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技術情報:PCI Express

PCIバスにはじめて関わる方

PCI Express バスについて

PCI Express の転送方式

PCI Express の基本となるのは、片方向のポイント・ツー・ポイント接続を、双方向分となるように2本単位(この最小構成を「レーン」と呼ぶ)でまとめた転送方式になります。

それぞれの伝送路のデータ幅は1bitで、0.8Vで差動駆動されるシリアル接続となっており、伝送路をシリアル化することで信号線の数を減らすことができ、高性能と低価格の実現が可能です。

PCI Express 1.0では、1レーン分の伝送路のデータ・レートとして2.5Gbits/sとしていますが、将来的にはGen2(5Gbits/s)、Gen3(10Gbits/s)といったデータ・レートの実現をPCI SIGでは視野に入れています。
すでに複数のデータ・レートが実現された場合に必要となるネゴシエーションを実装するための準備も、規格レベルで行われています。

PCI Express 転送レート

PCI Express (2.5Gbits/s) の実際のデータ転送速度ですが、PCI Express では8B/10Bエンコーディング(8bitのデータを10bitに変換する符号化)に、クロック信号が埋め込まれているため、実際の帯域は20%分減ることになります。
つまり、PCI Express の実効データ転送レートは2Gbits/s(=2.5Gbits/s×80%)になります。(詳細は下記参照)

Width x1 x2 x4 x8 x16 x32
理論値 2.5Gbps 5.0Gbps 10.0Gbps 20.0Gbps 40Gbps 80Gbps
実行値 (8B/10B) 2.0Gbps 4.0Gbps 8.0Gbps 16.0Gbps 32.0Gbps 64.0Gbps

PCI Express のスロットとレーンに関して

レーン数の大きいスロットは、スロットのレーン数より少ないAdd-inボードを受け入れることができます。(詳細は下記表参照)

PC (マザー側) ボード
ADD-in ボード x1 (1レーン) x2 (2レーン) x4 (4レーン) x8 (8レーン) x16 (16レーン)
x1 (1レーン)
x2 (2レーン)
x4 (4レーン)
x8 (8レーン)
x16 (16レーン)
 

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