几句话说清楚18:PCIE带宽单位GT/s到Gbps转换方法

PCIE的表达方式

PCIE使用GT/s这个单位表达自己的带宽,这并不是为了标新立异,而是为了更好(直接)地表达PCIE的工作方式。

原始的数据在采用PCIE总线传输的时候,需要重新编码。因为PCIE是一种串行总线所以总线时钟要嵌入在串行的数据里。为了保证数据接收方能够正确地还原出时钟,需要提供足够多的信号电位变化(Level Transitions),电位的高低其实代表的就是传输的比特(0或者1)。所以对PCIE来说,它的传输效率并非在于传输了多少有效的数据,而是电位变化的频率。

GT/s其实就是GigaTransfers per second。而重新编码的电位变化频率也会高于原始数据的比特变化频率,从而导致PCIE传输对带宽有一些因为编码产生的Overhead。

一次电位变化从数据角度说就相当于传输了一个Bit。所以在下面的计算里GT/s可以等同于Gbps,不过这是编码后的数据。

PCIE Gen2/Gen3的区别

按上面介绍的原理,为了提高传输速率,一是提高最大可用电位变化频率,而是提高编码效率。

变化频率

  • Gen2最大支持5GT/s
  • Gen3最大支持8GT/s

编码效率

  • Gen2编码8Bit原始数据需要10Bit的数据量
  • Gen3编码128Bit原始数据需要130Bit的数据量

GT/s到Gbps的转换

  • Gen2

Gen2最大支持5GT/s/lane。相当于5Gbps的编码后的数据,乘以编码效率
5Gbps * (8/10) = 4Gbps = 500MBps未编码的原始数据。

  • Gen3

Gen3最大支持8GT/s/lane。按上述算法:

8Gbps * (128/130) = 7876Gbps = 984.6MBps

如果是PCIE Gen3 x8那就是984.6MBps x 8

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