Уводзіны ў спецыфікацыі PCIe 5.0

• Уводзіны ў спецыфікацыі PCIe 5.0

Спецыфікацыя PCIe 4.0 была завершана ў 2017 годзе, але яна не падтрымлівалася спажывецкімі платформамі да серыі 7-нм Rydragon 3000 ад AMD, і раней тэхналогія PCIe 4.0 выкарыстоўвалася толькі ў такіх прадуктах, як суперкамп'ютары, высакахуткасныя назапашвальнікі карпаратыўнага класа і сеткавыя прылады. Нягледзячы на тое, што тэхналогія PCIe 4.0 яшчэ не ўжывалася ў вялікіх маштабах, арганізацыя PCI-SIG ужо даўно распрацоўвае больш хуткую PCIe 5.0, хуткасць перадачы сігналу падвоілася з цяперашніх 16 ГТ/с да 32 ГТ/с, прапускная здольнасць можа дасягаць 128 ГБ/с, а спецыфікацыя версіі 0.9/1.0 была завершана. Тэкст стандарту PCIe 6.0 версіі 0.7 быў разасланы ўдзельнікам, і распрацоўка стандарту ідзе па плане. Хуткасць перадачы дадзеных PCIe 6.0 павялічылася да 64 ГТ/с, што ў 8 разоў больш, чым у PCIe 3.0, а прапускная здольнасць у каналах x16 можа перавышаць 256 ГБ/с. Іншымі словамі, для дасягнення бягучай хуткасці PCIe 3.0 x8 патрабуецца толькі адзін канал PCIe 6.0. Што тычыцца версіі 0.7, PCIe 6.0 дасягнуў большасці першапачаткова заяўленых функцый, але спажыванне энергіі яшчэ больш палепшылася.d, і стандарт нядаўна прадставіў канфігурацыю харчавання L0p. Вядома, пасля аб'явы ў 2021 годзе, PCIe 6.0 можа быць камерцыйна даступны не раней за 2023 ці 2024 год. Напрыклад, PCIe 5.0 быў ухвалены ў 2019 годзе, і толькі цяпер ёсць выпадкі прымянення.

У параўнанні з папярэднімі стандартнымі спецыфікацыямі, спецыфікацыі PCIe 4.0 з'явіліся адносна позна. Спецыфікацыі PCIe 3.0 былі ўведзены ў 2010 годзе, праз 7 гадоў пасля з'яўлення PCIe 4.0, таму тэрмін службы спецыфікацый PCIe 4.0 можа быць кароткім. У прыватнасці, некаторыя вытворцы пачалі распрацоўваць прылады фізічнага ўзроўню PCIe 5.0 PHY.

Арганізацыя PCI-SIG чакае, што гэтыя два стандарты будуць суіснаваць некаторы час, і PCIe 5.0 у асноўным выкарыстоўваецца для высокапрадукцыйных прылад з больш высокімі патрабаваннямі да прапускной здольнасці, такіх як графічныя працэсары для штучнага інтэлекту, сеткавыя прылады і гэтак далей, што азначае, што PCIe 5.0, хутчэй за ўсё, з'явіцца ў цэнтрах апрацоўкі дадзеных, сеткавых і высокапрадукцыйных вылічальных асяроддзях. Прылады з меншымі патрабаваннямі да прапускной здольнасці, такія як настольныя кампутары, могуць выкарыстоўваць PCIe 4.0.

Для PCIe 5.0 хуткасць перадачы сігналу была павялічана з 16 ГТ/с у PCIe 4.0 да 32 ГТ/с, пры гэтым усё яшчэ выкарыстоўваецца кадаванне 128/130, а прапускная здольнасць x16 была павялічана з 64 ГБ/с да 128 ГБ/с.

Акрамя падвойнага павелічэння прапускной здольнасці, PCIe 5.0 прыносіць і іншыя змены, змяняючы электрычную канструкцыю для паляпшэння цэласнасці сігналу, забяспечваючы зваротную сумяшчальнасць з PCIe і многае іншае. Акрамя таго, PCIe 5.0 быў распрацаваны з улікам новых стандартаў, якія памяншаюць затрымку і згасанне сігналу на вялікіх адлегласцях.

Арганізацыя PCI-SIG плануе завяршыць распрацоўку версіі 1.0 спецыфікацыі ў першым квартале гэтага года, але яны могуць распрацоўваць стандарты, але не могуць кантраляваць, калі тэрмінальная прылада будзе прадстаўлена на рынку, і чакаецца, што першыя прылады PCIe 5.0 дэбютуюць у гэтым годзе, а больш прадуктаў з'явяцца ў 2020 годзе. Аднак патрэба ў больш высокіх хуткасцях падштурхнула арганізацыю па стандартызацыі вызначыць наступнае пакаленне PCI Express. Мэта PCIe 5.0 - павялічыць хуткасць стандарту ў самыя кароткія тэрміны. Такім чынам, PCIe 5.0 прызначаны для простага павелічэння хуткасці да стандарту PCIe 4.0 без якіх-небудзь іншых істотных новых функцый.

Напрыклад, PCIe 5.0 не падтрымлівае сігналы PAM 4 і ўключае толькі новыя функцыі, неабходныя для таго, каб стандарт PCIe мог падтрымліваць 32 ГТ/с у найкарацейшыя тэрміны.

Праблемы з абсталяваннем

Асноўная праблема ў падрыхтоўцы прадукту для падтрымкі PCI Express 5.0 будзе звязана з даўжынёй канала. Чым вышэй хуткасць перадачы сігналу, тым вышэй апорная частата сігналу, які перадаецца праз друкаваную плату. Два тыпы фізічных пашкоджанняў абмяжоўваюць ступень, у якой інжынеры могуць распаўсюджваць сігналы PCIe:

· 1. Згасанне канала

· 2. Адлюстраванні, якія ўзнікаюць у канале з-за разрываў імпедансу ў кантактах, раздымах, скразных адтулінах і іншых структурах.

Спецыфікацыя PCIe 5.0 выкарыстоўвае каналы з аслабленнем -36 дБ на частаце 16 ГГц. Частата 16 ГГц адпавядае частаце Найквіста для лічбавых сігналаў 32 ГТ/с. Напрыклад, калі сігнал PCIe5.0 пачынае перадавацца, ён можа мець тыповае міжпікавае напружанне 800 мВ. Аднак пасля праходжання праз рэкамендаваны канал -36 дБ любое падабенства з адкрытым вокам губляецца. Толькі шляхам ужывання эквалізацыі на аснове перадатчыка (дэакцэнтуацыя) і эквалізацыі прыёмніка (камбінацыя CTLE і DFE) сігнал PCIe5.0 можа прайсці праз сістэмны канал і быць дакладна інтэрпрэтаваны прыёмнікам. Мінімальная чаканая вышыня вока сігналу PCIe 5.0 складае 10 мВ (пасля эквалізацыі). Нават пры амаль ідэальным перадатчыку з нізкім джытэрам значнае аслабленне канала зніжае амплітуду сігналу да такой ступені, што любы іншы тып пашкоджання сігналу, выкліканы адлюстраваннем і перакрыжаванымі перашкодамі, можа быць закрыты для аднаўлення эквалізацыі.