Ievads PCIe 5.0 specifikācijās

• Ievads PCIe 5.0 specifikācijās

PCIe 4.0 specifikācija tika pabeigta 2017. gadā, taču patērētāju platformas to neatbalstīja līdz AMD 7nm Rydragon 3000 sērijai, un iepriekš PCIe 4.0 tehnoloģiju izmantoja tikai tādi produkti kā superskaitļošana, uzņēmuma klases ātrgaitas krātuve un tīkla ierīces.Lai gan PCIe 4.0 tehnoloģija vēl nav plaši izmantota, PCI-SIG organizācija jau sen izstrādā ātrāku PCIe 5.0, signāla ātrums ir dubultojies no pašreizējiem 16GT/s līdz 32GT/s, joslas platums var sasniegt 128GB/ s, un versijas 0.9/1.0 specifikācija ir pabeigta.Dalībniekiem ir nosūtīta PCIe 6.0 standarta teksta versija v0.7, un standarta izstrāde norisinās.PCIe 6.0 tapu ātrums ir palielināts līdz 64 GT/s, kas ir 8 reizes vairāk nekā PCIe 3.0, un joslas platums x16 kanālos var būt lielāks par 256 GB/s.Citiem vārdiem sakot, pašreizējā PCIe 3.0 x8 ātruma sasniegšanai nepieciešams tikai viens PCIe 6.0 kanāls.Kas attiecas uz v0.7, PCIe 6.0 ir sasniegusi lielāko daļu sākotnēji paziņoto funkciju, taču enerģijas patēriņš joprojām tiek uzlabots.d, un standartā ir nesen ieviests L0p jaudas konfigurācijas pārnesums.Protams, pēc paziņojuma 2021. gadā PCIe 6.0 var būt komerciāli pieejams agrākais 2023. vai 2024. gadā.Piemēram, PCIe 5.0 tika apstiprināts 2019. gadā, un tikai tagad ir pieteikšanās gadījumi

Salīdzinot ar iepriekšējām standarta specifikācijām, PCIe 4.0 specifikācijas parādījās salīdzinoši vēlu.PCIe 3.0 specifikācijas tika ieviestas 2010. gadā, 7 gadus pēc PCIe 4.0 ieviešanas, tāpēc PCIe 4.0 specifikāciju kalpošanas laiks var būt īss.Jo īpaši daži pārdevēji ir sākuši izstrādāt PCIe 5.0 PHY fiziskā slāņa ierīces.

PCI-SIG organizācija paredz, ka abi standarti kādu laiku pastāvēs līdzās, un PCIe 5.0 galvenokārt tiek izmantots augstas veiktspējas ierīcēm ar augstākām caurlaidspējas prasībām, piemēram, Gpus AI, tīkla ierīcēm utt., kas nozīmē, ka PCIe 5.0 ir biežāk parādīsies datu centrā, tīklā un HPC vidēs.Ierīces ar mazākām joslas platuma prasībām, piemēram, galddatori, var izmantot PCIe 4.0.

PCIe 5.0 signāla ātrums ir palielināts no PCIe 4.0 16GT/s līdz 32GT/s, joprojām izmantojot 128/130 kodējumu, un x16 joslas platums ir palielināts no 64GB/s līdz 128GB/s.

Papildus joslas platuma dubultošanai, PCIe 5.0 ienes arī citas izmaiņas, mainot elektrisko dizainu, lai uzlabotu signāla integritāti, atpakaļejošu saderību ar PCIe un daudz ko citu.Turklāt PCIe 5.0 ir izstrādāts ar jauniem standartiem, kas samazina latentumu un signāla vājināšanos lielos attālumos.

PCI-SIG organizācija plāno pabeigt specifikācijas 1.0 versiju šogad pirmajā ceturksnī, taču viņi var izstrādāt standartus, taču viņi nevar kontrolēt, kad termināļa ierīce tiks ieviesta tirgū, un ir paredzams, ka pirmais PCIe 5.0 ierīces debitēs šogad, un 2020. gadā parādīsies vairāk produktu. Tomēr nepieciešamība pēc lielāka ātruma pamudināja standarta korpusu definēt nākamās paaudzes PCI Express.PCIe 5.0 mērķis ir pēc iespējas īsākā laikā palielināt standarta ātrumu.Tāpēc PCIe 5.0 ir paredzēts, lai vienkārši palielinātu ātrumu līdz PCIe 4.0 standartam bez citām būtiskām jaunām funkcijām.

Piemēram, PCIe 5.0 neatbalsta PAM 4 signālus un ietver tikai jaunas funkcijas, kas nepieciešamas, lai PCIe standarts varētu atbalstīt 32 GT/s pēc iespējas īsākā laikā.

Aparatūras izaicinājumi

Lielākais izaicinājums produkta sagatavošanā PCI Express 5.0 atbalstam būs saistīts ar kanāla garumu.Jo ātrāks signāla ātrums, jo augstāka ir signāla nesējfrekvence, kas tiek pārraidīta caur datora plati.Divu veidu fiziski bojājumi ierobežo to, cik lielā mērā inženieri var izplatīt PCIe signālus:

· 1. Kanāla vājināšanās

· 2. Atspīdumi, kas rodas kanālā pretestības pārtraukumu dēļ tapās, savienotājos, caurumos un citās konstrukcijās.

PCIe 5.0 specifikācijā tiek izmantoti kanāli ar -36 dB vājinājumu pie 16 GHz.Frekvence 16 GHz apzīmē Nyquist frekvenci 32 GT/s digitālajiem signāliem.Piemēram, kad sākas PCIe5.0 signāls, tā tipiskais spriegums no maksimuma līdz maksimumam var būt 800 mV.Taču, izejot cauri ieteiktajam -36dB kanālam, tiek zaudēta jebkāda līdzība ar atvērtu aci.Tikai izmantojot uz raidītāju balstītu izlīdzināšanu (deakcentuāciju) un uztvērēja izlīdzināšanu (CTLE un DFE kombinācija), PCIe5.0 signāls var iziet caur sistēmas kanālu un uztvērējs to precīzi interpretēt.Minimālais paredzamais PCIe 5.0 signāla acu augstums ir 10 mV (pēcizlīdzināšana).Pat ar gandrīz ideālu raidītāju ar zemu nervozitāti, kanāla ievērojama vājināšanās samazina signāla amplitūdu līdz vietai, kurā var aizvērt jebkuru cita veida signāla bojājumu, ko izraisa atstarošana un šķērsruna, lai atjaunotu aci.