Вовед во спецификациите на PCIe 5.0

• Вовед во спецификациите на PCIe 5.0

Спецификацијата PCIe 4.0 беше завршена во 2017 година, но не беше поддржана од потрошувачките платформи сè до серијата Rydragon 3000 од 7 nm на AMD, а претходно само производите како што се суперкомпјутери, складирање со голема брзина од класата на претпријатието и мрежни уреди користеа технологија PCIe 4.0. Иако технологијата PCIe 4.0 сè уште не е применета во голем обем, организацијата PCI-SIG долго време развива побрз PCIe 5.0, брзината на сигналот е двојно зголемена од сегашните 16GT/s на 32GT/s, пропусниот опсег може да достигне 128GB/ s, а спецификацијата за верзијата 0.9/1.0 е завршена. Верзијата 0.7 на стандардниот текст PCIe 6.0 е испратена до членовите, а развојот на стандардот е на добар пат. Стапката на пиновите на PCIe 6.0 е зголемена на 64 GT/s, што е 8 пати поголема од онаа на PCIe 3.0, а пропусниот опсег во каналите x16 може да биде поголем од 256 GB/s. Со други зборови, моменталната брзина на PCIe 3.0 x8 бара само еден PCIe 6.0 канал за да се постигне. Што се однесува до верзијата 0.7, PCIe 6.0 ги постигна повеќето од првично најавените карактеристики, но потрошувачката на енергија сè уште е дополнително подобренаd, а стандардот ново ја претстави опремата за конфигурација на моќност L0p. Се разбира, по објавувањето во 2021 година, PCIe 6.0 може да биде комерцијално достапен најрано во 2023 или 2024 година. На пример, PCIe 5.0 беше одобрен во 2019 година и дури сега има случаи на апликација

Во споредба со претходните стандардни спецификации, спецификациите на PCIe 4.0 дојдоа релативно доцна. Спецификациите на PCIe 3.0 беа претставени во 2010 година, 7 години по воведувањето на PCIe 4.0, така што животниот век на спецификациите на PCIe 4.0 може да биде краток. Особено, некои продавачи почнаа да дизајнираат уреди со физички слој PCIe 5.0 PHY.

Организацијата PCI-SIG очекува двата стандарди да коегзистираат некое време, а PCIe 5.0 главно се користи за уреди со високи перформанси со повисоки барања за пропусната моќ, како што се Gpus за AI, мрежни уреди и така натаму, што значи дека PCIe 5.0 е поверојатно е да се појави во центарот за податоци, мрежата и HPC околините. Уредите со помали барања за пропусен опсег, како што се десктоп компјутерите, можат да користат PCIe 4.0.

За PCIe 5.0, брзината на сигналот е зголемена од 16GT/s на PCIe 4.0 на 32GT/s, сè уште користи кодирање 128/130, а пропусниот опсег x16 е зголемен од 64GB/s на 128GB/s.

Покрај удвојувањето на пропусниот опсег, PCIe 5.0 носи и други промени, менување на електричниот дизајн за подобрување на интегритетот на сигналот, компатибилност наназад со PCIe и многу повеќе. Дополнително, PCIe 5.0 е дизајниран со нови стандарди кои ја намалуваат доцнењето и слабеењето на сигналот на долги растојанија.

Организацијата PCI-SIG очекува да ја заврши верзијата 1.0 на спецификацијата во Q1 оваа година, но тие можат да развијат стандарди, но не можат да контролираат кога терминалниот уред ќе биде претставен на пазарот, а се очекува дека првиот PCIe 5.0 уредите ќе дебитираат оваа година, а повеќе производи ќе се појават во 2020 година. Сепак, потребата за поголеми брзини го поттикна стандардното тело да ја дефинира следната генерација на PCI Express. Целта на PCIe 5.0 е да ја зголеми брзината на стандардот во најкус можен рок. Затоа, PCIe 5.0 е дизајниран едноставно да ја зголеми брзината до стандардот PCIe 4.0 без други значајни нови функции.

На пример, PCIe 5.0 не поддржува PAM 4 сигнали и ги вклучува само новите функции потребни за да се овозможи стандардот PCIe да поддржува 32 GT/s во најкус можен рок.

Хардверски предизвици

Главниот предизвик во подготовката на производ за поддршка на PCI Express 5.0 ќе биде поврзан со должината на каналот. Колку е поголема брзината на сигналот, толку е поголема фреквенцијата на носителот на сигналот што се пренесува преку плочата на компјутерот. Два типа на физичко оштетување го ограничуваат степенот до кој инженерите можат да пропагираат PCIe сигнали:

· 1. Слабеење на каналот

· 2. Рефлексии кои се јавуваат во каналот поради дисконтинуитети на импедансата во пиновите, конекторите, проодните дупки и другите структури.

Спецификацијата PCIe 5.0 користи канали со слабеење од -36 dB на 16 GHz. Фреквенцијата 16 GHz ја претставува Nyquist фреквенцијата за 32 GT/s дигитални сигнали. На пример, кога ќе започне сигналот PCIe5.0, тој може да има типичен напон од врв до врв од 800 mV. Меѓутоа, откако ќе поминете низ препорачаниот канал од -36 dB, се губи секоја сличност со отворено око. Само со примена на изедначување базирано на предавател (де-акцентирање) и изедначување на приемникот (комбинација од CTLE и DFE) сигналот PCIe5.0 може да помине низ системскиот канал и прецизно да се толкува од приемникот. Минималната очекувана висина на окото на сигналот PCIe 5.0 е 10 mV (пост-изедначување). Дури и со речиси совршен предавател со низок тресок, значителното слабеење на каналот ја намалува амплитудата на сигналот до точка каде што било кој друг вид оштетување на сигналот предизвикан од рефлексија и преслушување може да се затвори за да се врати окото.