Einführung PCIe 6.0

Die PCI-SIG-Organisation hat die offizielle Veröffentlichung des PCIe 6.0-Spezifikationsstandards v1.0 angekündigt und damit den Abschluss erklärt.

In Fortsetzung der Konvention verdoppelt sich die Bandbreitengeschwindigkeit weiterhin auf bis zu 128 GB/s (unidirektional) bei x16, und da die PCIe-Technologie einen bidirektionalen Vollduplex-Datenfluss ermöglicht, beträgt der gesamte bidirektionale Durchsatz 256 GB/s.Kommerzielle Beispiele sollen laut Plan 12 bis 18 Monate nach Veröffentlichung des Standards, also etwa im Jahr 2023, zunächst auf der Serverplattform verfügbar sein.PCIe 6.0 wird frühestens Ende des Jahres mit einer Bandbreite von 256 GB/s verfügbar sein

Zurück zur Technologie selbst: PCIe 6.0 gilt als die größte Veränderung in der fast 20-jährigen Geschichte von PCIe.Um ehrlich zu sein, handelt es sich bei PCIe 4.0/5.0 um eine geringfügige Modifikation von 3.0, beispielsweise um die 128b/130b-Kodierung basierend auf NRZ (Non-Return-to-Zero).

PCIe 6.0 wurde auf PAM4-Puls-AM-Signalisierung umgestellt, 1B-1B-Kodierung, ein einzelnes Signal kann vier Kodierungszustände (00/01/10/11) annehmen, doppelt so viele wie der vorherige, was eine Frequenz von bis zu 30 GHz ermöglicht.Da das PAM4-Signal jedoch anfälliger als das NRZ-Signal ist, ist es mit dem FEC-Vorwärtsfehlerkorrekturmechanismus ausgestattet, um Signalfehler in der Verbindung zu korrigieren und die Datenintegrität sicherzustellen

Neben PAM4 und FEC ist die letzte große Technologie in PCIe 6.0 die Verwendung der FLIT-Kodierung (Flow Control Unit) auf logischer Ebene.Tatsächlich handelt es sich bei PAM4 und FLIT nicht um eine neue Technologie. In 200G+ wird seit langem Ultra-High-Speed-Ethernet angewendet. PAM4 scheiterte an einer groß angelegten Förderung, weil die Kosten für die physikalische Schicht zu hoch waren.

Darüber hinaus bleibt PCIe 6.0 abwärtskompatibel.

PCIe 6.0 verdoppelt weiterhin die I/O-Bandbreite auf 64 GT/s gemäß der Tradition, die auf die tatsächliche unidirektionale Bandbreite von PCIe 6.0X1 von 8 GB/s, die unidirektionale Bandbreite von PCIe 6.0×16 von 128 GB/s und die tatsächliche unidirektionale Bandbreite von PCIe 6.0× angewendet wird 16 bidirektionale Bandbreite von 256 GB/s.PCIe 4.0 x4-SSDs, die heute weit verbreitet sind, benötigen dazu nur PCIe 6.0 x1.

PCIe 6.0 wird die im Zeitalter von PCIe 3.0 eingeführte 128b/130b-Kodierung fortsetzen.Interessant ist, dass das neue Kanalprotokoll neben dem ursprünglichen CRC auch die in Ethernet und GDDR6x verwendete PAM-4-Kodierung unterstützt und damit PCIe 5.0 NRZ ersetzt.In der gleichen Zeit können mehr Daten in einen einzelnen Kanal gepackt werden, und ein Datenfehlerkorrekturmechanismus mit geringer Latenz, bekannt als Forward Error Correction (FEC), macht eine Erhöhung der Bandbreite machbar und zuverlässig.

Viele Leute fragen sich vielleicht: PCIe 3.0-Bandbreite wird oft nicht ausgenutzt, PCIe 6.0 nützt es?Aufgrund der Zunahme datenhungriger Anwendungen, einschließlich künstlicher Intelligenz, werden IO-Kanäle mit schnelleren Übertragungsraten zunehmend zur Nachfrage von Kunden im professionellen Markt, und die hohe Bandbreite der PCIe 6.0-Technologie kann die Leistung von Produkten, die hohe IOs erfordern, vollständig freisetzen Bandbreite einschließlich Beschleuniger, maschinelles Lernen und HPC-Anwendungen.PCI-SIG hofft auch, von der wachsenden Automobilindustrie zu profitieren, die ein Hotspot für Halbleiter ist, und die PCI-Special Interest Group hat eine neue PCIe-Technologie-Arbeitsgruppe gegründet, die sich darauf konzentrieren soll, wie die Einführung der PCIe-Technologie in der Automobilbranche gesteigert werden kann Industrie, da der erhöhte Bedarf des Ökosystems an Bandbreite offensichtlich ist.Da jedoch der Mikroprozessor, die GPU, das E/A-Gerät und der Datenspeicher an den Datenkanal angeschlossen werden können, muss der PC die Unterstützung der PCIe 6.0-Schnittstelle erhalten. Daher müssen Motherboard-Hersteller besonders sorgfältig darauf achten, das Kabel so zu gestalten, dass es Hochgeschwindigkeitssignale verarbeiten kann. Auch Chipsatzhersteller müssen entsprechende Vorbereitungen treffen.Ein Intel-Sprecher lehnte es ab, zu sagen, wann PCIe 6.0-Unterstützung zu den Geräten hinzugefügt wird, bestätigte jedoch, dass die Consumer-Geräte Alder Lake und die serverseitigen Sapphire Rapids und Ponte Vecchio PCIe 5.0 unterstützen werden.NVIDIA wollte auch nicht sagen, wann PCIe 6.0 eingeführt wird.Allerdings unterstützen BlueField-3 Dpus für Rechenzentren bereits PCIe 5.0;Die PCIe-Spezifikation spezifiziert lediglich die Funktionen, Leistung und Parameter, die auf der physischen Ebene implementiert werden müssen, gibt jedoch nicht an, wie diese implementiert werden.Mit anderen Worten: Hersteller können die physikalische Schichtstruktur von PCIe entsprechend ihren eigenen Bedürfnissen und tatsächlichen Bedingungen entwerfen, um die Funktionalität sicherzustellen!Kabelhersteller können mehr Platz einnehmen!