Uvod PCIe 6.0

Organizacija PCI-SIG objavila je službeno izdanje standarda specifikacije PCIe 6.0 v1.0, proglasivši ga dovršenim.

Nastavljajući konvenciju, brzina propusnosti se i dalje udvostručuje, do 128 GB/s (jednosmjerno) pri x16, a budući da PCIe tehnologija omogućuje puni dupleks dvosmjerni protok podataka, ukupni dvosmjerni protok je 256 GB/s. Prema planu, komercijalni primjerci bit će 12 do 18 mjeseci nakon objave standarda, što je oko 2023. godine, a trebali bi se prvo pojaviti na serverskoj platformi. PCIe 6.0 će stići najranije do kraja godine, s propusnošću od 256 GB/s.

Vraćajući se na samu tehnologiju, PCIe 6.0 se smatra najvećom promjenom u gotovo 20-godišnjoj povijesti PCIe-a. Iskreno, PCIe 4.0/5.0 je manja modifikacija verzije 3.0, poput 128b/130b kodiranja temeljenog na NRZ-u (Non-Return-to-Zero).

PCIe 6.0 prešao je na PAM4 pulsnu AM signalizaciju, 1B-1B kodiranje, jedan signal može imati četiri stanja kodiranja (00/01/10/11), dvostruko više od prethodnog, što omogućuje frekvenciju do 30 GHz. Međutim, budući da je PAM4 signal osjetljiviji od NRZ-a, opremljen je FEC mehanizmom za ispravljanje pogrešaka unaprijed kako bi se ispravile pogreške signala u vezi i osigurao integritet podataka.

Uz PAM4 i FEC, posljednja velika tehnologija u PCIe 6.0 je korištenje FLIT (Flow Control Unit) kodiranja na logičkoj razini. Zapravo, PAM4, FLIT nije nova tehnologija, već se dugo primjenjuje u 200G+ ultrabrzom Ethernetu, gdje PAM4 nije uspio u velikoj promociji zbog previsoke cijene fizičkog sloja.

Osim toga, PCIe 6.0 ostaje unatrag kompatibilan.

PCIe 6.0 nastavlja udvostručavati I/O propusnost na 64GT/s prema tradiciji, što se primjenjuje na stvarnu PCIe 6.0X1 jednosmjernu propusnost od 8GB/s, PCIe 6.0×16 jednosmjernu propusnost od 128GB/s i pcie 6.0×16 dvosmjernu propusnost od 256GB/s. PCIe 4.0 x4 SSDS-ovi, koji se danas široko koriste, trebat će samo PCIe 6.0 x1 za to.

PCIe 6.0 će nastaviti 128b/130b kodiranje uvedeno u eri PCIe 3.0. Uz izvorni CRC, zanimljivo je primijetiti da novi protokol kanala također podržava PAM-4 kodiranje koje se koristi u Ethernetu i GDDR6x, zamjenjujući PCIe 5.0 NRZ. Više podataka može se pakirati u jedan kanal u istom vremenskom razdoblju, kao i mehanizam za ispravljanje pogrešaka podataka s niskom latencijom poznat kao ispravljanje pogrešaka unaprijed (FEC) kako bi povećanje propusnosti bilo izvedivo i pouzdano.

Mnogi se pitaju, propusnost PCIe 3.0 se često ne koristi, čemu služi PCIe 6.0? Zbog porasta aplikacija koje zahtijevaju mnogo podataka, uključujući umjetnu inteligenciju, IO kanali s bržim brzinama prijenosa sve su traženiji od strane kupaca na profesionalnom tržištu, a visoka propusnost PCIe 6.0 tehnologije može u potpunosti otključati performanse proizvoda koji zahtijevaju visoku IO propusnost, uključujući akceleratore, strojno učenje i HPC aplikacije. PCI-SIG se također nada da će imati koristi od rastuće automobilske industrije, koja je žarište za poluvodiče, a PCI-Special Interest Group osnovala je novu radnu skupinu za PCIe tehnologiju kako bi se usredotočila na to kako povećati prihvaćanje PCIe tehnologije u automobilskoj industriji, budući da je povećana potražnja ekosustava za propusnošću očita. Međutim, kako se mikroprocesor, GPU, IO uređaj i pohrana podataka mogu spojiti na podatkovni kanal, računalo treba dobiti podršku za PCIe 6.0 sučelje, proizvođači matičnih ploča moraju biti posebno oprezni pri postavljanju kabela koji može podnijeti signale velike brzine, a proizvođači čipseta također moraju napraviti odgovarajuće pripreme. Glasnogovornik Intela odbio je reći kada će podrška za PCIe 6.0 biti dodana uređajima, ali je potvrdio da će potrošački Alder Lake te poslužiteljski Sapphire Rapids i Ponte Vecchio podržavati PCIe 5.0. NVIDIA je također odbila reći kada će PCIe 6.0 biti predstavljen. Međutim, BlueField-3 Dpus za podatkovne centre već podržavaju PCIe 5.0; PCIe specifikacija samo određuje funkcije, performanse i parametre koji se moraju implementirati na fizičkom sloju, ali ne navodi kako ih implementirati. Drugim riječima, proizvođači mogu dizajnirati strukturu fizičkog sloja PCIe prema vlastitim potrebama i stvarnim uvjetima kako bi osigurali funkcionalnost! Proizvođači kabela mogu imati više prostora!