性能提升20% PCIE 1.1对决PCIE 2.0实测

前言：PCI Express 2.0 来了

●前言：PCI Express 2.0 来了

        如果说今年显卡竞争最激烈的焦点是DirectX 10的话，不足为过。但是在随着显卡步入DirectX 10元年的时候，另一项硬指标也悄悄的走入了我们的生活，它就是PCI Express 2.0规范。

        独立显卡历经了PCI接口和AGP接口，现在已经过度到PCI Express接口。可以说每一接口都经历了版本升级用以满足显卡性能增长的需求，例如PCI经历过1.0和2.3，而AGP经历了1.0、2.0和3.0等，不得不说每次升级都为显卡性能带来极大的提升。时至今日，PCI Express在伴随我们三、四年的时间内也不知不觉的走过发生了三次变革。

        很多读者对PCI Express接口很熟悉，但是它的由来和技术概念还是非常模糊，下面笔者为大家简单介绍一下PCI Express的由来。

        在2001年春季IDF期间，业界领航人——Intel公司宣布准备开发第三代输入输出技术（即3GIO技术）用以取代性能日渐匮乏的PCI总线技术。于是在2001年8月份Intel将代号为Arapahoe的3DIO标准递交给PCI-SIG（PCI特殊兴趣组织），最终在2002年4月通过批准后PCI-SIG将其正式更名为“PCI Express”，并在2002年7月23日正式发布了PCI Express 1.0版规范。

        虽然PCI-Express是3GIO架构，通过提供点到点、高速度、低针脚数解决方案，满足了日益提高了I/O带宽需求，但是面对主流并根深蒂固的PCI和AGP接口还是无能为力，还有就是全新架构也带来了一些必须解决的问题——互通和一致性设计挑战等。

        当然技术的进步和更新都需要一个漫长的过程，就如同当初PCI取代ISA一样。不过经过两年的磨练，PCI Express最终于2004年6月21日随Intel的i915 / i925 Express芯片组发布第一次与世人见面，与PCI Express称得上难兄难弟技术还有DDR2内存规格的引入，这是因为二者在刚步入消费桌面级产品时受制于价格昂贵和技术不成熟导致性能低等因素，受到很多人的质疑。不过好在有业界领航者Intel在背后推波助澜，以至今日回首过往不得不说这是一次正确并重要的改革和进步。

        值得一提的是，在Intel发布i915 / i925 Express时PCI Express已经经历第一次的升级，即PCI Express 1.0a规范。而且随着PCI Express的应用性和普及度日益增高，PCI-SIG又迅速推出了PCI Express 1.1规范，并且这个规范使用至今。

        显卡的发展是迅速的，尤其是进入到DirectX 10时代，显卡所需要的运算量和带宽逐步增加PCI Express 1.1捉襟见肘，PCI-SIG于2007年1月再次修改并升级PCI Express规范，并将其版本提升至2.0。

浅析PCI Express 2.0规范

●浅析PCI Express 2.0规范

        PCI Express 2.0规范的主要在数据传输速度上做出了重大升级，即从以前的2.5Gbps总线频率翻倍至5.0Gbps，这也就是说以前PCI Express 2.0 x16接口能够翻番达到惊人的16GB/s总线带宽（1GB/s=8Gbps）。虽然适合PCI Express 2.0接口的扩展应用设备很多，但是就桌面级产品目前而言，除了显卡不会有其他产品会需要PCI Epress 2.0接口的协助。

        下面就让我们了解一下PCI Express 2.0的重要升级部分：

1、重点是PCI Express总线频率提升：每条串行线路的数据传输率从2.5Gbps翻番至5Gbps，带宽也随之翻倍。

2、可更好地支持未来高端显卡，即使功耗达到225W或者300W也只需PCI Express单独供电即可。

3、新增“输入输出虚拟化”(IOV)技术，可以让多台虚拟机共享网卡等PCI设备。

4、PCI-E线缆子规范可让PCI设备通过标准化铜缆线接入计算机，而且每条线路的速度都能达到2.5Gbps，适用于为高端服务器加入多块网卡作为输入输出扩展模块等场合。

5、最后是代号“Geneseo”的长期规划。该技术与Intel、IBM等业界巨头合作开发，可让图形处理单元、加密处理单元等协处理器更好地与中央处理器机密相连。

6、对动态链路速度和链路宽度管理、以及活动状态电源管理(ASPM)进行相关改进。

        规范的制定必须有实际产品来应用，PCI Express 2.0规范产品目前主要设计主板和显卡两大类板卡，第一款支持PCI Express 2.0接口的主板是Intel与10月11日发布的X38 Chipset，而第一款支持PCI Express 2.0接口的显卡为NVIDIA于10月29日发布的Geforce 8800GT（G92核心）。而且随着时间的推移，目前主板和显卡又有了很多支持PCI Express 2.0产品加入，具体请看下表：

        通过上表能够了解到目前PCI Express 2.0相关产品的发布情况，而且已发布产品能够在零售市场买到，想要体验PCI Express 2.0带来的急速快感并非难事。

        既然通过前文能够了解到PCI Express接口的种种特点及优势，那么我们还有必要了解一下PCI Express的针脚定义。众所周知，常见PCI Express接口分为x1、x4、x8、x16，即它们能够实现1GB/s、4GB/s、8GB/s、16GB/s的总线带宽。

选定测试对象及理由

●选定测试对象及理由

        既然明确了PCI Express 2.0规范的用途及能力，有知道了目前支持PCI Express的产品，那么在实际应用中其能够带来多少性能提升呢？或者说PCI Express 1.1真的该淘汰了吗？

        从前文已知PCI Express 2.0产品中能够查得，Intel的P35是PCI Express 1.1规范接口，而X38是PCI Exoress 2.0规范接通，并且两款芯片组同属于一代产品，这就大大增加了可对比性。

        笔者选择了同为ASUS的P35和X38相关产品，分别是采用P35 Chipset的ASUS Blitz Extreme和X38 Chipset的P5E主板。而显卡笔者则是选取了单卡Radeon HD 3850公版产品，这是因为目前基于P35 Chipset的CrossFire多是PCI Express x16+x4或者双PCI Express x8，无法与双PCI Express x16的X38 Chipset站在同一起跑线，所以选择了单卡测试，保证显卡运行在PCI Express x16速度上。

        采用P35 Chipset为基础设计的ASUS Blitz Extreme主板，通过官方P35 Chipset PDF截图能够看到其仅支持PCI Express 1.1规范接口。

        采用X38 Chipset为基础设计的ASUS P5E主板，通过官方X38 Chipset PDF截图能够看到其仅支持PCI Express 2.0规范接口。

测试部分的硬件、软件系统说明

○测试系统的软件环境

        测试主要选取了数据交换量较大，并且是目前主流的DirectX 10游戏，以此充分考验PCI Express 2.0在实际应用中的价值。

DX10游戏测试：Company of Heroes / Call of Juarez

　　● Company of Heroes

　　二战是几年来长盛不衰的3D游戏题材，Company of Heroes就是从101空降师诺曼底登陆后在欧洲战场血战题材入手的最新战略游戏，不过其自带测试并非针对即时战略的实际场景，反而更像第一人称视角游戏。v1.7补丁让Company of Heroes提供了让游戏以DirectX 10 3D API运行的选项，与此同时，DX10开关的开启也让Company of Heroes v1.7成为新一代显卡杀手，这个模式下及所有显卡的速度都较v1.4版本有巨幅跌落。

　　>>游戏类型：DirectX10 即时战略游戏
　　>>测试方式：游戏自带性能测试工具，内容为3D实时运算的剧情过场回放
　　>>画质设定：全部最高

        通过Company of Heroes两款DirectX 10检验得出，PCI Exress 2.0规范确实能协助Radeon HD 3850得到更好的成绩，同比运行在兼容模式PCI Express 1.1模式下的Radeon HD 3850有了10%左右的性能提升。

DX10游戏测试：Lost Planet / Crysis

        在Lost Planet和Crysis测试中，PCI Express 2.0的带宽优势体现的更加明显，尤其是在显卡杀手Crysis面前差距进一步拉大，这也说明更高的总线带宽能够换来更高的3D效能。总的说来如果想发挥PCI Express 2.0显卡的全部性能必须使用支持PCI Express 2.0规范的主板。

●ZOL显卡频道观点

        通过本文能够了解到，PCI Express 2.0规范带来的性能提升是显而易见的，并且无论主板芯片组还是显卡都会毫无保留的采纳这一规格方案，即使是其低端产品。虽然目前PCI Express 2.0相关产品都在中高端产品行列，想要普及还需时日，但是PCI Express 2.0的普及势在必行，而且各大厂商也都在积极推动它前进。并且随着全新的PCI Express 2.0旗舰产品的发布，其将会突破PCI Express 1.1规范的束缚，充分体现性能，当然前提是你必须拥有一块支持PCI Express 2.0的主板。

        而且在今年8月份，PCI-SIG有宣布下一代PCI Express 3.0规范，总线频率将得到再次翻倍1GB/s，到那时显卡的性能将会得到进一步提升。