一、PCIe总线规范:

PCI-Express (peripheral component interconnect express) 是一种高速串行计算机扩展总线标准,它原来的名称为 “3GIO” ,是由英特尔在2001年提出的,旨在替代旧的PCI,PCI-X和AGP总线标准。

PCI总线使用并行总线结构,在同一条总线上的所有外部设备共享总线带宽,而PCIe总线使用了高速差分总线,并采用端到端的连接方式,因此在每一条PCIe链路中只能连接两个设备。这使得PCIe与PCI总线采用的拓扑结构有所不同。PCIe属于高速串行点对点双通道高带宽传输,所连接的设备分配独享通道带宽,不共享总线带宽,主要支持主动电源管理,错误报告,端对端的可靠性传输,热插拔以及服务质量 (QOS)等功能。

PCIe 总线使用端到端的连接方式,在一条 PCIe 链路的两端只能各连接一个设备,这两个设备互为是数据发送端和数据接收端。 PCIe 链路可以由多条 Lane 组成,目前 PCIe 链路× 1 、× 2 、× 4 、× 8 、× 16 和× 32 宽度的 PCIe 链路。

二、PCIE接口速率:

pcie3.0和pcie4.0 怎么区分 PCIE2.0PCIE3.0PCIE4.0(1)

pcie3.0和pcie4.0 怎么区分 PCIE2.0PCIE3.0PCIE4.0(2)

三、PCIE相关概念:

传输速率为每秒传输量GT/s,而不是每秒位数Gbps,因为传输量包括不提供额外吞吐量的开销位; 比如 PCIe 1.x和PCIe 2.x使用8b / 10b编码方案,导致占用了20% (= 2/10)的原始信道带宽。

GT/s —— Giga transation per second (千兆传输/秒),即每一秒内传输的次数。重点在于描述物理层通信协议的速率属性,可以不和链路宽度等关联。

Gbps —— Giga Bits Per Second (千兆位/秒)。GT/s 与Gbps 之间不存在成比例的换算关系。

四、PCIE带宽计算

PCIe 吞吐量(可用带宽)计算方法:

吞吐量 = 传输速率 * 编码方案

例如:PCI-e2.0 协议支持 5.0 GT/s,即每一条Lane 上支持每秒钟内传输 5G个Bit;但这并不意味着 PCIe 2.0协议的每一条Lane支持 5Gbps 的速率。

为什么这么说呢?因为PCIe 2.0 的物理层协议中使用的是 8b/10b 的编码方案。 即每传输8个Bit,需要发送10个Bit;这多出的2个Bit并不是对上层有意义的信息。

那么, PCIe 2.0协议的每一条Lane支持 5 * 8 / 10 = 4 Gbps = 500 MB/s 的速率。

以一个PCIe 2.0 x8的通道为例,x8的可用带宽为 4 * 8 = 32 Gbps = 4 GB/s。

同理,

PCI-e3.0 协议支持 8.0 GT/s, 即每一条Lane 上支持每秒钟内传输 8G个Bit。

而PCIe 3.0 的物理层协议中使用的是 128b/130b 的编码方案。 即每传输128个Bit,需要发送130个Bit。

那么, PCIe 3.0协议的每一条Lane支持 8 * 128 / 130 = 7.877 Gbps = 984.6 MB/s 的速率。

一个PCIe 3.0 x16的通道,x16 的可用带宽为 7.877 * 16 = 126.031 Gbps = 15.754 GB/s。

由此可计算出上表中的数据

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