外围元件互连快递或称为PCIe，是现代主板中使用的标准总线接口。它有不同的配置，以每个PCIe插槽包含的通道数量来表示。例如，有一条通道的PCIe被称为PCIe x1。PCIe x4、x8、x16、x32插槽也是如此，分别有4、8、16和32条通道。PCIe x32是一种罕见的情况，因为大多数组件的最大通道为16条。我们在主板上看到的不同尺寸的PCIe插槽取决于一个插槽所包含的通道数量。
随着图形密集型应用程序和游戏的激增，从PCIe的高传输率、高带宽、低延迟和有效处理大块数据中受益的组件之一是GPU。要完全理解PCIe背后的技术，有很多地方需要涉及，但最基本的是，它由PCIe通道组成，将一个组件连接到另一个组件。让我们讨论一下PCIe通道的动态以及它们与GPU性能的关系。
PCIe车道
PCIe通道是数据往返于高速组件（如GPU和SSD）和处理器或芯片组之间的高速公路。每条通道由两对铜线组成；一对用于发送数据，另一对用于接收数据。车道越多，可提供的总带宽就越高。PCIe 5.0是最新一代的PCIe接口，在x16的实现上具有128Gbps的总带宽，是其前辈PCIe 4.0的两倍。
当你听到PCIe通道时，马上会想到PCIe插槽上的通道，但PCIe通道不仅仅是插槽。PCIe通道还操作USB端口、SATA端口、M.2端口和一些I/O端口。PCIe通道将这些部件与主板的核心部件（如CPU和RAM）连接起来。你知道CPU和主板的芯片组都有自己的一套PCIe通道吗？
芯片组车道
芯片组上可用的PCIe通道总数取决于主板的架构，但它通常在4到24之间。你可以通过查看制造商的规格来检查你的主板上可用的PCIe通道总数。芯片组通道主要分配给USB端口、SATA端口、M.2插槽、板载以太网，以及一些PCIe扩展插槽。如果车道总数有限，芯片组车道可以在各部件之间共享。例如，SATA端口可以与M.2插槽共享车道，但两者不能同时使用车道。一个组件将无法操作，而另一个组件将使用PCIe通道。
由于这种限制，芯片组通道不能完全处理GPU的高带宽需求。为了减轻芯片组的一些负担，从而避免瓶颈，CPU有自己的PCIe通道，直接与PCIe扩展槽相连。
CPU车道
处理器上的PCIe通道主要与一级和二级扩展槽相连。这些插槽通常是离CPU最近的。主插槽通常是PCIe x16扩展插槽，而副插槽是x8插槽，但根据制造商的设计可能有所不同。由于其高带宽需求，GPU通常占据这两个插槽。根据制造商的不同，CPU也提供与其他组件相连的通道。例如，英特尔的处理器的PCIe通道直接与PCIe x16扩展槽相连，而AMD的处理器的PCIe通道则保留给其他组件，如扩展槽以外的SATA端口和M.2端口。CPU通道不在设备之间共享，所以我们可以期待连接到直接连接到CPU的PCIe插槽的设备的最佳性能。
PCIe通道和GPU
确定你的芯片组和CPU支持的通道数量是很重要的，特别是如果你是一个PC构建者。这样，你不仅可以知道PCIe接口是否会饱和，而且还可以通过了解哪些设备在现在和将来都能最好地使用你的系统。
考虑到GPU处理大量的图形数据，它们通常在扩展卡中需要最高的带宽和传输速率。游戏、电影应用、机器学习和人工智能只是一些依赖图形的应用。出于这个原因，顶部的PCIe x16插槽，具有最高的通道数量，因此可以提供最高的带宽，通常保留给GPU。根据你的工作负载，PCIe x8插槽也可以提供GPU需要的带宽。你仍然可以使用PCIe x4插槽，但你可以预期性能会下降，因为它的通道较少。
然而，PCIe通道并不是带宽的唯一驱动因素；PCIe版本也起着重要作用。较新版本的PCIe的速度和带宽是其前辈的两倍。例如，PCIe 5.0的带宽是PCIe 4.0在x16插槽和任何其他插槽上的两倍。因此，一个PCIe 5.0 GPU在PCIe 5.0 x8插槽和PCIe 4.0 x16插槽上可以有相同的带宽。
多GPU配置
大多数计算机系统可以处理多个GPU以处理多个显示器。同样，SLI和交火等标准也会合并多个GPU，使其作为一个整体工作。无论在什么情况下，如果两个GPU同时占用x16和x8插槽，顶部插槽的通道将根据CPU提供的PCIe通道而减少。例如，如果CPU为扩展插槽提供16条PCIe通道，而两个GPU同时使用x16和x8插槽，那么第一个插槽将被减少到8条通道，因为CPU与扩展插槽连接的最大通道数为16条。在大多数情况下，如果处理器是在PCIe 4.0上，你的GPU也有与处理器相同的PCIe版本，那么在性能上不会有明显的差异。如果处理器或GPU的PCIe版本比另一个低，则会对性能产生一些影响，因为其功能将被降级到低版本。
结论
总而言之，GPU使用的通道数量取决于工作负载、CPU的PCIe通道数量和使用的PCIe版本。16条通道是单个GPU的理想选择，但一般来说，一个X8插槽已经足以满足普通消费者的工作负荷，甚至是图形密集型游戏和应用程序。对于多GPU配置，建议使用具有更多通道数的CPU，以避免PCIe通道的饱和。对于现代游戏和图形密集型应用程序，推荐使用PCIe 4.0，但即使是PCIe 3.0也能很好地处理数据流量。较低的版本可能不再能够处理今天对图形渲染的需求。为了获得出色的性能，请为你的GPU使用PCIe x16或PCIe x8插槽，同时考虑使用的PCIe版本。最好还能参考主板的PCIe规格，以了解GPU在单GPU或多GPU配置中可以使用的最大通道数。
