PCIe 速度计算

概要：本文介绍 PCIe Link 与 Lane 的基本概念，说明 PCIe 全双工传输特性，并给出不同 PCIe 代际在不同编码方案下的单 Lane 单向带宽近似值与计算方法示例（以 PCIe 2.0 为例）。

参考链接

• http://www.ssdfans.com/?p=8211
• https://www.cnblogs.com/linhaostudy/p/18611977

1. 基本概念

两个设备之间的PCIe连接，叫做一个Link

两个PCIe设备之间，有专门的发送和接收通道，数据可以同时往两个方向传输，为全双工模式。

1.1 Lane

Lane是发送端与接收端之间的一个传输回路。由两组差分信号组成

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2. 不同 PCIe 代数速率与带宽

不同的PCIe代数，速率不同，每一代比上一代翻倍，此处使用GT/s进行表示（以单个Lane为基准）：

PCIe版本	传输速率 (GT/s)	编码方案	单通道单向带宽 (近似)
PCIe 2.0	5.0	8b/10b	~500 MB/s 约 500 MB/秒
PCIe 3.0	8.0	128b/130b	~985 MB/s 约 985 MB/秒
PCIe 4.0	16.0	128b/130b	~1.97 GB/s 约 1.97 GB/秒
PCIe 5.0	32.0	128b/130b	~3.94 GB/s 约 3.94 GB/秒
PCIe 6.0	64.0	PAM4/FLIT	~7.88 GB/s 约 7.88 GB/秒

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3. 带宽计算示例（以 PCIe 2.0 为例）

以PCIe 2.0为例，单Lane的单向带宽计算方式如下，需要考虑8b/10b带来的编码效率的影响：

\[\text{单向带宽} = 5.0\ \text{GT/s} \times \frac{8}{10} = 4.0\ \text{Gbps} = 500\ \text{MB/s}\]

其他代的计算方式类似。