PCIe 6.0 tutvustus

PCI-SIG organisatsioon on teatanud PCIe 6.0 spetsifikatsioonistandardi v1.0 ametlikust avaldamisest, kuulutades selle valmimist.

Jätkates tavapärast lähenemist, kahekordistub ribalaiuse kiirus kuni 128 GB/s (ühesuunaline) x16 juures ja kuna PCIe tehnoloogia võimaldab täisdupleksset kahesuunalist andmevoogu, on kahesuunaline koguläbilaskevõime 256 GB/s. Plaani kohaselt peaksid kommertsnäited ilmuma 12–18 kuud pärast standardi avaldamist, mis on umbes 2023. aastal, ja need peaksid esmalt ilmuma serveriplatvormile. PCIe 6.0 tuleb välja kõige varem aasta lõpuks, ribalaiusega 256 GB/s.

Tagasi tehnoloogia enda juurde, PCIe 6.0 peetakse PCIe peaaegu 20-aastase ajaloo suurimaks muutuseks. Ausalt öeldes on PCIe 4.0/5.0 3.0 väike modifikatsioon, näiteks NRZ-l (Non-Return-to-Zero) põhinev 128b/130b kodeering.

PCIe 6.0 lülitus PAM4 impulss-AM signaalimisele, 1B-1B kodeeringuga, üks signaal saab olla neljas kodeeringus (00/01/10/11), mis on kaks korda rohkem kui eelmisel korral, võimaldades kuni 30 GHz sagedust. Kuna PAM4 signaal on aga NRZ-st hapram, on see varustatud FEC edasisuunalise veaparandusmehhanismiga, et parandada lingi signaalivigu ja tagada andmete terviklikkus.

Lisaks PAM4-le ja FEC-ile on PCIe 6.0 viimane oluline tehnoloogia FLIT (Flow Control Unit) kodeeringu kasutamine loogilisel tasandil. Tegelikult ei ole PAM4 ja FLIT uus tehnoloogia. 200G+ ülikiire Etherneti puhul on seda juba ammu kasutatud, kuid PAM4 ei ole laialdaselt levitatud, kuna füüsilise kihi hind on liiga kõrge.

Lisaks on PCIe 6.0 endiselt tagasiühilduv.

PCIe 6.0 kahekordistab I/O ribalaiust traditsiooni kohaselt 64 GT/s-ni, mida rakendatakse PCIe 6.0X1 ühesuunalise ribalaiuse puhul 8 GB/s, PCIe 6.0×16 ühesuunalise ribalaiuse puhul 128 GB/s ja PCIe 6.0×16 kahesuunalise ribalaiuse puhul 256 GB/s. Tänapäeval laialdaselt kasutatavad PCIe 4.0 x4 SSD-id vajavad selleks ainult PCIe 6.0 x1.

PCIe 6.0 jätkab PCIe 3.0 ajastul kasutusele võetud 128b/130b kodeeringut. Lisaks algsele CRC-le on huvitav märkida, et uus kanaliprotokoll toetab ka Ethernetis ja GDDR6x-is kasutatavat PAM-4 kodeeringut, asendades PCIe 5.0 NRZ-i. Sama aja jooksul saab ühte kanalisse pakkida rohkem andmeid ning madala latentsusega andmete veaparandusmehhanism, mida tuntakse edasisuunamise veaparandusena (FEC), muudab ribalaiuse suurendamise teostatavaks ja usaldusväärseks.

Paljud inimesed võivad küsida, kas PCIe 3.0 ribalaiust ei kasutata sageli ära, milleks siis PCIe 6.0-st kasu on? Andmeid nõudvate rakenduste, sealhulgas tehisintellekti, arvu suurenemise tõttu on kiirema edastuskiirusega IO-kanalid üha enam professionaalse turu klientide nõudluse all ning PCIe 6.0 tehnoloogia suur ribalaius võib täielikult avada suure IO-ribalaiust nõudvate toodete, sealhulgas kiirendite, masinõppe ja HPC-rakenduste jõudluse. PCI-SIG loodab ka kasu saada kasvavast autotööstusest, mis on pooljuhtide kuum koht, ja PCI-Special Interest Group on moodustanud uue PCIe tehnoloogia töörühma, et keskenduda sellele, kuidas suurendada PCIe tehnoloogia kasutuselevõttu autotööstuses, kuna ökosüsteemi suurenenud nõudlus ribalaiuse järele on ilmne. Kuna aga mikroprotsessorit, graafikaprotsessorit, IO-seadet ja andmesalvestust saab andmekanaliga ühendada, et arvuti saaks PCIe 6.0 liidese toe, peavad emaplaatide tootjad olema eriti hoolikad kaabli paigutamisel, mis suudab kiireid signaale käsitleda, ja kiibistiku tootjad peavad samuti tegema asjakohaseid ettevalmistusi. Inteli pressiesindaja keeldus ütlemast, millal seadmetele PCIe 6.0 tugi lisatakse, kuid kinnitas, et tarbijale mõeldud Alder Lake ja serveripoolsed Sapphire Rapids ja Ponte Vecchio toetavad PCIe 5.0. NVIDIA keeldus samuti ütlemast, millal PCIe 6.0 kasutusele võetakse. Andmekeskustele mõeldud BlueField-3 Dpus toetab aga juba PCIe 5.0; PCIe spetsifikatsioon täpsustab ainult funktsioone, jõudlust ja parameetreid, mis tuleb füüsilisel kihil rakendada, kuid ei täpsusta, kuidas neid rakendada. Teisisõnu, tootjad saavad funktsionaalsuse tagamiseks kujundada PCIe füüsilise kihi struktuuri vastavalt oma vajadustele ja tegelikele tingimustele! Kaablitootjad saavad rohkem ruumi!