PCIe卡是一种具有PCIe接口的网卡，在主板级连接中用作扩展端口。具体来说，基于PCIe的扩展卡能插入主机、服务器和网络交换机等设备主板中的PCIe插槽。如今多数电脑主机板上都有专用的PCIe插槽与PCIe卡相对应，一般来说插槽的宽度都会和卡等宽甚至更宽。
PCIe卡的工作原理与传统的总线不同，它通过交换机实现一系列点对点连接来控制数据流向。当PCIe网卡插入插槽后，插槽和网卡之间将形成逻辑连接，以便互相通信。这种逻辑连接称为互连或链路，支持两个PCIe端口之间的点对点通信通道，允许它们发送和接收普通的PCI请求或中断。PCIe插槽有一或多个通道，每条通道包含两对不同的数据传输组，一对用于传输数据，另一对用于接收数据，因此每条通道由四根电线或信号线路组成。
在PCIe卡面世前，市面上主要有PCI和PCI-X卡。PCIe卡在连接器和电路设计上进行了全面改进，成为目前最常用的网卡类型。其优势在于更高的传输速率和更好的兼容性，能够满足现代网络设备对高带宽的需求。
PCIe卡有多种类型，通常按通道数量和版本进行分类。按通道数量，PCIe卡有x1、x4、x8、x16和x32五种物理规格，其中x32较为罕见。例如，PCIe x4卡意味着该卡有四个通道。在实际应用中，PCIe卡可以插入与其规格相同或更宽的插槽中，但会以较低规格的模式运行。
按版本分类，PCI Express标准经历了多次升级，目前共有PCIe 1.0、2.0、3.0、4.0和5.0五种标准，传输速率每代翻倍。最新的PCIe 5.0标准于2019年发布，性能显著提升。值得注意的是，所有PCIe版本都是向后兼容的，任何版本的PCIe卡和主板都可以以最低版本的模式工作。
选择PCIe卡时，需考虑多个因素，包括卡版本和插槽宽度、支持的协议标准、控制器品牌等。此外，传输速度、端口数量、连接器类型、操作系统、品牌和价格等也是重要考量因素。
总之，PCIe技术的发展不断推动网络设备性能的提升，满足多样化的网络需求。最新的PCIe 4.0和5.0标准，以及即将发布的PCIe 6.0，将进一步缩小PCIe卡与主机之间的发展差距，展现巨大的未来潜力。随着网络设备对带宽，灵活性与性能的要求升高，PCIe标准应运而生。自2001年问世以来，PCIe迅速发展，并广泛应用于各种网络设备中，PCIe卡（PCI Express卡）就是其中一种主要设备。本文将对PCIe卡的定义、工作原理、优势、类型等进行全面介绍。 什么是PCIe卡？ PCIe卡是一种具有PCIe接口的 网卡 ，在主板级连接中用作扩展端口。具体来说，基于PCIe的扩展卡能插入主机、服务器和网络交换机等设备主板中的PCIe插槽。如今多数电脑主机板上都有专用的PCIe插槽与PCIe卡相对应，一般来说插槽的宽度都会和卡等宽甚至更宽。 PCIe卡的工作原理是什么？ PCIe卡与处理不同来源数据的总线不同，它可以通过交换机实现一系列点对点连接来控制数据流向。PCIe网卡插好之后，插槽和网卡之间将形成逻辑连接，以便互相通信。这种逻辑连接称为互连或链路，它支持两个PCIe端口之间的点对点通信通道，并允许它们发送和接收普通的PCI请求或中断。如下图所示，PCIe插槽有一/多个通道。在x2链路中，每条通道包含两对不同的数据传输组，一对用于传输数据，另一对用于接收数据。因此，每条通道包含了四根电线或信号线路组成。
图1 :PCIe卡怎么工作
为什么要选择PCIe卡？
在PCIe卡面世前，市面上有两种主要的网卡：PCI和PCI-X卡。PCI-E卡的连接器和电路设计完全不同，在原来两种主流网卡的基础上进行了改进，成为其中最常用的一种网卡。
《PCI VS PCI-X VS PCI-E：为什么选择PCI-E网卡？》
这篇文章进一步解释了为什么PCIe卡如今最为流行。
PCIe卡有多少种？
PCIe卡有多种类型，下面将就规格与版本分类进行说明。
基于PCIe卡规格的分类
PCIe卡的规格通常由通道的数量表示。一般来说，PCIe卡有五种物理规格：x1、x4、x8、x16和x32。（PCIe x32十分少见，并非主流规格。）“x”后面的数字是指PCIe插槽内的通道数，如PCIe x4卡意味着该卡有四个通道。
图2 :不同PCIe卡尺寸对比
在实际应用中，需要将PCIe卡插入主机或服务器的PCIe插槽中，插槽的规格和配置与该卡相同。然而，面对像插槽短缺的情况，PCIe卡也可以安装到一个更宽的插槽。比如在PCIe x8插槽已被占用的情况下，可以将PCIe x8卡放入PCIe x16插槽中，但该卡将始终以PCIe x8模式运行。PCIe卡规格信息详见下表。
基于PCIe卡版本的分类
PCI Express是一种用于连接高速组件的高速串行计算机扩展总线标准，它取代了旧的AGP、PCI和PCI- X总线标准，并经过了多次调整改进。PCIe 1.0最初在2002年发布，为了满足日益增长的高带宽需求，之后又相继推出了不同的版本。目前共有五种不同的PCIe标准：PCIe 1.0、PCIe 2.0、PCIe 3.0、PCIe 4.0和PCIe 5.0，传输速率每过一代增加一倍，PCIe 6.0也将在不久后发布。
目前PCIe卡分别有五个可用版本：PCIe 1.x、PCIe 2.x、 PCIe 3.x、PCIe 4.x和PCIe 5.x，新版本PCIe 5.x刚刚于2019年发布，性能比前几个版本要更好。PCIe 6.x预计将在2021年左右发布。
值得一提的是，所有的PCIe卡版本都是向后兼容的，也就是说任何版本的PCIe卡和主板都可以以最低版本的模式工作。下表展示了5个传统PCIe版本之间的传输速率比较（以原始版本n.0为例）。
怎么选PCIe卡？
如果您正在应用有线网络但对市面上组装好的系统不满意，那您可能需要考虑购买PCIe卡。要注意前提是您的电脑必须至少有一个可用的PCI Express插槽，购买时则需要考虑到以下几个因素：
PCIe卡版本和插槽宽度：这是为了确保PCIe卡的类型与您当前的设备和网络环境兼容。
协议标准：在购买之前需要确定网卡是否支持您需要的标准，如RDMA、RoCE、iSCSI和FCoE等。
控制器：Intel、Broadcom、Mellanox和Realtek的控制芯片是主流趋势。
除了上述三个因素，传输速度、端口数量、连接器类型、操作系统、品牌、价格等因素也需要考虑。这篇购买指南可供参考：
《购买光纤网卡时，我们该注意什么？》
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结论
为满足多样的网络需求，高端软件持续以极快的速度发展，这已成为PCIe性能不断突破的动力。最新的PCIe4.x，PCIe 5.x和未上市PCIe 6.x遵循PCIe标准，事实证明这些技术缩小了PCIe卡与主机之间的发展差距，未来潜力无穷。汇鑫科服隶属于北京通忆汇鑫科技有限公司， 成立于2007年，是一家互联网+、物联网、人工智能、大数据技术应用公司，专注于楼宇提供智能化产品与服务。致力服务写字楼内发展中的中小企业 ，2009年首创楼宇通信BOO模式，以驻地网运营模式为楼宇提供配套运营服务；汇鑫科服始终以客户管理效率为导向，一站式 ICT服务平台，提升写字楼办公场景的办公效率和体验；
