点差距在实际的游戏体验时很难感觉出来。因此我们说,PCIe 3.0 x8在目前下暂时够用了。
PCIe 4.0对影视创作者的增幅
但是,技术是必须向前看的。PCIe 3.0怎么来的?在PCIe 2.0时代也会有3.0的无用论,但正是这种不顾困难,坚定向前的精神推动着现代科技的进步,这样才会有了PCIe 4.0、5.0甚至6.0的存在和出现。
PCIe 4.0的时代,用户可以通过更少的通道数,如PCIe 4.0 x4,达到PCIe 3.0 x8甚至x16的工作性能;而随着显卡和游戏、电影技术的进步,PCIe 3.0的带宽迟早是可以完全吃满的,PCIe 4.0是未来,何况PCIe 5.0还在虎视眈眈呢。