- PCIe 向下兼容，实际性能取决于 PCIe 的代数和活动通道的数量。
- 在游戏中，如果 GPU 以 x16 模式运行，从 PCIe 3.0/4.0 升级到 5.0 几乎不会改变 FPS。
- 在 NVMe SSD 中，PCIe 4.0 和 5.0 的速度翻倍，并改善了繁重的数据传输。
- 使用 CPU-Z 和手册检查您的插槽：许多物理 x16 插槽在电气上是 x8。
如果您想知道哪种 PCIe 版本最适合游戏 PC，或者如何确定插槽的代数，那么您来对地方了。在这里，我们将详细而简洁地介绍每一代 PCIe 插槽的功能、通道如何影响性能，以及所有这些对游戏、视频编辑或 AI 处理的影响。
除了阐明理论之外，我们还将探讨如何使用 CPU-Z 等工具和主板手册来可靠地识别PCIe 插槽的版本/代数。同时，我们还会破除一些误区：例如，升级到 PCIe 5.0 就能神奇地提升帧率的说法，实际上，如果您保持 x16 的完整配置，游戏性能的提升通常微乎其微。
什么是 PCIe？它为什么对游戏电脑如此重要？
PCI Express (PCIe) 是一种高速接口，用于连接 GPU、NVMe SSD 和其他扩展卡与主板。每一代（3.0、4.0、5.0……）PCIe 的单通道带宽都比上一代翻倍，并且保持向下兼容性：您可以混用不同代数的设备和插槽，所有设备都将以连接上速度最慢的设备的速度运行。
对于游戏而言，通常优先将显卡安装在主板上的第一个 x16 插槽（最上面的那个），该插槽通常连接到完整的 x16总线并直接连接到 CPU。其他插槽可能连接到芯片组，或者与 SATA 接口和 M.2 插槽共享资源。
PCIe 各代产品及实际带宽：3.0、4.0 和 5.0
从 PCIe 3.0 升级到 4.0 再到 5.0，每条通道的带宽都会翻倍。对于 NVMe x4 SSD 而言，实际速度提升幅度约为：PCIe 3.0 下约为 3,5–4 GB/s，PCIe 4.0 下可达7–8 GB/s ，而PCIe 5.0下则可达到峰值14–16 GB/s。在传输大型文件、渲染 8K 视频或处理大型数据集时，这些显著的性能差异便会显现出来。
对于GPU来说，情况就不同了。在游戏中，即使使用性能非常强大的显卡，PCIe 3.0 x16、4.0 x16和5.0 x16之间的性能差异通常也很小（在所有通道都可用的情况下进行测试，性能差异约为2%至6%）。换句话说，如果你的显卡有16条空闲通道，从4.0升级到5.0并不会让你的帧率翻倍。
限制通道数量时，这种差异会更加明显。如果由于配置或通道不足，您只能以x8 或 x4模式运行，那么影响取决于 PCIe 的代数：在 PCIe 3.0 x4 模式下，高负载运行时，尤其是在专业或 AI 任务中，性能可能会下降约 10%。对于游戏而言，PCIe 4.0 x8 或 5.0 x8 仍然足够使用。
因此，在选择平台时，值得考虑整个方案：如果您已经在使用 x16 显卡，那么快速的 NVMe PCIe 4.0 SSD 可能比纠结于升级PCIe显卡插槽更有利于加速工作流程。
插槽类型：x1、x4、x8、x16 及其用途
主板上配备了不同长度的 PCIe 插槽。x1插槽最短，适合轻量级扩展，例如声卡、网卡、额外的端口或对带宽要求不高的采集卡。即使是现代的 x1 插槽，在 PCIe 4.0/5.0 时代，也能为中等负载的任务提供充足的带宽。
x4插槽是许多主板上的“隐藏瑰宝”。它可用于连接 RAID 控制器、高带宽网卡、更专业的采集卡或 M.2/NVMe 适配器。事实上，NVMe 固态硬盘内部使用了四条 PCIe 通道，即使它们的物理尺寸是 M.2。
从x8 开始，您就可以使用性能要求更高的设备，包括一些老款显卡，这些显卡如果没有 4.0/5.0 版本，性能可能会受到一些限制。在当前的平台上，x8 为许多发烧级硬件提供了非常稳定的性能。
当然，最重要的插槽是x16插槽，它是显卡和服务器级网络或存储扩展卡的首选。需要注意的是“物理 x16”和“电气 x16”的区别：许多主板都包含一个额外的 x16 插槽，但其电气性能可能只有 x8 或更低。
PCIe通道、与CPU或芯片组的连接以及它们的分布方式
CPU 提供的PCIe 通道数量有限：出于功耗考虑，通常 GPU 需要 16 条通道，主 SSD 需要 4 条通道；其余设备则依赖于芯片组并共享资源。在 HEDT 或服务器平台（例如 Threadripper Pro、EPYC、Xeon）上，您可以拥有 64 条或更多通道，从而允许多个 GPU 和多张 x16 扩展卡同时运行，且限制更少。
插槽连接到 CPU 还是芯片组至关重要。第一个 x16 插槽通常连接到CPU，性能最佳。其他插槽、SATA 接口和 M.2 插槽可以共享通道。如果主板上的所有 M.2 插槽都已插满，则 PCIe 插槽可能会降级为 x8，甚至可能导致部分 SATA 接口无法使用。
通常情况下，第一个插槽在安装单张显卡时会以 x16 模式运行，但当安装第二张显卡时（例如，在第三个插槽中），两个插槽都会切换到x8/x8 模式。使用 PCIe 4.0/5.0 时，游戏性能损失很小，但如果您运行的工作负载需要在 CPU、内存和 GPU 之间传输大量数据，则需要了解这一点。
还要记住“机械”和“电气”的区别：一个 x16 插槽可能实际连接的是 x8 接口。在添加硬件之前，最好查看主板的文档，了解每个插槽的功能，因为物理长度可能会产生误导。
如何查找 PCIe 插槽的版本/代数
Windows 系统本身不会直接显示类似“这个插槽是 PCIe 4.0 x16，那个是 PCIe 3.0 x4……”这样的清晰列表。不过，有两种可靠的方法可以找到相关信息：使用CPU-Z 软件，以及查阅主板的官方规格说明（网站和 PDF 手册）。
快速方法：安装或以便携模式运行 CPU-Z，转到“主板”选项卡，查看“总线规格”即可了解主板使用的PCIe 版本。在“图形接口”下，您可以找到 GPU 当前使用的版本。这通常指的是第一个插槽（即主显卡插槽），因此，要了解所有插槽的详细信息，最好查阅显卡手册。
如果您不确定主板的具体型号，请在 Windows 系统中打开“系统信息”（在“开始”菜单中输入主板名称并按 Enter 键），记下“系统制造商”和“系统型号”。有了这些信息，您可以访问官方产品页面：在那里您可以看到PCIe 插槽表，了解哪些插槽共享带宽，以及在哪些配置下模式会发生变化。
手册中会提供一些实际示例：在 MSI MEG X570 Unify 主板上，第一个插槽中的单张显卡以PCIe 4.0 x16模式运行；但如果安装两张显卡（分别位于插槽 1 和 3），则两张显卡都将以PCIe 4.0 x8/x8模式运行。在 Gigabyte Aorus X670E 主板上，第一个插槽可能标称支持 PCIe 5.0 x16，但实际的 PCIe 版本和有效带宽取决于所安装的 CPU 以及是否使用了额外的 M.2 插槽。
兼容性、误区和购买建议
整个 PCIe 生态系统向下兼容。4.0 显卡可以在 3.0 主板上正常工作，反之亦然；显卡将以两者中较低的速度运行。对于 x16 游戏模式，3.0、4.0 和 5.0 之间的差异通常很小，因此如果您的 CPU 和 GPU 足以满足您的分辨率和设置要求，则无需过于担心瓶颈问题。
哪些人真正应该关注版本差异？那些从事 4K/8K 视频项目、人工智能或数据科学工作的人，或者那些搭建配备多块高端 NVMe SSD 的工作站的人。在这些情况下，PCIe 4.0 甚至 5.0 存储能够显著提升复制速度和处理高负载任务的能力。
如果您现在要组装一台电脑，一块支持 PCIe 4.0 的主板几乎可以满足您目前的所有需求。如果您已经在使用最新的固态硬盘来处理高负载的工作流程，或者您希望为未来几代显卡和存储设备预留空间（考虑到目前游戏性能的实际提升空间有限），那么升级到 PCIe 5.0 就是一个很好的面向未来的选择。
PCIe 3.0 就一定不行吗？如果你已经拥有 PCIe 3.0 主板并且经常玩游戏，那倒也未必：只要有一个空闲的 x16 插槽，你仍然可以获得不错的性能。但如果你打算购买新的主板，那么选择PCIe 4.0（或 5.0）才是明智之举，这样在你升级外设和存储设备时就不会落后于时代。
典型案例和场景：您可以预期什么
如果您在 PCIe 3.0 主板上更换 PCIe 4.0 显卡，游戏体验不会受到影响；显卡会以 3.0 x16 的速度进行协商，大多数游戏中帧率的提升都非常小。关键在于兼容性是有保障的，实际性能提升通常不足以让您仅仅为了总线速度而更换主板。
– 如果插满多个 M.2 插槽，第二个 x16 插槽就会降级为 x8：对于 PCIe 4.0/5.0 来说，这种影响对游戏影响甚微。对于高强度计算和数据传输任务，您可能会注意到一些细微差别，但如果您的工作负载不是特别极端，仍然可以正常使用。
– NVMe SSD：从 3.0 x4 升级到 4.0 x4 可使顺序读写速度翻倍，并缓解编辑和高负载运行时常见的瓶颈。升级到 5.0 x4 后，速度将飞速提升，尽管目前这种提升在对性能要求极高的工作流程中最为明显。在游戏中，仅靠界面升级并不能显著缩短加载时间，因为还有其他瓶颈需要考虑。
– 混用版本：这没问题。理想情况下，您应该将主板、显卡和主固态硬盘的版本都设置为最高可用版本，但这并非强制要求。系统会自动协商，为每个链路选择最低兼容速度。
硬件选择：示例和最佳实践
如果您追求高性能，PCIe 4.0 已经提供了极佳的性价比。市面上已有速度可达7.000 MB/s左右的固态硬盘（例如三星 980 Pro 或 WD Black SN850X 等知名型号），而现代显卡（RTX 3000/4000 或 RX 6000/7000）也能轻松驾驭 PCIe 4.0。固态硬盘升级到 PCIe 5.0 后，性能上限将翻倍，但这需要良好的散热，并且只有在您的工作流程确实能从中受益时才值得考虑。
在主板方面，像B550/X570（AMD）或Z690/Z790（Intel）这样的芯片组已经将PCIe 4.0带入了大众市场，而更新的平台则在第一个GPU插槽和/或部分M.2插槽中开启了PCIe 5.0的大门。即便如此，也务必仔细阅读相关说明：哪些通道分配给CPU，哪些通道取决于芯片组，以及当所有插槽都插满时哪些通道会被禁用。
实用建议：优先考虑CPU、GPU、内存和散热，并选择主板的PCIe版本，确保其符合未来2-3年的实际使用需求。与其强行升级到5.0（实际上感觉不到任何区别），不如选择性能不错的内存和稳定的4.0 SSD。这样既能为未来的升级留出空间，又无需为不必要的营销买单。
如果你对以下常见情况感兴趣：例如，在 MSI B450 主板上使用GeForce RTX 3060 Ti (PCIe 4.0) 这样的显卡，会协商使用 PCIe 3.0 并完美运行；在游戏中，降到 x16 的影响很小，如果你的系统其他部分兼容，则无需仅仅因为这个原因而更换主板。
常见问题解答：关于 PCIe 的一些您应该回答的问题
PCIe究竟是什么？它为何如此重要？
它是将高性能组件连接到主板的标准。它定义了GPU、SSD和扩展卡的最大带宽；它的代数和通道数决定了可用带宽。
所有版本之间都兼容吗？
是的。PCIe向下兼容，并且会在每个链路上“协商”使用速度最慢的版本。您可以放心混用不同版本的PCIe，但如果链路的代数或通道数降低，有效带宽也会随之下降。
现在值得购买 PCIe 5.0 吗？
这取决于你的使用情况。如果你需要传输大型文件、编辑 8K 视频、进行 AI 开发，或者希望延长平台的使用寿命数年，那么升级到 PCIe 5.0 就很有意义。但对于纯粹的游戏而言，PCIe 4.0 就足够了，如今升级到 5.0 在帧率 (FPS) 方面提升不大。
我的所有组件都需要是同一版本吗？
不。系统会根据现有资源进行调整，每个链路都会自动适配兼容的版本和通道。理想情况下，主板、显卡和主固态硬盘应该匹配，但这并非系统正常运行的必要条件。
哪个插槽最适合我的显卡？
通常来说，最上面的 x16 插槽（最靠近 CPU 的那个）才是正确的。请查看手册，确认它是否是电气规格为 x16 的插槽。很多次要的 x16 插槽实际上是电气规格为 x8 的插槽。
机械插槽和电子插槽有什么区别？
机械方面指的是物理长度（x1、x4、x8、x16）。电气方面指的是实际连接的通道数。长度为 x16 的插槽只能有8 个激活通道。
M.2插槽和SATA接口如何影响PCIe？
在许多主板上，插满所有 M.2 插槽或使用某些 SATA 端口可能会导致部分 PCIe 插槽失去通道或被禁用。手册中的兼容性列表对此有详细说明。
PCIe Gen 4 能否加速 NVMe SSD？
当然。PCIe 3.0 x4 已经开始成为一些主流 NVMe 固态硬盘的瓶颈；4.0 x4 可以将性能上限提升一倍，并避免大数据传输时的瓶颈。而 5.0 x4 则更进一步。
NVMe PCIe SSD 采用哪些外形尺寸？
在消费级应用中，M.2 2280 是最常见的。AIC（卡式）和 U.2 也可用；后者由于与服务器主板兼容，因此在商业环境中很常见。
“非Express”PCI标准仍然存在吗？
是的，在老款主板上可以。它与 PCIe 不兼容，性能也明显较低；在现代系统中几乎已经过时了。
我不想把显卡直接插到插槽里，有没有其他方法？
您可以使用符合所需带宽的优质 PCIe 转接卡，并允许垂直安装或其他位置安装，同时确保良好的通风。
如果非要总结一个要点：对于游戏而言，关键在于一块性能强劲、运行在 x16 通道的显卡和一块容量可观的 NVMe 固态硬盘。PCIe 版本对帧率的影响远小于 CPU、显卡本身以及图形设置，而对于存储密集型任务，PCIe 4.0（极端情况下甚至 5.0）则能带来显著的性能提升。选择 PCIe 版本时，请根据实际使用情况而定，并查阅手册确认每个插槽的通道数，同时确保不要连接过多超出平台处理能力的设备。
