Введение PCIe 6.0

Организация PCI-SIG объявила об официальном выпуске стандарта спецификации PCIe 6.0 v1.0, заявив о завершении.

В соответствии с соглашением скорость полосы пропускания продолжает удваиваться, до 128 ГБ/с (в одном направлении) при x16, а поскольку технология PCIe обеспечивает полнодуплексный двунаправленный поток данных, общая двусторонняя пропускная способность составляет 256 ГБ/с.По плану, коммерческие примеры появятся через 12-18 месяцев после публикации стандарта, то есть примерно в 2023 году они должны появиться на серверной платформе в первую очередь.PCIe 6.0 появится не раньше конца года с пропускной способностью 256 ГБ/с.

Возвращаясь к самой технологии, PCIe 6.0 считается самым большим изменением в почти 20-летней истории PCIe.Честно говоря, PCIe 4.0/5.0 — это незначительная модификация версии 3.0, такая как кодировка 128b/130b на основе NRZ (без возврата к нулю).

PCIe 6.0 переключился на импульсную AM-сигнализацию PAM4, кодирование 1B-1B, один сигнал может иметь четыре состояния кодирования (00/01/10/11), что вдвое больше предыдущего, что позволяет использовать частоту до 30 ГГц.Однако, поскольку сигнал PAM4 более хрупок, чем сигнал NRZ, он оснащен механизмом прямого исправления ошибок FEC для исправления ошибок сигнала в канале и обеспечения целостности данных.

Помимо PAM4 и FEC, последней основной технологией в PCIe 6.0 является использование кодирования FLIT (Flow Control Unit) на логическом уровне.На самом деле, PAM4, FLIT не является новой технологией, в сверхскоростном Ethernet 200G+ уже давно применяется, и PAM4 не смог обеспечить широкомасштабное продвижение, причина в том, что стоимость физического уровня слишком высока.

Кроме того, PCIe 6.0 остается обратно совместимым.

PCIe 6.0 продолжает удваивать пропускную способность ввода-вывода до 64 ГТ/с в соответствии с традицией, которая применяется к фактической однонаправленной пропускной способности PCIe 6.0X1 8 ГБ/с, однонаправленной пропускной способности PCIe 6.0×16 128 ГБ/с и pcie 6.0×. 16 двунаправленная пропускная способность 256 ГБ/с.SSD-накопителям PCIe 4.0 x4, которые сегодня широко используются, для этого потребуется только PCIe 6.0 x1.

PCIe 6.0 продолжит кодирование 128b/130b, представленное в эпоху PCIe 3.0.Помимо оригинального CRC, интересно отметить, что новый канальный протокол также поддерживает кодировку PAM-4, используемую в Ethernet и GDDR6x, заменяющую PCIe 5.0 NRZ.Больше данных можно упаковать в один канал за тот же промежуток времени, а также использовать механизм исправления ошибок данных с малой задержкой, известный как прямое исправление ошибок (FEC), чтобы сделать увеличение пропускной способности осуществимым и надежным.

Многие люди могут задаться вопросом: пропускная способность PCIe 3.0 часто не используется, а какая польза от PCIe 6.0?В связи с увеличением количества приложений, требующих больших объемов данных, включая искусственный интеллект, каналы ввода-вывода с более высокой скоростью передачи данных все чаще становятся спросом клиентов на профессиональном рынке, а высокая пропускная способность технологии PCIe 6.0 может полностью раскрыть производительность продуктов, требующих высокой скорости ввода-вывода. пропускная способность, включая ускорители, машинное обучение и приложения HPC.PCI-SIG также надеется извлечь выгоду из растущей автомобильной промышленности, которая является горячей точкой для полупроводников, и Специальная группа по интересам PCI сформировала новую рабочую группу по технологии PCIe, чтобы сосредоточиться на том, как увеличить внедрение технологии PCIe в автомобильной промышленности. промышленности, поскольку растущий спрос экосистемы на пропускную способность очевиден.Однако, поскольку микропроцессор, графический процессор, устройство ввода-вывода и хранилище данных могут быть подключены к каналу данных ПК для получения поддержки интерфейса PCIe 6.0, производителям материнских плат необходимо быть особенно осторожными при выборе кабеля, способного обрабатывать высокоскоростные сигналы. и производителям чипсетов также необходимо провести соответствующую подготовку.Представитель Intel отказался сообщить, когда к устройствам будет добавлена ​​поддержка PCIe 6.0, но подтвердил, что потребительские устройства Alder Lake и серверные Sapphire Rapids и Ponte Vecchio будут поддерживать PCIe 5.0.NVIDIA также отказалась сообщить, когда будет представлен PCIe 6.0.Однако BlueField-3 Dpus для центров обработки данных уже поддерживает PCIe 5.0;Спецификация PCIe определяет только функции, производительность и параметры, которые необходимо реализовать на физическом уровне, но не определяет, как их реализовать.Другими словами, производители могут спроектировать структуру физического уровня PCIe в соответствии со своими потребностями и реальными условиями, чтобы обеспечить функциональность!Производители кабеля могут играть больше места!