纠结用哪个PCIE? 实测x16/x8/x4解疑惑

    目前无论是Intel的IVB平台还是AMD的APU平台，处理器均内置了集成显卡或独显核心。如果我们仅仅是需要一个画面输出到显示器，那处理器所内置的GPU就可满足我们的需求。而如果我们想要追求更好的娱乐体验——如游戏，那么处理器内置GPU难免就有些捉襟见肘了。这时，配备一块性能上佳的独立显卡变得必不可少。

    我们都知道，独立显卡是接驳在主板的PCIE x16插槽——也就是扩展插槽最长的那一个上面，这已是人尽皆知的常识了。有些主板配备了1条PCIE x16插槽，有些配备了2条，有些则配备了3、4条甚至更多以上。那么这些PCIE x16插槽的规格及功能完全一样吗？

显卡到底要插在哪条PCIE插槽上呢？

    笔者在这里就要告诉那些尚不知情的用户一个“噩耗”：除了目前市售的个别高端X79主板以外，其它绝大多数芯片组主板上如拥有多个PCIE x16插槽，那么他们之间的带宽均是不同的。拿Z77芯片组来说，多条PCIE x16插槽如支持多卡交火，那么单卡会运行在x16带宽上，而双卡则会运行在x8/x8带宽上，三卡则会运行在x8/x4/x4带宽上……多卡无法运行在每块均x16带宽是芯片组所决定的，我们无法改变。也就是说在规格上，一块主板上不同PCIE x16插槽之间的带宽是不同的——因为芯片组的限制使得厂商没有必要将每条PCIE x16插槽均做到x16真正的带宽。

目前显卡对PCIE带宽究竟敏感与否？

    带宽越大，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（当然到了现实生活中，这种情况就不一定了，比如东京的马路很窄，但车流依旧有序；而北京的马路很宽，该堵车还是堵车）。因此从最基本的判断上我们就可以得出结论：PCIE x16插槽的速度排序肯定是x16>x8>x4。

    问题就这样出现了：当出现了一些我们不得不将显卡插在PCIE x8或者PCIE x4插槽上的时候，性能会不会损失的很严重呢？似乎问题的答案是“一定会”，然而我们需要注意到的是如今的显卡是否能够完全用够目前的PCIE带宽？再加之越来越多的芯片组已经支持了最新的PCIE 3.0规格，再次提升的带宽对目前显卡的速度来说显得“遥不可及”。

    到底在x16/x8/x4带宽下，我们使用显卡究竟有什么不同？x16带宽下的显卡性能是否会“秒杀”x8及x4带宽下显卡性能？我想这些都是大家十分关心的。所以，笔者决定亲自测试，从数据中解决大家的疑惑。

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●我们将采取怎样的测试方式

    目前PCIE标准已经发展到了第三代，也就是我们通常所说的PCIE 3.0。相比PCIE 2.0标准，PCIE 3.0将前者的带宽由5.0GHz提升到了8.0GHz，而随着今后显卡的发展趋势，越来越多的显卡将支持PCIE 3.0规范。

在BIOS中将PCIE改为Gen3（PCIE 3.0模式）

    为了不对测试产生瓶颈，本次测试我们采用Z77主板，并将主板板载的PCIE插槽速度设定在3.0规范。如上图所示，在BIOS中我们将PCIE速度设置成“Gen3”，这样，当我们再接驳独立显卡的时候，该显卡就会在满负载下运行在PCIE 3.0标准下（前提为该显卡支持）。

以华擎Z77 OC Formula为例，由北至南PCIE x16插槽的速度分别为x16/x8/x4

    以华擎Z77 OC Formula为例，基于Z77芯片组的它PCIE x16插槽刚好为3条，且速度依次为x16/x8/x4，满足了我们的测试条件。只要我们在BIOS设置中将PCIE插槽速度设置为Gen3，接下来只要在插槽直接切换就可以得到相应的带宽了。

●如何验证显卡的工作带宽？

将光标移至Bus Interface一栏就可看到当前显卡的工作带宽

    如何验证显卡工作在何种带宽下呢？这里我们就要请出硬件迷们都非常熟悉的软件GPU-Z了。如上图所示，打开GPU-Z软件，Bus Interface一栏就显示出了当前显卡的工作带宽。比如PCIE 3.0 x16@x16 3.0，而将光标移至该栏就可以看到详细示意，表明此显卡支持PCIE x16 v3.0规格，目前运行在PCIE x16 v3.0。

运行GPU-Z内的Render Test再次检验显卡的工作速度带宽

    很多用户在打开GPU-Z会遇到这么一个问题：我们明明将BIOS中的PCIE速度调为3.0，可在Bus Interface一栏中，却显示为PCIE 1.1，这是为何？

    这是由于在我们查看显卡工作带宽时，平台的负载较低，显卡并没有进入到满速运行的状态。也就是所，当负载不足时，PCIE的速度会自动降下来，这有点类似于CPU的节能功能。那怎么办呢？很简单，只要点击栏目右侧的小问号标志（图中红框所示），点击运行Render Test，这时就会看到测试画面，而此时的显卡真正的工作频率就被显示了出来。比如我们正在测试的GTX660Ti显卡，待机检测为PCIE 1.1，而运行Render Test之后就显示为PCIE 3.0，这说明我们的PCIE 3.0开启成功了。

●试平台硬件及项目介绍

    在刚才我们已经为大家展示了如何在BIOS中设置PCIE插槽为3.0速度模式以及进入系统后如何检验显卡的工作带宽，接下来是测试平台的介绍。在CPU方面，笔者选用了i5-3450，内存方面为主流的4G*2 1600MHz双通道，主板方面选用了华擎的Z77 OC Formula。

华擎Z77 OC Formula

参测的3块显卡

    为了让数据更加全面且更具说服力，本次测试选用了3块显卡，他们分别是微星GTX680 Lightning，NVIDIA GTX660Ti以及耕昇GTX650Ti 2GD5关羽版，对应了三个不同的市场定位，兼顾到不同玩家的需求。

    在测试项目上，笔者选取了1款常见的理论测试软件——3DMark 11，以及2款大众游戏——《尘埃3》和《街霸4》。3DMark 11采用了Extreme模式测试，游戏方面，两款游戏的分辨率均设定在1920*1200，画质均设定为“HIGH”，抗锯齿开启4XAA。

    究竟显卡在x16/x8/x4模式下性能有多大差距，马上见分晓！

●GTX680在各带宽下成绩对比

    首先测试的是微星GTX680 Lightning显卡。NVIDIA GTX680定位GTX600 Series旗舰，搭配一颗完整规格的GK104核心使它所向披靡，站在了目前单芯显卡性能的顶峰。

GTX680测试

GTX680 3DMark11 X得分对比

GTX680尘埃3成绩对比

GTX680街霸4成绩对比

    测试结果如图所示，在3DMark11 X模式的测试中，x16带宽与x8带宽分数几乎完全一样，3分的差距甚至可以让我们认为是误差所造成的。只是到了x4带宽，分数才略有下降。

    在《尘埃3》的测试中，x8带宽竟然逆袭，以2fps的优势胜出，不禁让我们感到意外。在《街霸4》的测试中，x16带宽也仅仅比x8带宽多了不到2fps，只是到了x4带宽，帧数才出现了一定幅度的下降。

●GTX660Ti在各带宽下成绩对比

    下面登场的是GTX660Ti显卡。该显卡仍然支持PCIE 3.0标准规范，但却采用了“阉割”过的GK104核心，主频相比GTX680的1006MHz降低到915MHz，且流处理器数量由GTX680的1536个减少到1344个，显存位宽由256bit降低到192bit。不过强大的GK104核心依然让GTX660Ti拥有超强的性能，立于市场的高端之位。

GTX660Ti测试

GTX660Ti 3DMark11 X得分对比

 
GTX660Ti尘埃3成绩对比

GTX660Ti街霸4成绩对比

    GTX660Ti的测试结果与GTX680类似，且同样出现了一次x8带宽的逆袭。不过这次逆袭出现在了3DMark 11上。在游戏测试中，x16与x8带宽基本相同，到了x4带宽，性能略有缩减。

●GTX650Ti在各带宽下成绩对比

    就连两块支持PCIE 3.0规范的高端显卡都没能在x16及x8带宽下体现出性能上的差距，那么到了不支持PCIE 3.0规范的中端显卡GTX650Ti，似乎就更没有悬念了。

GTX650Ti测试 

GTX650Ti 3DMark11 X得分对比 

GTX650Ti尘埃3成绩对比

GTX650Ti街霸4成绩对比

    结果不出意料，无论是在理论测试，还是游戏实际测试，x16与x8带宽的性能基本相同，到了x4带宽性能略有下降。

    无论是旗舰级别的GTX680，还是高端定位的GTX660Ti，亦或是中端的GTX650ti，在x16/x8/x4带宽下的性能差距与我们预先设想的均大相径庭。我想这已充分说明了问题。

●理论和现实的差距如此之大

    3块显卡，3个插槽，3组数据。相信大家在测试之前想的都是x16带宽以绝对性能优势秒杀x8及x4带宽，然而事实情况却完全不是这么回事。当显卡工作在x16和x8插槽的时候，性能可视作完全一样，甚至在个别测试项目上，x8带宽的性能反而超越了x16带宽。只有到了x4带宽情况下，性能才出现了“肉眼可见”的降低——然而这个降低的幅度也极小，与x16与x4本身的带宽差距相距甚远，并非线性。

●场景似曾相识

目前机械硬盘速度难以突破SATA2接口的上限

详情请点击SATA2&SATA3接口速度对比文章《廉颇老矣?看SATA2接口还能否一战到底》

    类似于PCIE x16插槽的情况我们仿佛似曾相识，它就是SATA接口。AMD最先与A75芯片组中加入了原生SATA3接口的支持，而Intel也在IVB平台全系列芯片组加入了原生SATA3接口。究竟我们目前所使用的硬盘速度能否突破SATA2的极限而达到SATA3一直是大家关注的焦点。实施情况是传统机械硬盘纵使速度再快，也无法突破SATA2接口的上限。所以机械硬盘在SATA2接口及SATA3接口下的测试成绩就如上图一般尴尬了。

 
好在SSD的出现将SATA3接口的威力发挥了出来（左为SATA2，右为SATA3）

    不过目前来看，SATA3相比PCIE标准发展速度略占上风，这都是因为SSD的出现。目前性能较强的SSD速度惊人，写入已经逼近500MB/S，而读取更是在500MB/S以上，而SATA2接口的速度上限只有300MB/S，显然它已经无法满足高速SSD的需求，而上限为600MB/S的SATA3接口则刚好满足。照这个速度趋势发展下去，也许SATA3也即将变成SSD的瓶颈了。当然，这对于我们来说是一件好事。

●“您想用哪个用哪个!”

    最后结果是否是大家没有预想到的呢？按照基本的认识，x16带宽速度是x8带宽速度的二倍，更是x4带宽速度的4倍，然而实际性能则机会没有差距。也仅仅是到了x4带宽阶段，性能才略有损失。

    这个测试结果是值得很多用户庆祝的，为什么这么说呢？这是因为很多用户所选购的主板，如Z77芯片组，多条PCIE x16插槽只有最北边的那条为x16全速插槽。而恰巧这条插槽占据了扩展插槽第一槽（原北桥位）位置，使得其与CPU底座间距太小。很多用户为了兼容性问题，放弃了中意的大型风冷散热器以迁就显卡速度。

很多主板的第一条PCIE x16插槽与CPU位置过近导致与散热器
的兼容性问题。看完测试，您还纠结么？

    然而通过本次测试，我们完全可以采取另一套方案，那就是放弃第一条全速PCIE x16插槽，改而使用下面的x8插槽，因为性能没有损失（相反有些时候还不降反升，当然这属于黑科技范畴），而且自己中意的大型风冷散热器依旧可以使用。

散热器太大挡住第一条全速PCIE x16插槽？不用担心！插到下一条性能也不会受影响

    除去一部分支持4卡互联的高端主板以外（扩展插槽位置数量及主板面积所限，只能将第一条全速PCIE x16插槽做在扩展插槽的第一个），基本上市售主板从设计上都已经注意避免将第一条全速PCIE x16插槽做在了扩展插槽的第一个位置，这也是为了不给用户留下遗憾。

    不过一些MATX板型主板由于面积所限，这种情况就不能避免了。不过看了我们的测试，您还纠结吗？

想用哪条随您意

●结语：

    从本代显卡开始，NVIDIA及AMD的旗舰级显卡均已支持PCIE 3.0规范。如本次测试的GTX680，其在x16/x8/x4带宽下的性能差距甚微，说明其数据传输速度离PCIE 3.0的上限还有很大的差距。当然到了x4带宽，性能差距已经不能忽略，不过我们依然可以视x16及x8为同性能级别。

    上文说到，这种情况对于一部分用户来说是福音，但我们同样希望硬件的性能能够尽快的追赶上规范发展的速度，这样我们才能够拥有更加良好的用户体验。

    解诸位疑惑实为笔者之荣幸。诸位高玩，还不快去拆开你们的机箱看看你们的爱机是否还有改进的余地？

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主板上的显卡插槽越来越多了，到底插哪个插槽最好？不同插槽是否影响显卡性能的发挥？本文作者用三款显卡分别测试了三种不同速度的插槽，给您最客观的答案。