隨著科技的不斷進(jìn)步，數(shù)據(jù)傳輸效率成為了制約計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能提升的關(guān)鍵因素。在這一背景下，PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并經(jīng)歷了從PCIe 1.0到PCIe 6.0的多次迭代，每一次升級(jí)都帶來了數(shù)據(jù)傳輸速率的顯著提升。
早期，計(jì)算機(jī)硬件連接主要依賴于傳統(tǒng)的PCI總線技術(shù)。然而，隨著CPU性能的大幅提升和高速外部設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，PCI總線逐漸暴露出帶寬有限的瓶頸。為了滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，PCIe技術(shù)于2003年以PCIe 1.0版本正式面世，每個(gè)通道的單向傳輸速率達(dá)到了2.5Gbps，雙向則為5Gbps，相較于傳統(tǒng)PCI總線有了質(zhì)的飛躍。
隨后，PCIe技術(shù)不斷演進(jìn)。2007年推出的PCIe 2.0版本將每個(gè)通道的傳輸速率提升到了5Gbps，雙向則達(dá)到10Gbps，帶寬翻倍。這一提升使得PCIe 2.0能夠更好地適應(yīng)數(shù)據(jù)量不斷增大的存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。2010年，PCIe 3.0版本再次將傳輸速率提高到8Gbps，雙向?yàn)?6Gbps，每個(gè)通道的最大傳輸速率達(dá)到了1GB/s，進(jìn)一步推動(dòng)了企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)處理能力的提升。
2017年，PCIe 4.0版本的發(fā)布標(biāo)志著又一重要里程碑。每個(gè)通道的傳輸速率提升到了16Gbps，雙向?yàn)?2Gbps，帶寬再次翻倍，每個(gè)通道的最大傳輸速率達(dá)到了2GB/s。這一巨大的帶寬提升為數(shù)據(jù)中心和高端顯卡等領(lǐng)域帶來了革命性的變化。數(shù)據(jù)中心能夠更快地讀取和存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)處理的效率；而高端顯卡則能夠利用更高速的數(shù)據(jù)傳輸通道，提升游戲的幀率和畫面質(zhì)量。
2019年，PCIe 5.0版本繼續(xù)延續(xù)了PCIe技術(shù)的高速發(fā)展趨勢(shì)。每個(gè)通道的傳輸速率提升到了32Gbps，雙向?yàn)?4Gbps，帶寬再次實(shí)現(xiàn)翻倍，每個(gè)通道的最大傳輸速率達(dá)到了4GB/s。PCIe 5.0不僅在帶寬上有了巨大提升，還在信號(hào)完整性、電源管理等方面進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，PCIe 5.0的應(yīng)用使得服務(wù)器能夠更好地支持大規(guī)模的虛擬化和云計(jì)算應(yīng)用。
進(jìn)入2020年代，PCIe 6.0標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布再次引發(fā)了業(yè)界的關(guān)注。2022年1月，PCI-SIG組織正式發(fā)布了PCIe 6.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，這是該技術(shù)誕生以來變化最大的一次。不僅帶寬繼續(xù)提升，底層架構(gòu)和功能特性也發(fā)生了翻天覆地的變化。Rambus全球首個(gè)發(fā)布了完全符合PCIe 6.0的控制器，支持全部新特性，主要面向高性能計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)等高精尖領(lǐng)域。PCIe 6.0的控制器支持64GT/s傳輸數(shù)據(jù)率，x1通道即可帶來8GB/s的單向物理帶寬，x16則高達(dá)128GB/s，雙向就是256GB/s。
隨著PCIe 6.0標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，眾多企業(yè)開始推出基于PCIe 6.0技術(shù)的產(chǎn)品。美光科技發(fā)布了行業(yè)首款PCIe 6.0固態(tài)硬盤（SSD），利用PCIe 6.0的高速帶寬，實(shí)現(xiàn)了更高的讀寫速度。英特爾和AMD也相繼發(fā)布了支持PCIe 6.0的處理器和SoC芯片。國(guó)產(chǎn)廠商也在這一領(lǐng)域積極布局，慧榮科技正在研發(fā)采用4nm先進(jìn)制程技術(shù)的PCIe 6.0固態(tài)硬盤主控芯片，瀾起科技則推出了PCIe 6.x/CXL 3.x Retimer芯片。
然而，PCIe技術(shù)的發(fā)展并未止步。新一代PCIe 7.0已經(jīng)悄然走來，并首次引入了光學(xué)通信連接。隨著數(shù)據(jù)傳輸速率的不斷提高，傳統(tǒng)的電氣信號(hào)傳輸面臨著信號(hào)衰減、干擾等問題。而光信號(hào)具有傳輸速度快、損耗低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此將光學(xué)技術(shù)引入PCIe 7.0成為了解決高速數(shù)據(jù)傳輸問題的關(guān)鍵。PCIe 7.0規(guī)范提供了高達(dá)128GT/s的原始比特率，通過x16配置可實(shí)現(xiàn)雙向最高可達(dá)512GB/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。
值得注意的是，PCIe 7.0技術(shù)將主要應(yīng)用于商用企業(yè)級(jí)產(chǎn)品領(lǐng)域，如數(shù)據(jù)中心、人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)、高性能計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)通信等方面。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，AI應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度和帶寬的要求越來越高。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在面對(duì)AI應(yīng)用的高要求時(shí)逐漸顯露出局限性。而PCIe技術(shù)以其高速、穩(wěn)定的特性，成為了AI基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)的重要組成部分。隨著PCIe 6.0以上的部署以及PCIe 7.0規(guī)范的即將發(fā)布，PCIe將繼續(xù)在高速互連領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。
