PCIe 3.0 VS PCIe 5.0，RTX 5090性能差距几何？4K游戏对比出炉

一、前言

提起PCIe 3.0、PCIe 4.0和PCIe 5.0对显卡性能的影响，对于GeForce RTX 5060级别的入门显卡而言，区别和意义不大。疾风知劲草，只有在使用GeForce RTX 5090旗舰的情况下才能看出明显区别。

本文将分享GeForce RTX 5090运行在PCIe 3.0和PCIe 5.0两种模式下的4K游戏性能对比，供感兴趣的朋友参考。

二、测试平台配置

处理器为Core i9-14900K，主板为华硕ROG Strix Z790-E Gaming，内存为32GB DDR5-7200MHz，显卡为GeForce RTX 5090，硬盘为两块三星970 EVO 1TB，操作系统为Windows 11。

三、游戏测试

以下将分别测试七款游戏，均采用4K画质模式，以下系列图片中左边代表PCIe 3.0平台，右边代表PCIe 5.0平台。

第一款游戏是《极限竞速地平线6》。

PCIe 3.0平台的平均帧速为76 FPS，最低瞬时帧速为68 FPS，帧时间为12.3ms，CPU使用率为26%，功耗为90W，温度为56℃，内存使用量为14.7GB，GPU使用率为99%，显存使用量为13.4GB，功耗为482W，温度为62℃。

PCIe 5.0平台的平均帧速为83 FPS，最低瞬时帧速为73 FPS，帧时间为11.0ms，CPU使用率为24%，功耗为93W，温度为56℃，内存使用量为14.1GB，GPU使用率为99%，显存使用量为13.1GB，功耗为509W，温度为62℃。

在这款游戏中，PCIe 5.0平台的CPU使用率比对手低2%，内存使用量低0.5GB，GPU使用率基本相等，显存使用量低0.3GB，GPU功耗高27W，GPU温度基本相等。

在平均帧速方面，PCIe 5.0平台比PCIe 3.0平台高7 FPS，领先约9%，最低瞬时帧速高5 FPS，帧时间低1ms。

第二款游戏是《潜行者2》。

PCIe 3.0平台的平均帧速为82 FPS，最低瞬时帧速为61 FPS，帧时间为10.5ms，CPU使用率为32%，功耗为89W，温度为56℃，内存使用量为18.8GB，GPU使用率为99%，显存使用量为10.1GB，功耗为433W，温度为59℃。

PCIe 5.0平台的平均帧速为85 FPS，最低瞬时帧速为62 FPS，帧时间为11.1ms，CPU使用率为33%，功耗为94W，温度为56℃，内存使用量为19.2GB，GPU使用率为99%，显存使用量为9.8GB，功耗为446W，温度为57℃。

在这款游戏中，PCIe 5.0平台的CPU使用率和对手基本相等，内存使用量高0.4GB，GPU使用率基本相等，显存使用量低0.3GB，GPU功耗高13W，GPU温度低2℃。

在平均帧速方面，PCIe 5.0平台比PCIe 3.0平台高3 FPS，领先约4%，最低瞬时帧速基本相等，帧时间高1ms。

第三款游戏是《生化危机：安魂曲》。

PCIe 3.0平台的平均帧速为58 FPS，最低瞬时帧速为56 FPS，帧时间为16.7ms，CPU使用率为20%，功耗为71W，温度为51℃，内存使用量为13.8GB，GPU使用率为100%，显存使用量为14.9GB，功耗为519W，温度为62℃。

PCIe 5.0平台的平均帧速为59 FPS，最低瞬时帧速为57 FPS，帧时间为16.9ms，CPU使用率为19%，功耗为72W，温度为51℃，内存使用量为13.0GB，GPU使用率为100%，显存使用量为14.3GB，功耗为539W，温度为63℃。

在这款游戏中，PCIe 5.0平台的CPU使用率和对手基本相等，内存使用量低0.8GB，GPU使用率相等，显存使用量低0.6GB，GPU功耗高20W，GPU温度基本相等。

在平均帧速、最低瞬时帧速和帧时间方面，两个平台的表现几乎完全相等，没有区别。

第四款游戏是《死亡搁浅2》。

PCIe 3.0 平台的平均帧速为 66 FPS，最低瞬时帧速为 46 FPS，帧时间为 15.9ms，CPU 使用率为 37%，功耗为 120W，温度为 69℃，内存使用量为 14.5GB，GPU 使用率为 100%，显存使用量为 11.7GB，功耗为 467W，温度为 60℃。

PCIe 5.0 平台的平均帧速为 75 FPS，最低瞬时帧速为 52 FPS，帧时间为 12.9ms，CPU 使用率为 36%，功耗为 120W，温度为 66℃，内存使用量为 14.9GB，GPU 使用率为 99%，显存使用量为 11.5GB，功耗为 502W，温度为 61℃。

在这款游戏中，PCIe 5.0 平台的 CPU 使用率和对手基本相等，内存使用量高0.4GB，GPU 使用率基本相等，显存使用量低0.2GB，GPU 功耗高35W，GPU 温度基本相等。

在平均帧速方面，PCIe 5.0平台比 PCIe 3.0平台高9 FPS，领先约14%，最低瞬时帧速高 6 FPS，帧时间低3ms。

第五款游戏是《红色沙漠》。

PCIe 3.0平台的平均帧速为96 FPS，最低瞬时帧速为86 FPS，帧时间为9.8ms，CPU使用率为24%，功耗为84W，温度为55℃，内存使用量为15.6GB，GPU使用率为99%，显存使用量为9.2GB，功耗为461W，温度为61℃。

PCIe 5.0平台的平均帧速为100 FPS，最低瞬时帧速为90 FPS，帧时间为10.3ms，CPU使用率为35%，功耗为94W，温度为56℃，内存使用量为16.1GB，GPU使用率为100%，显存使用量为8.9GB，功耗为475W，温度为61℃。

在这款游戏中，PCIe 5.0平台的CPU使用率比对手高11%，内存使用量高0.5GB，GPU使用率基本相等，显存使用量低0.3GB，GPU功耗高14W，GPU温度相等。

在平均帧速方面，PCIe 5.0平台比PCIe 3.0平台高4 FPS，领先约4%，最低瞬时帧速高4 FPS，帧时间相等。

第六款游戏是《地平线西之绝境》。

在这款游戏中，PCIe 3.0平台的平均帧速为87 FPS，最低瞬时帧速为70 FPS，帧时间为11.7ms，CPU使用率为35%，功耗为100W，温度为59℃，内存使用量为13.8GB，GPU使用率为75%，显存使用量为10.2GB，功耗为357W，温度为56℃。

PCIe 5.0平台的平均帧速为88 FPS，最低瞬时帧速为71 FPS，帧时间为11.2ms，CPU使用率为35%，功耗为96W，温度为59℃，内存使用量为13.6GB，GPU使用率为74%，显存使用量为9.7GB，功耗为369W，温度为53℃。

在这款游戏中，PCIe 5.0平台的CPU使用率和对手相等，内存使用量低0.2GB，GPU使用率基本相等，显存使用量低0.5GB，GPU功耗高12W，GPU温度低3℃。

在平均帧速、最低瞬时帧速和帧时间方面，两个平台的表现几乎完全相等，没有区别，整体情况和第三款游戏非常类似。

第七款游戏是《最后生还者第二部》。

PCIe 3.0平台的平均帧速为105 FPS，最低瞬时帧速为97 FPS，帧时间为9.8ms，CPU使用率为39%，功耗为98W，温度为57℃，内存使用量为15.2GB，GPU使用率为99%，显存使用量为11.9GB，功耗为458W，温度为60℃。

PCIe 5.0平台的平均帧速为115 FPS，最低瞬时帧速为104 FPS，帧时间为8.4ms，CPU使用率为40%，功耗为105W，温度为54℃，内存使用量为12.8GB，GPU使用率为99%，显存使用量为11.3GB，功耗为468W，温度为57℃。

在这款游戏中，PCIe 5.0平台的CPU使用率和对手基本相等，内存使用量低2.4GB，GPU使用率相等，显存使用量低0.6GB，GPU功耗高10W，GPU温度低3℃。

在平均帧速方面，PCIe 5.0平台比PCIe 3.0平台高10 FPS，领先约10%，最低瞬时帧速高7 FPS，帧时间低1ms。

四、对比结论

综合以上7款游戏实测数据，可以得出如下结论：

1、性能增益分层明显

高负载开放世界游戏对总线带宽更敏感，《死亡搁浅2》、《最后生还者2》、《极限竞速：地平线6》三款游戏增益最明显，PCIe 5.0相对PCIe 3.0帧率提升9%-14%。而《潜行者2》、《红色沙漠》小幅提升4%左右，《生化危机：安魂曲》和《地平线：西之绝境》无明显性能差距。

剔除《生化危机：安魂曲》和《地平线：西之绝境》两款无明显性能差异的测试游戏，基于剩余5款游戏数据计算，PCIe 5.0平台较PCIe 3.0平台平均领先8.2%，这就是本文的结论，仅供参考。

2、PCIe 5.0附加优势突出

高带宽总线模式下，多数场景整机内存、显卡显存占用会小幅下降。部分游戏可降低CPU、显卡工作温度；缺点是GPU满载功耗普遍小幅上升。

总的来看，确实只有GeForce RTX 5090这类高端旗舰级显卡才能感知PCIe总线代际差距。中低端甜品卡、入门显卡受限于硬件算力，会被GPU本身性能瓶颈制约，PCIe 3.0、PCIe 4.0和PCIe 5.0三者性能几乎没有区别。因此，如果有意选择高端显卡，正确选购主板和正确设置运行模式非常重要，会对性能有较大影响。