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 7nm на AMD, а претходно само производи како што се суперкомпјутери, складирање со голема брзина од претпријатиска класа и мрежни уреди ја користеа PCIe 4.0 технологијата. 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 се дуплираше од сегашните 16GT/s на 32GT/s, пропусниот опсег може да достигне 128GB/s, а спецификацијата за верзијата 0.9/1.0 е завршена. Текстот за стандардот PCIe 6.0 со верзијата v0.7 е испратен до членовите, а развојот на стандардот е на добар пат. Брзината на пиновите на PCIe 6.0 е зголемена на 64 GT/s, што е 8 пати повеќе од PCIe 3.0, а пропусниот опсег во x16 каналите може да биде поголем од 256GB/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 v0.7, PCIe 6.0 ги постигна повеќето од првично најавените карактеристики, но потрошувачката на енергија е сè уште подобрена.d, а стандардот неодамна ја воведе опремата за конфигурација на моќност L0p. Секако, по најавата 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 примена.

Во споредба со претходните стандардни спецификации, спецификациите за PCIe 4.0 се појавија релативно доцна. Спецификациите за PCIe 3.0 беа воведени во 2010 година, 7 години по воведувањето на PCIe 4.0, па затоа животниот век на спецификациите за PCIe 4.0 може да биде краток. Особено, некои добавувачи 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 проток, како што се графички процесори за вештачка интелигенција, мрежни уреди и така натаму, што значи дека PCIe 5.0 е поверојатно да се појави во центри за податоци, мрежни и HPC средини. Уреди со помали барања за пропусен опсег, како што се десктоп компјутерите, можат да го 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 користејќи 128/130 кодирање, а пропусниот опсег x16 е зголемен од 64GB/s на 128GB/s.

Покрај удвојувањето на пропусниот опсег, PCIe 5.0 носи и други промени, менувајќи го електричниот дизајн за да се подобри интегритетот на сигналот, компатибилноста со PCIe и друго. Покрај тоа, PCIe 5.0 е дизајниран со нови стандарди кои ја намалуваат латенцијата и слабеењето на сигналот на долги растојанија.

Организацијата PCI-SIG очекува да ја заврши верзијата 1.0 од спецификацијата во првиот квартал од оваа година, но тие можат да развијат стандарди, но не можат да контролираат кога терминалниот уред ќе биде воведен на пазарот, и се очекува првите PCIe 5.0 уреди да 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 се зголеми брзината на стандардот во најкраток можен рок. Затоа, PCIe 5.0 е дизајниран едноставно да ја зголеми брзината до стандардот PCIe 4.0 без никакви други значајни нови карактеристики.

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

Хардверски предизвици

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

· 1. Слабеење на каналот

· 2. Рефлексии што се јавуваат во каналот поради дисконтинуитети на импедансата во пиновите, конекторите, отворите за пробивање и други структури.

Спецификацијата PCIe 5.0 користи канали со слабеење од -36dB на 16 GHz. Фреквенцијата 16 GHz ја претставува Најквистовата фреквенција за 32 GT/s дигитални сигнали. На пример, кога сигналот PCIe5.0 започнува, тој може да има типичен напон од врв до врв од 800 mV. Сепак, по минување низ препорачаниот канал од -36dB, се губи секоја сличност со отворено око. Само со примена на изедначување базирано на предавател (деакцентирање) и изедначување на приемникот (комбинација од CTLE и DFE) сигналот PCIe5.0 може да помине низ системскиот канал и точно да биде протолкуван од приемникот. Минималната очекувана висина на окото на сигналот PCIe 5.0 е 10mV (по изедначување). Дури и со речиси совршен предавател со ниско треперење, значителното слабеење на каналот ја намалува амплитудата на сигналот до точка каде што секој друг вид оштетување на сигналот предизвикано од рефлексија и преслушување може да се затвори за да се врати окото.