PCIe・CXL 帯域幅計算ツール
要点
PCIe の帯域は「転送レート（GT/s）× レーン数 × 符号化効率 ÷ 8」で、PCIe 5.0 x16 は片方向約63 GB/s、PCIe 6.0 x16 は約118 GB/s です。GT/s はビットの送信回数で、実データ量ではありません。CXL 2.0 は PCIe 5.0、CXL 3.x は PCIe 6.x の物理層を使います。
入力
片方向の帯域（符号化後）63.02GB/s
双方向の合計126.03GB/s
生の転送レート（片方向）64.00GB/s
符号化効率98.46%
TLP 効率（MPS に対するヘッダ）91.4%
実データの帯域（目安）57.61GB/s
100 GB の転送時間（目安）1.74秒
実データの帯域はTLPヘッダ・DLLP（ACK やフロー制御）の分を概算で差し引いた目安で、実機ではデバイスの処理能力やDMAの実装で決まります。PCIe 6.0以降の FLIT 効率には FEC・CRC を含めています。
世代・レーン数別の帯域（片方向・GB/s）
| 世代 | 転送レート | 符号化 | x1 | x4 | x8 | x16 | 仕様策定 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PCIe 1.0 | 2.5 GT/s | 8b/10b | 0.250 | 1.0 | 2.0 | 4.0 | 2003 |
| PCIe 2.0 | 5 GT/s | 8b/10b | 0.500 | 2.0 | 4.0 | 8.0 | 2007 |
| PCIe 3.0 | 8 GT/s | 128b/130b | 0.985 | 3.9 | 7.9 | 15.8 | 2010 |
| PCIe 4.0 | 16 GT/s | 128b/130b | 1.969 | 7.9 | 15.8 | 31.5 | 2017 |
| PCIe 5.0 / CXL 2.0 | 32 GT/s | 128b/130b | 3.938 | 15.8 | 31.5 | 63.0 | 2019 |
| PCIe 6.0 / CXL 3.x | 64 GT/s | PAM4・FLIT | 7.375 | 29.5 | 59.0 | 118.0 | 2022 |
| PCIe 7.0 | 128 GT/s | PAM4・FLIT | 14.750 | 59.0 | 118.0 | 236.0 | 2025 |
GT/s と GB/s の違い
PCIe の速度表記 GT/s（ギガトランスファ毎秒）は、1レーンの信号線上で1秒間に何回ビットを送るかを表し、実際のデータ量ではありません。送るデータには、クロックを復元しやすくするための符号化（8b/10b では20%、128b/130b では約1.5%）が加わるため、実データの帯域はこれを差し引いた値になります。PCIe 6.0 からは PAM4 の4値信号と、誤り訂正付きの固定長パケット（FLIT）に変わりました。
AIサーバーでは、GPUとCPU、GPUとネットワークカード、そしてCXLで接続するメモリ拡張の帯域が性能を左右します。PCIe は世代ごとにほぼ倍々で速くなっていますが、信号の減衰が大きくなるため、基板材料の低損失化、リタイマの追加、そして光接続（コパッケージド・オプティクス）への移行が議論されています。