PCIE的吞吐量如何计算和记忆诀窍？

简介： PCIe标准中的性能参数有好几个，比如设备的带宽和吞吐量是多少？传输速率？

百度百科上，PCIE标准的传输速率与带宽对应表如下（表中速率为单向速率）。网上有些数据是双向的，性能数据就翻倍了。

记忆PCIE吞吐量有诀窍

PCIE总线版本为n, 那么 PCIE x8的吞吐量=2的n次方 。 PCIE 3.0 带宽为2^3=8 GB/s ,和表格中7.877大差不差。
其他在x8的吞吐量倍数上折算即可。

详细说明

1. Width（带宽）：通常用x1、x2、x4、x8等表示，表示该链路由几条lane组成。
2. Speed（速率）：通常用2.5GT/s、5GT/s、8GT/s，表示每条lane上的传输速率。PCIe1.0为2.5GT/s，PCIe2.0为5GT/s，PCIe3.0为8GT/s，
3. 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。
4. Gbps ：Giga Bits Per Second （千兆位/秒）。GT/s 与Gbps 之间其实不是相等的，但可以认为近似相等。近似的原因是编码算法造成的，有极少的码元bit用于存放纠错码了。

PCIe 链路吞吐量计算方法：

• 吞吐量 = 速率 * 带宽 * 2方向(全双工) * 编码方式

1）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。因为PCIe 2.0 的物理层协议中使用的是 8b/10b 的编码方式。 即每传输8个bit，需要发送10个bit；这多出的2个bit是纠错码，并不是对上层有实际意义的。

• 以PCIe 2.0 x8的通道为例，吞吐量=5GT * 8 * 8/10 = 32 Gbps = 4GB/s。

2）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。

• 以PCIe 3.0 x4的通道为例，该链路的吞吐量= 8GT * 4 * 128/130 = 31.508 Gbps = 3.938GB/s
• 以PCIe 3.0 x8的通道为例，该链路的吞吐量= 8GT * 8 * 128/130 = 63.015Gbps = 7.877 GB/s