PCIe 5.0 сипаттамаларына кіріспе

• PCIe 5.0 сипаттамаларына кіріспе

PCIe 4.0 сипаттамасы 2017 жылы аяқталды, бірақ оны AMD компаниясының 7нм Rydragon 3000 сериясына дейін тұтынушылық платформалар қолдамады, ал бұрын тек суперкомпьютерлер, кәсіпорын деңгейіндегі жоғары жылдамдықты сақтау және желілік құрылғылар сияқты өнімдер PCIe 4.0 технологиясын қолданды. PCIe 4.0 технологиясы әлі кең көлемде қолданылмағанымен, PCI-SIG ұйымы ұзақ уақыт бойы жылдам PCIe 5.0 әзірлеп келеді, сигнал жылдамдығы қазіргі 16GT/s-тан 32GT/s-қа дейін екі есеге артты, өткізу қабілеттілігі 128 ГБ/с жетуі мүмкін және 0.9/1.0 нұсқасының сипаттамасы аяқталды. PCIe 6.0 стандартының v0.7 нұсқасының мәтіні мүшелерге жіберілді және стандартты әзірлеу жұмыстары жүріп жатыр. PCIe 6.0 пин жылдамдығы 64 GT/s-қа дейін арттырылды, бұл PCIe 3.0-дан 8 есе көп, ал x16 арналарындағы өткізу қабілеттілігі 256 ГБ/с-тан үлкен болуы мүмкін. Басқаша айтқанда, PCIe 3.0 x8 ағымдағы жылдамдығына жету үшін тек бір PCIe 6.0 арнасы қажет. v0.7 нұсқасына келетін болсақ, PCIe 6.0 бастапқыда жарияланған мүмкіндіктердің көпшілігіне қол жеткізді, бірақ қуат тұтынуы әлі де жақсаруда.d, және стандарт L0p қуат конфигурациясының берілісін жаңадан енгізді. Әрине, 2021 жылы хабарландырудан кейін PCIe 6.0 ең ерте дегенде 2023 немесе 2024 жылдары коммерциялық түрде қолжетімді болуы мүмкін. Мысалы, PCIe 5.0 2019 жылы бекітілді және қазір ғана қолдану жағдайлары бар.

Алдыңғы стандартты сипаттамалармен салыстырғанда, PCIe 4.0 сипаттамалары салыстырмалы түрде кеш пайда болды. PCIe 3.0 сипаттамалары PCIe 4.0 енгізілгеннен кейін 7 жылдан кейін, 2010 жылы енгізілді, сондықтан PCIe 4.0 сипаттамаларының қызмет ету мерзімі қысқа болуы мүмкін. Атап айтқанда, кейбір өндірушілер PCIe 5.0 PHY физикалық қабат құрылғыларын жобалауды бастады.

PCI-SIG ұйымы екі стандарттың біраз уақыт бірге өмір сүретінін күтеді, ал PCIe 5.0 негізінен GPU for AI, желілік құрылғылар және т.б. сияқты жоғары өткізу қабілеті бар жоғары өнімді құрылғылар үшін қолданылады, бұл PCIe 5.0 деректер орталығында, желіде және HPC орталарында пайда болуы ықтималдығын білдіреді. Жұмыс үстелдері сияқты өткізу қабілеті аз құрылғылар PCIe 4.0 пайдалана алады.

PCIe 5.0 үшін сигнал жылдамдығы PCIe 4.0 нұсқасының 16GT/s жылдамдығынан 32GT/s жылдамдығына дейін арттырылды, әлі де 128/130 кодтауын қолданады, ал x16 өткізу қабілеті 64 ГБ/с жылдамдығынан 128 ГБ/с жылдамдығына дейін арттырылды.

Өткізу қабілетін екі есеге арттырумен қатар, PCIe 5.0 басқа да өзгерістерді енгізеді, сигнал тұтастығын, PCIe-мен кері үйлесімділікті және т.б. жақсарту үшін электрлік дизайнды өзгертеді. Сонымен қатар, PCIe 5.0 ұзақ қашықтықта кідіріс пен сигналдың әлсіреуін азайтатын жаңа стандарттармен жасалған.

PCI-SIG ұйымы осы жылдың 1-ші тоқсанында спецификацияның 1.0 нұсқасын аяқтауды жоспарлап отыр, бірақ олар стандарттарды әзірлей алады, бірақ терминалдық құрылғы нарыққа қашан шығарылатынын басқара алмайды және алғашқы PCIe 5.0 құрылғылары биыл дебют жасайды және 2020 жылы көбірек өнімдер пайда болады деп күтілуде. Дегенмен, жоғары жылдамдыққа деген қажеттілік стандартты органды PCI Express-тің келесі буынын анықтауға итермеледі. PCIe 5.0 мақсаты - стандарттың жылдамдығын мүмкіндігінше қысқа мерзімде арттыру. Сондықтан, PCIe 5.0 басқа маңызды жаңа мүмкіндіктердісіз PCIe 4.0 стандартына жылдамдықты арттыруға арналған.

Мысалы, PCIe 5.0 PAM 4 сигналдарын қолдамайды және тек PCIe стандартының 32 GT/s жылдамдығын мүмкіндігінше қысқа мерзімде қолдауына мүмкіндік беретін жаңа мүмкіндіктерді қамтиды.

Аппараттық құралдарға қатысты қиындықтар

PCI Express 5.0 қолдауы үшін өнімді дайындаудағы негізгі қиындық арна ұзындығына байланысты болады. Сигнал жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, ДК платасы арқылы берілетін сигналдың тасымалдаушы жиілігі соғұрлым жоғары болады. Инженерлердің PCIe сигналдарын тарату дәрежесін екі түрлі физикалық зақымдану шектейді:

· 1. Арнаның әлсіреуі

· 2. Түйреуіштердегі, қосқыштардағы, өтпелі тесіктердегі және басқа құрылымдардағы кедергілердің үзілістеріне байланысты арнада пайда болатын шағылысулар.

PCIe 5.0 сипаттамасы 16 ГГц жиілікте -36 дБ әлсіреуі бар арналарды пайдаланады. 16 ГГц жиілігі 32 GT/s сандық сигналдар үшін Nyquist жиілігін білдіреді. Мысалы, PCIe5.0 сигналы басталған кезде, оның шыңнан шыңға дейінгі кернеуі 800 мВ болуы мүмкін. Дегенмен, ұсынылған -36 дБ арнадан өткеннен кейін, ашық көзге ұқсастық жоғалады. Тек таратқыш негізіндегі теңестіруді (акцентацияны азайту) және қабылдағыш теңестіруді (CTLE және DFE тіркесімін) қолдану арқылы ғана PCIe5.0 сигналы жүйелік арна арқылы өтіп, қабылдағышпен дәл түсіндірілуі мүмкін. PCIe 5.0 сигналының күтілетін ең аз көз биіктігі 10 мВ (теңестіруден кейін). Тіпті мінсіз төмен діріл таратқышымен де, арнаның айтарлықтай әлсіреуі сигнал амплитудасын шағылысу мен айқасудан туындаған кез келген басқа сигнал зақымдануын көзді қалпына келтіру үшін жабуға болатын нүктеге дейін төмендетеді.