8月5日，英特尔正式发布新一代Skylake平台，处理器全面进入14nm时代。与之匹配的100系列芯片组也是鸟枪换炮，提供多达20个PCI-E 3.0通道，与CPU的连接通道也升级到了DMI 3.0。这是不是意味着以后显卡的连接就不用受CPU内置PCI-E控制器的限制了，多显卡系统就全开放了？

随着显卡性能的不断提升，为了加快CPU与显卡的交互与合作，其连接通道的通道带宽从最初的PCI和AGP大幅提升到今天的PCI-E，最新的PCI-E 3.0 x1单向带宽达到1gb/s，现在英特尔Skylake平台已经将PCH升级到PCI-E 3.0，通道数为20个，能够满足x16通道的显卡还有很多。一方面是渠道的富余，一方面是多卡的带宽共享。这里我们就结合PCI-E 3.0 x1/x4/x8/x16四种带宽来研究通道数对显卡性能的影响。

英特尔Z170芯片组使用DMI 3.0总线和20个PCI-E 3.0通道。

注:PCI-E 3.0采用128b/130b数据传输和解码机制，实际数据传输效率为98.46%，比PCI-E2.0的8b/10b机制高25%。

带着这个问题，我们策划了PCI-E通道数量对显卡性能影响的话题，测量了PCI-E 3.0 x1、x4、x8、x16四种通道模式下显卡性能的差异，其中PCI-E 3.0 x1、x4由PCH提供，PCI-E 3.0 x8、x16由CPU内置的PCI-E控制器提供。

为了使测试更具代表性，根据目前可用显卡的性能，选择了GeForce GTX 980 Ti、镭龙R9 390X和GeForce GTX 960进行测试。测试主板为Inel Z170，匹配酷睿i7-6700K。三款显卡的规格如下:

点击图片查看详细参数。

Geforce gtx980ti: 28nm gm200 GPU，2816 CUDA，核心频率1190MHz，Boost频率1291MHz；内存频率为7096MHz，内存位宽为384bit，内存带宽为340.6GB/s..

镭龙R9 390X:28nm夏威夷GPU，2816流处理器，核心频率1100MHz；内存频率6100MHz，内存位宽512bit，内存带宽390.4GB/s..

Geforce gtx960: 28nm gm206gpu，1024 CUDA，核心频率1253MHz，Boost频率1317MHz；内存频率为7012MHz，内存位宽为128bit，内存带宽为112.2GB/s..

为了避免测试方法带来的误差对测试精度的影响，三个GPU测试项目3DMark、古墓丽影9、孤岛危机3的前两个采用基准模式，孤岛危机3采用游戏开始帧率。

GTX 980 Ti显卡规格与发烧王GTX TITAN X一致。虽然CUDA单元有所降低，但更高的核心频率让它离GTX Titan X不远了，然而近一半的价格让GM200 GPU真正走向了民用市场。

3DMark基准性能差异

第一次3DMark基准性能测试显示，PCI-E 3.0 x1、x4、x8、x16的得分依次递增。可以看出，PCI-E 3.0 x1、x4和PCI-E 3.0 x8、x16形成两个梯队，由于带宽的限制，性能损失在2.5%左右。值得注意的是，3DMark成绩只是平台的综合性能，纯GPU的性能差距其实要大于2.5。

《孤岛危机3》的游戏性能差异

接下来的《孤岛危机3》分别在最高分辨率2560x1600和1920x1080下测试。无论哪组分辨率，PCI-E 3.0 x1和PCI-E 3.0 x4都远远落后于PCI-E 3.0 x8和PCI-E 3.0 x16，尤其是PCI-E 3.0 x1和x16相差16。

《古墓丽影9》的游戏性能差异

古墓丽影9的显卡性能受带宽影响略大。此时PCI-E 3.0 x4已经达到可用标准，但PCI-E 3.0 x1的性能仍然很差，与PCI-E 3.0 x16的性能差距分别为5.7%和12%。

镭龙R9 390X采用GCN 1.3架构。虽然它没有使用HBM显存，但它也有着512位显存位宽的良好视频带宽。2816个流处理器，处理非4K分辨率的游戏毫无压力。

3DMark基准性能差异

3DMark基准性能测试项目，PCI-E 3.0 x1，x4，x8，x16依次增加，但差别不大，最大差别只有1.8%。

《孤岛危机3》的游戏性能差异

《孤岛危机3》的鲜明对比依然出现在PCI-E3.0x1中，此外，PCI-E 3.0 x4的1080p画质也明显下降。如果是1080p或更低画质的游戏体验，显然PCI-E 3.0 x4并不合适。

《古墓丽影9》的游戏性能差异

在《古墓丽影9》的游戏测试中，镭龙R9 390X在PCI-E 3.0 x1、x4、x8、x16模式下的性能差距非常微弱，尤其是在2560x1600分辨率下，性能差距几乎可以忽略不计。

曾经是甜品的GTX X60显卡，如今随着集成GPU市场的不断增长，已经成为低端产品。目前9系显卡只有一款GTX 950是从属的。

3DMark基准性能差异

按照趋势，显卡性能越低，PCI-E通道的带宽依赖性越低。3DMark基准测试就是一个很好的演示。虽然在PCI-E 3.0 x1、x4、x8、x16下的性能呈现出略微上升的趋势，但是这个差距甚至可能比测试误差还要小。

《孤岛危机3》的游戏性能差异

《孤岛危机3》的渠道依赖性没有GTX 980 Ti和镭龙R9 390X那么明显。无论是2560x1600还是1920x1080分辨率，帧率下降1-2fps，最大性能差距在10%以内。

《古墓丽影9》的游戏性能差异

《古墓丽影9》的性能和《孤岛危机3》基本相似，在2560x1600分辨率下性能下降不到1fps，在1920x1080分辨率下只有5.6%。

经过这么多年的等待，本以为英特尔是通过在主流消费平台上推出DMI 3.0和20个PCI-E 3.0通道，向主流平台开放三卡系统，结果事与愿违，测试结果并不理想。我想这也是Intel X99有其价值的原因。

或者说主流高端显卡随着性能的提升逐渐依赖PCI-E通道。PCI-E 3.0 x4虽然在高分辨率下性能没有明显下降，但是显卡性能直接被《孤岛危机3》等大作的下降所降级，尴尬又有用。另外，在PCI-E 3.0 x4和PCI-E 3.0 x1的通道测试下，桌面或者游戏屏幕会出现显示数据信息不足的情况，直接导致屏幕开花，体验非常不好。

以显卡PCI-E 3.0 x1模式出现的游戏画面

先说PCI-E 3.0 x1通道不好。无论是3DMark基准测试还是游戏性能，都明显低于PCI-E 3.0 x8和x16。最重要的是，三款被测显卡在这个通道下都有不同程度的花屏，严重影响产品体验。

至于PCI-E 3.0 x8的性能就好很多了，基本和全速PCI-E 3.0 x16相当。无论是在基准测试还是游戏测试中，无论是1920x1080分辨率还是2560x1600分辨率，结果都与全速通道基本相当。这也从侧面论证了Z170这样的双卡平台不会影响显卡的性能。

●遗言

很多这篇文章的读者可能会问:既然PCI-E 3.0 x4不能满足高端显卡的带宽需求，为什么主板厂商不设计PCI-E 3.0 x8甚至PCI-E 3.0 x16插槽？毕竟Z170 PCH芯片下有20个PCI-E 3.0通道。实际有20个PCI-E 3.0通道，其中一部分用于USB 3.0、LAN和SATA，只剩下6个完全独立的通道。除非主板厂商剥夺这些接口为显卡服务，听起来不会有太大影响，但主板也需要不同的定位。由于Intel不支持Z170支持3个以上通道的建立，如果主板厂商贸然设计，会破坏规划好的产品定位，是一件吃力不讨好的事情。

技嘉Z170X-游戏G1主板支持多达四个显卡。

如果你想用三卡以上的系统，那么X99是首选。当然，一些顶级的Z170主板，如华硕MAXIMUS VIII EXTREME、技嘉Z170X-Gaming G1、微星Z170A XPower Gaming Titanium Edition和华清Z170 OC Formula，都可以通过第三方PLX PEX8747 PCI-E 3.0交换芯片支持最高四通道显卡SLI或交火。当然这些产品价格不菲，性价比也没有X99那么纯粹。