PCIe Chapter 37：效能推估與跨章觀察

64 GT/s ×4，可以直接當成 32 GB/s 的應用速度嗎？

作者推演：按每方向每Lane計，64×4÷8＝32 GB/s，是編碼位元對應的線路容量。若只扣256-byte Flit中236-byte TLP區域，得到32×236÷256＝29.5 GB/s。這仍包含交易標頭等內容，還沒有扣填充、控制交換與等待。

TLP

Transaction Layer Packet，交易層封包

Base §8.1明確指出PAM4的兩個bits已計入GT/s，因此不能再把結果乘2。若看雙方向合計，必須另註明是全雙工總量，不能拿來宣稱單方向工作負載可以達到相同值。

PAM4

Pulse Amplitude Modulation with 4 levels，四階脈衝振幅調變

兩個裝置共用上游 Link，容量該怎麼看？

教學假設：兩個 Endpoint 經 Switch 傳送資料到 Root Complex；通往 Root Complex 的共同上游 Link 目前是 64.0 GT/s ×4、FLIT Mode。先沿拓樸找出兩個資料流共同經過的 Link，再以同一個傳輸方向估算容量。

沿用前面的計算，共同上游 Link 的線路容量為 32 GB/s；只按 FLIT 的 TLP 區域比例估算是 29.5 GB/s。這是兩股流量共同使用的理想容量範圍，不是每個 Endpoint 各自都能取得的數字。當其他流量也使用這個方向時，它們同樣占用共同路徑。

TLP

Transaction Layer Packet，交易層封包

接著分別確認兩個下游 Link 的目前速度、寬度，以及 Switch、Root Complex 和目的端能處理的流量。即使共同上游 Link 尚未滿載，下游 Link、Flow Control（流量控制）、回應時間或目的端處理量也可能限制個別工作負載。需靠各觀察點資料比較，才能縮小位置。

讀取要求太少，會留下多少空檔？

作者假設：目標有效資料率16 GB/s，每筆平均回傳512 bytes，從送出到收齊平均等2 µs。僅考慮在途資料覆蓋等待，需同時覆蓋16×10⁹×2×10⁻⁶＝32,000 bytes，約需向上取整的63筆要求。

如果只允許8筆在途，這個簡化模型最多覆蓋4,096 bytes，資料率約2.048 GB/s。增加併行只處理等待覆蓋，仍受Tag、credit、目的端服務及共享路徑限制。這個2 µs是作者假設，和Completion Timeout範圍無關；規格禁止用後者估計一般服務延遲。

速度沒變，如何分辨等待發生在哪裡？

教學情境：同一條 Link 持續以預期速度和寬度運作，應用讀取量卻低於預期。先固定量測期間、傳輸方向、Request 大小及在途數，再把不同觀察各自能回答的問題列出來。

手機閱讀時，可左右滑動表格查看完整內容。

第一列的 512 bytes、2 µs 與 8 筆是作者設定的數值；估算只覆蓋等待，不保證實際結果。先回 Chapter 17 確認 Credit，再視需要查 Chapter 18 的 Replay 或 Chapter 36 的排序依賴。

要查重送等待，應該怎麼設定量測？

先用Figure 7-205找到能力，再用Figure 7-207／Table 7-188讀可同時追蹤的狀態事件數。Figure 7-208／Table 7-189選擇Flit-to-Ack、Flit-to-Nak或Nak-to-Replay，以及要追蹤的Flit種類與數量。不得啟用超過能力數量的狀態事件。

測量進行中，指定控制欄位的變更行為未定義。讀結果時，先用Figure 7-209／Table 7-190確認Not started、Started、Completed或Error，不能把未完成計數當成穩定結果。

本版來源疑義：Table 7-189的測量啟用說明寫8 ns單位；Table 7-190卻把counter欄命名為LTSSM State Transition Tracking Counter並列64 µs。本文保留這個差異，不用該counter換算Flit延遲；須先取得相應勘誤或實作依據。

LTSSM

Link Training and Status State Machine，鏈結訓練與狀態機

只想追蹤一種 LTSSM 轉換，如何設定？

LTSSM

Link Training and Status State Machine，鏈結訓練與狀態機

教學假設：某 Downstream Port 處於 FLIT Mode，已找到 Flit Performance Measurement Extended Capability；Capability Register 的 LTSSM Tracking Register Count 回報 1。這代表可同時追蹤一個 LTSSM 狀態轉換事件，不代表所有相關量測都只能執行一次。

先看 Figure 7-205 找到相對位置，再查 Figure 7-208 和 Table 7-189。若要追蹤 L1.0 to L0，選擇 LTSSM State Transition Tracker 的 bit 16。由於範例的 Count 為 1，不能同時再啟用 bit 18 的 L1.2 to L0；要比較兩者，可在完成並停止一次量測後，另行設定第二次。

Flit Response Type 是另一組選擇：bit 1、2、3 分別對應 Flit-to-Ack、Flit-to-Nak、Nak-to-Replay。選擇哪一種，取決於想觀察哪個 Link 事件。量測期間不任意修改規格指出會造成未定義行為的控制欄位。

讀 Flit Latency Tracking Status 時，Table 7-190 將 00b、01b、10b、11b 分別定義為 Not started、Started、Completed、Error；Error 包含 counter overflow。Completed 表示該追蹤完成，仍需確認選定的事件與測量範圍，不能直接把它當成應用程式延遲。本版的計數器名稱與單位疑義見前面的說明。

把觀察接回原因，怎麼避免重複查同一件事？

先看Link是否達到預期速率／寬度，再確認資料大小與併行是否足以使用容量。若仍停頓，按缺少credit、重送、目的端服務或共同上游路徑逐一縮小範圍。延遲與吞吐量是不同觀察，應使用能對應其範圍的資料。

本章只回顧分析需要的關係；封包長度回Chapter 14，通道資源回Chapter 16–17，訓練與電氣回Chapter 19–21，排序與同步回Chapter 36。沿這些連結回到原理，讓每種機制保留一個主要解說位置。

版本與來源

本章以 PCI Express Base Specification Revision 6.0（6.0-1.0-PUB）為準，文件頁與 PDF 頁相同。案例的配置與讀值均為作者假設，並非實機測量。