手把手教你学PCIE--基本概念：Gen4/3/2/1“ 和 “x1/x2/x4/x8/x16基本概念和PCIE带宽介绍

小蘑菇二号

已于 2025-01-21 11:20:06 修改

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分类专栏：手把手教你学 PCIe 专栏简介文章标签： pcie

于 2025-01-21 11:19:16 首次发布

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在PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）的上下文中，"Gen4/3/2/1" 和 "x1/x2/x4/x8/x16" 指的是不同的概念，分别描述了PCIe的不同特性：

Gen指的是PCIe的版本或代数（Generation）。每个新的版本通常都会带来更高的数据传输速率和性能改进。
- Gen1: 最初的标准，每通道支持2.5 GT/s（Giga-transfers per second）的数据传输速率。
- Gen2: 数据传输速率翻倍至5 GT/s。
- Gen3: 进一步提升到8 GT/s。
- Gen4: 目前较新的标准，提供16 GT/s的数据传输速率。

每个新版本不仅提升了速度，还可能包括协议上的改进和其他技术优化，以提高效率和功能。

速度 vs 带宽: "Gen"关注的是每一代PCIe的速度提升，而"xN"则是关于如何组合这些通道来增加总的可用带宽。例如，一个PCIe Gen3 x4设备会有4个通道，每个通道8 GT/s，总共32 GT/s的最大理论带宽。
应用场合: 不同的应用场景对速度和带宽有不同的要求。比如，普通的网络接口卡可能只需要x1甚至更低的配置，而图形处理单元（GPU）则可能需要x16的配置来确保足够的数据吞吐量。

综上所述，“Gen”决定了每个通道的数据传输速率，而“xN”决定了有多少个这样的通道并行工作，两者共同决定了最终的PCIe设备性能。

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）的带宽由两个主要因素共同决定：PCIe代数（Gen） 和 通道数量（xN）。让我们详细解释一下这两个因素如何共同影响总带宽。

PCIe的不同代数定义了每个通道的数据传输速率：

通道数量指的是物理连接中使用的并行通道的数量，通常表示为 x1, x2, x4, x8, x16 等。更多的通道意味着更高的总带宽。

总带宽可以通过以下公式计算：总带宽=(每通道的有效数据传输率)×(通道数量)总带宽=(每通道的有效数据传输率)×(通道数量)

假设我们有一个PCIe Gen3 x16设备：

因此，总带宽为： 985 MB/s×16=15760 MB/s985MB/s×16=15760MB/s 或者换算成GB/s： 15760 MB/s÷1024=15.38 GB/s15760MB/s÷1024=15.38GB/s

PCIe Gen4 x8:
- 每通道有效数据传输率为 1969 MB/s。
- 8个通道。
- 总带宽为 1969 MB/s×8=15752 MB/s1969MB/s×8=15752MB/s 或约 15.38 GB/s。
PCIe Gen2 x4:
- 每通道有效数据传输率为 500 MB/s。
- 4个通道。
- 总带宽为 500 MB/s×4=2000 MB/s500MB/s×4=2000MB/s 或约 2 GB/s。