8b/10b変換

読み：はちびーじゅうびーへんかん　／　英語表記：8b/10b encoding

シリアル転送で、8ビットのデータを10ビットの符号に変換して送る方式。0と1が偏らないようにして、受信側がタイミング（クロック）を取り出しやすくする。伝送の効率は80%になる。

イマシルちゃんの解説

0と1の信号だけを1本の線で送るとき、「0000000000……」みたいに同じ値がずっと続くと、
受け取る側は「今、何個目の0だっけ？」って、数えるタイミングがわからなくなっちゃうんだ。

8b/10b変換は、8ビットのデータを、0と1がほどよく混ざった10ビットの符号に、対応表で置き換えて送るんだよ。
2ビット多く送るぶん、少しだけ効率は落ちるけど、そのかわりに、確実に読み取れるようになるんだ！

8b/10b変換（8b/10b符号化）は、8ビットのデータを、あらかじめ決められた表に従って10ビットの符号に変換する伝送路符号化の方式である。1983年にIBMの研究者が考案した。10ビットの符号のうち、0と1の数のバランスが取れたものだけを使う。

目的	内容
クロックの再生	同じ値が長く続かない（最大5ビット）ようにして、受信側が信号の変化からタイミングを取り出せるようにする
DCバランス	0と1の数をそろえ、信号の直流成分を偏らせない（ACカップリングの伝送路で信号がゆがまないようにする）
誤りの検出	使っていない符号を受信したら、誤りと判断できる
制御符号	データとは別に、区切りなどを示す特別な符号（Kコード）を送れる

8ビットのデータを送るのに10ビットを使うため、伝送の効率は8 ÷ 10 = 80% で、20%がオーバーヘッドになる。

例：PCI Express 2.0（5GT/s）の1レーン
5Gbit/s × 8/10 = 4Gbit/s = 500Mバイト/秒

高速化に伴い、オーバーヘッドの小さい方式が使われるようになった。

方式	効率	オーバーヘッド	使われている例
8b/10b	80%	20%	PCI Express 1.x・2.0、1000BASE-X（光ファイバのギガビットイーサネット）、SATA、USB 3.0（5Gbit/s）
64b/66b	約97%	約3%	10GBASE-R（10ギガビットイーサネット）
128b/130b	約98.5%	約1.5%	PCI Express 3.0～5.0
128b/132b	約97%	約3%	USB 3.1以降（10Gbit/s）

64b/66bや128b/130bは、データを64ビットや128ビットごとに区切り、先頭に2ビットの同期用のヘッダーを付ける方式である。0と1の偏りは、データをスクランブル（決まった規則でかき混ぜる）することで防ぐ。

規格	符号化方式
PCI Express 2.0まで	8b/10b
PCI Express 3.0、4.0、5.0	128b/130b
PCI Express 6.0	PAM4による多値伝送と、誤り訂正（FEC）付きのFLIT

「PCI Express 3.0、4.0、5.0は8b/10b変換を採用している」という説明は誤りである。

イーサネットでも、速度の向上に合わせて、効率のよい符号化方式へ移り変わってきた。