随着科技的不断进步，数据传输效率已成为推动计算机系统性能提升的关键因素。近年来，PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）技术以其卓越的数据传输速度和稳定性，在计算机硬件领域占据了举足轻重的地位。从PCIe 1.0到如今的PCIe 6.0，乃至即将到来的PCIe 7.0，每一次技术的迭代都带来了数据传输速率的显著提升。
PCIe技术的起源可以追溯到传统总线技术逐渐暴露出瓶颈的时期。传统PCI总线因带宽有限，难以满足高速显卡、大容量存储设备等对数据传输速率的需求。为了解决这一问题，PCIe应运而生，采用串行连接方式，取代了传统PCI的并行连接，极大地提高了数据传输效率和稳定性。
自2003年PCIe 1.0版本发布以来，PCIe技术经历了多次升级。PCIe 1.0的每个通道单向传输速率可达2.5Gbps，双向5Gbps，为当时逐渐兴起的高速显卡等设备提供了更好的支持。随后，PCIe 2.0、PCIe 3.0相继推出，分别将每个通道的传输速率提升到了5Gbps和8Gbps，进一步满足了数据量不断增大的存储设备和网络设备的需求。
2017年发布的PCIe 4.0版本，是PCIe技术发展历程中的又一个重要里程碑。它将每个通道的传输速率提升到了16Gbps，双向32Gbps，带宽相比PCIe 3.0再次翻倍。这一巨大的带宽提升为数据中心和高端显卡等领域带来了革命性的变化。采用PCIe 4.0接口的固态硬盘（SSD），其顺序读取速度可以达到7000MB/s以上，顺序写入速度也能达到5000MB/s以上，满足了数据中心对高速存储的需求。
2019年，PCIe 5.0版本继续延续了PCIe技术的高速发展趋势，将每个通道的传输速率提升到了32Gbps，双向64Gbps。PCIe 5.0不仅在带宽上有了巨大提升，还在信号完整性、电源管理等方面进行了优化，进一步提高了系统的性能和稳定性。在数据中心，PCIe 5.0的应用使得服务器能够更好地支持大规模的虚拟化和云计算应用，提高了数据处理的效率。
如今，PCIe 6.0技术已经开始在全球范围内商业化落地。2022年1月，PCI-SIG组织正式发布了PCIe 6.0标准规范，该技术诞生以来变化最大的一次，不仅带宽继续提升，底层脚骨和功能特性也发生了翻天覆地的变化。众多企业正在推出基于PCIe 6.0技术的产品，如美光发布的行业首款PCIe 6.0 SSD，其顺序读取速度最高可以达到26GB/s，相比PCIe 5.0 SSD快了85.7%以上。
国产厂商也在积极布局PCIe 6.0领域。存储解决方案提供商慧荣正在研发采用4nm先进制程技术的PCIe 6.0固态硬盘主控芯片，旨在满足日益增长的高性能存储需求。澜起科技也推出了PCIe 6.x/CXL 3.x Retimer芯片，并已向客户成功送样。这些国产厂商的努力，将进一步推动PCIe 6.0技术在中国的应用和发展。
然而，就在PCIe 6.0技术刚刚开始商业化落地之际，PCIe 7.0技术已经悄然走来。PCIG-SIG DevCon 2024开发者大会上，Cadence首次展示了PCIe 7.0的全新方向，加入光学连接方案，跑出了128GT/s的收发速率。这意味着PCIe 7.0的x16双向带宽可达512GB/s，继续翻番。传统的电气层已经难以满足高速数据传输的需求，而光信号具有传输速度快、损耗低、抗干扰能力强等优点，因此将光学技术引入PCIe 7.0成为了解决高速数据传输问题的关键。
PCIe 7.0规范不仅提供了高达128GT/s的原始比特率，还采用了PAM4（四电平脉冲幅度调制）信号，提高了单位时间内传输的信息密度。同时，PCIe 7.0还优化了信道参数与传输距离，确保了在更长的物理距离下仍能保持高数据传输速率和稳定性。PCIe 7.0还继续改善了低延迟性能，并强化了系统的鲁棒性和数据传输的准确性。
值得注意的是，PCIe 7.0技术将主要首先应用于商用企业级产品领域，如数据中心、人工智能机器学习、高性能计算和网络通信等方面。随着人工智能技术的快速发展，AI应用对数据传输速度和带宽的要求越来越高。PCIe 7.0技术将满足未来800G以太网、AI/机器学习、超大规模数据中心、HPC、量子计算和公有云的高带宽需求。虽然PCIe 7.0的完整规范将于2025年发布，受支持的设备可能要到2026年才会上市，但我们已经可以预见其在企业级市场中的广阔应用前景。
