PCIe总线
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PCIE总线各版本速率及计算方法

2022-02-15 32 0

PCIE总线各版本速率

PCIe的带宽概念和计算通过下面这个公式计算:

并行总线带宽(MB/s) = 并行总线时钟频率(MHz) * 并行总线位宽(bit/8 = B) * 每时钟传输几组数据(cycle)

要理解上述的公式,首先需要理清一些概念:

  • 对于PCIe 而言总线频率如 1.25GHz、2.5GHz,一般是在 100 MHz 的基准频率上,通过PLL达到的
  • 峰值带宽 = 总线频率 x 数据位宽 x 2 (GT/s)
  • 有效带宽 = 峰值带宽x编码方式 (8/10) 或 (128/130)
  • GT/s:在物理信道上每秒传多少比特也就是Gbps,MBps = Gbps/(8x1000)

对于单向通道而言:

PCIe Gen1x1:

峰值带宽 = 1.25G x 1 x 2 = 2.5 GT/s = 2.5 Gbps
有效带宽 = 2.5 x (8/10) = 2 Gbps = 250MB/s

PCIe Gen2x1:

峰值带宽 = 2.5G x 1 x 2 = 5 GT/s = 5 Gbps
有效带宽 = 5 x (8/10) = 4 Gbps = 500MB/s

PCIe Gen2x8:

峰值带宽 = 2.5G x 8 x 2 = 40 (GT/s) = 40 Gbps
有效带宽 = 40 (GT/s) x (8/10) = 32 Gbps = 4000MB/s

PCIe Gen3x1

峰值带宽 = 4G x 1 x 2 = 8(GT/s) = 8 Gbps
有效带宽 = 8 Gbps x (128/130) = 7.9 Gbps = 984.6 MB/s

PCI-E总线各版本速率及计算方法

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。

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。

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PCIE总线各版本速率及计算方法
PCIe的带宽概念和计算通过下面这个公式计算:并行总线带宽(MB/s) = 并行总线时钟频率(MHz) * 并行总线位宽(bit/8 = B) * 每时钟传输几组数据(cycle)要理解上述的公式,首先需要理清一些概念:对于PCIe 而言总线频率如 1.25GHz、2.5GHz,一般是在 ......
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