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PCI Express - PCIe - Informationen

Die PCI Express (PCIe) Standards der PCI-SIG sind komplexe Dokumente, die mehrere hundert Seiten umfassen. Wir haben im Folgenden einige der wichtigsten Eigenschaften für Sie zusammengefasst. Es gibt mehrere Versionen von PCIe und wir beschreiben hier die erste und die zweite Generation (Rev 1.x und 2.x) der Standards.

Allgemeine Leistungsmerkmale

Aus dem PCIe Standard geht hervor, mit welcher Bandbreite die Daten auf dem Physical Layer übertragen werden. Der tatsächliche Datendurchsatz für Nutzdaten hängt jedoch von vielen Faktoren ab. Vorausgesetzt, dass der Empfänger die volle Datenbandbreite unterstützt und der Link durch die Flußsteuerung nicht gedrosselt wird, hängt der Datendurchsatz bei Memory Write Transfers maßgeblich von der Paketgröße ab. Für jedes Paket kommen Paketheaderdaten als Overhead hinzu und außerdem müssen für die Sicherung der Datenübertragung sowie für die Flußsteuerung regelmäßig zusätzliche Daten verschickt werden. Die maximale Anzahl von Datenbytes in einem PCI Express TLP (Transaction Layer Packet) ist variabel und beträgt laut Standard maximal 4096 Bytes. In der Realität sind die unterstützten Datenpaketgrößen von Chipsätzen und Endpunkten in der Regel deutlich kleiner. Eine typische Maximum Payload Size, MPS, beträgt 128 oder 256 Bytes.

 

Wenn man die Menge an anfallenden Overheaddaten für TLP Header sowie für zusätzliche DLLPs auf 25 Bytes pro TLP Paket aufrundet und eine MPS von 128 Bytes annimmt, entspricht der Datendurchsatz immerhin ca 84% der Bandbreite. Bei PCI Express Gen 1 ergibt dies, bei einem x1 Lane Link (2,5 Gbps) und 8b/10b Kodierung (Reduktion 8:10) einem Nutzdatendurchsatz von ca. 1,68 Gbps je Richtung. Um diese Datenrate auf einem x1 Link erreichen zu können, muss der Sender optimal arbeiten und konstant Daten senden.

 

Für Memory Read Requests, also wenn der Sender Daten vom Empfänger anfordert, gibt es zusätzliche Faktoren die den Datendurchsatz begrenzen, wie z.B die Maximum Read Request Size (MRS) und die zulässige Anzahl von ausstehenden Read Requests.

 

Auf der folgenden Seite sind die Layer des PCI Express Standard aufgelistet und in Kürze beschrieben.

 

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