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PCIe 5.0還沒普及,PCIe 7.0規格已發布,傳輸速率翻番

2022年6月23日

2020年在AMD首發PCIe 4.0后,Intel也于去年開始普及PCIe 5.0并在12代英特爾平臺上使用。然而,傳輸標準的制定卻遠遠領先于產品的研發。日前,正在舉行的2022 年 PCI-SIG開發者大會上(PCI-SIG 是 PCIe 接口背后的聯盟,這是一個由 900 多家成員公司組成的開放行業標準),PCIe 接口標準委員會PCI-SIG 就公布了PCIe 7.0的規范目標,稱其數據速率高達 128 GT/s,并在 2025 年向其成員發布,這相當于在編碼開銷之前,通過 16 通道 (x16) 連接能實現 512 GB/s 的雙向吞吐量。



PCI-SIG 指出,PCIe 7.0 接口將通過 x16 連接提供高達 512 GB/s 的雙向吞吐量,但這是在編碼開銷(encoding overhead )和標頭效率(header efficiency)的影響之前,這兩者都會影響可用帶寬。


PCIe 7.0 接口將繼續使用 1b/1b flit 模式編碼和隨 PCIe 6.0 引入的 PAM4 信號技術,這與PCIe 3.0 到PCIe 5.0 規范中使用的 128b/130b 編碼和 NRZ 信號相比有顯著改進。因此,實際可用帶寬將略低于 512 GB/s 的數字,但仍然比 PCIe 6.0 接口高一倍。


正如我們在跳轉到 PCIe 4.0 和 5.0 時看到的那樣,由于更快的信號傳輸速率,PCIe 走線的長度將再次縮短。這意味著在沒有額外組件的情況下,PCIe 根設備(如 CPU)和終端設備(如 GPU)之間的最小允許距離將縮短。因此,與我們在前幾代接口中看到的相比,主板將需要更多的重定時器(retimers )和由更高質量材料組成的更厚 PCB,而 PCIe 7.0 支持將導致主板價格再次上漲。


值得注意的是,每條通道的帶寬將更高,現在對于 x1 連接的雙向帶寬為 32 GB/s,可以允許某些設備的“更細”連接(例如,使用 x4 而不是 x8 連接)。



PCIe 7.0 規范的基礎工作是在PCI-SIG 今年早些時候完成 PCIe 6.0 規范之后制定的,它將提供比上一代 PCIe 6.0 接口增加一倍的帶寬。然而,我們還需要一段時間才能看到支持這種快速接口的 SSD 和 GPU 等設備——這些規范通常在我們看到出貨硅片之前很久就得到批準和最終確定。


您會注意到,市場上仍然沒有多少PCIe 5.0設備,盡管該接口確實出現在英特爾Alder Lake的主流主板上,并且還將出現在 AMD 即將推出的 Zen 4 Ryzen 7000上今年晚些時候到貨的平臺。首批 PCIe 5.0 SSD 將與 Ryzen 7000 處理器同時上市,但我們已經看到了用于數據中心和 AI/ML 設備的 PCIe 5.0 設備的產品公告。


換句話說,您在相當長的一段時間內都不會在市場上看到 PCIe 7.0 設備,盡管 PCI-SIG 現在開始定義規范并希望實現其每三年發布一個新規范的目標。PCIe 7.0 規范預計將在 2025 年落地,但我們要到 2028 年才能看到終端設備。


PCIe 7.0 規范目標:

通過 x16 配置提供 128 GT/s 的原始比特率和高達 512 GB/s 的雙向傳輸速率

利用 PAM4(4 級脈沖幅度調制)信令

l 關注渠道參數和覆蓋范圍

l 繼續提供低延遲和高可靠性的目標

l 提高電源效率

保持與所有前幾代 PCIe 技術的向后兼容性

l 符號列表


“30 年來,PCI-SIG 的指導原則一直是,‘如果我們建造它,他們就會來,’”Insight 64 研究員 Nathan Brookwood 說?!癙CI 技術的早期并行版本可容納數百兆字節/其次,與 1990 年代的圖形、存儲和網絡需求相匹配。2003 年,PCI-SIG 演變為支持千兆字節/秒速度的串行設計,以適應更快的固態磁盤和 100MbE 以太網。幾乎就像發條一樣,PCI-SIG 每三年將 PCIe 規范帶寬翻一番,以應對新興應用和市場的挑戰。今天宣布的 PCI-SIG 計劃將通道速度翻倍至 512 GB/s(雙向)使其有望在另一個 3 年周期內將 PCIe 規范性能翻一番?!彼M一步指出。


“隨著即將推出的 PCIe 7.0 規范,PCI-SIG 繼續我們 30 年來的承諾,即提供推動創新邊界的行業領先規范,”PCI-SIG 總裁兼主席 Al Yanes 說?!半S著 PCIe 技術不斷發展以滿足高帶寬需求,我們工作組的重點將放在通道參數和覆蓋范圍以及提高功率效率上?!盇l Yanes 接著說。


PCIe 7.0 規范旨在支持新興應用,例如 800 G 以太網、AI/ML、云和量子計算;和數據密集型市場,如超大規模數據中心、高性能計算 (HPC) 和軍事/航空航天。



▲文章來源于:微信公眾號 “電子工程世界

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