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PCIe 3.0的技术架构上相较于PCIe 2.0有了显著的改进，同时也在制造面、成本、功耗、设计复杂度与兼容性之间进行适当取舍并截取优化的部份。 此一更新加速了数据传输的速度，并能提供128/130bit数据译码机制和8 gigatransfers/s(GTps)的速率。根据知名媒体网站Benchmark Reviews指出，随着数据速率的提升，“基于PCIe 3.0架构下的产品设计将可以达到单信道单向数据传输速率1GB/s的表现，这意味着在16条双向通道完全打开的情况下，其数据传输速率将达到32GB/s”。 PCIe 3.0完全向下兼容于过去几代的PCIe架构，并针对高容量传输接口进行改良设计。
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