数据增长浪潮下,PCIe 6.0的问与Rambus的答
作為歷史上使用最廣泛、可擴展性最強的互聯技術,PCIe標準自21世紀初正式創立以來,它便一直作為數據中心和計算應用芯片間數據傳輸的行業標準而存在。而在近幾年間,隨著全球數據量的爆發式增長,PCIe標準的更迭自3.0到4.0的“七年之癢”之后,便如同火箭升空一般進入了快速迭代期。
2022年1月,PCI-SIG正式發布了PCIe 6.0規范標準v1.0版本,延續了一如既往的慣例,PCIe6.0標準下的帶寬進一步倍增。不僅如此,PCIe6.0更是被業內視為PCIe問世近20年以來變化最大的一個版本,那么PCIe6.0究竟帶來了哪些改變?
?在近期Rambus舉辦的PCIe6.0線上新品發布會上,Rambus正式發布了面向下一代數據中心的PCIe6.0控制器。在采訪中,Rambus戰略營銷副總裁Matt Jones與Rambus大中華區總經理蘇雷也與在場記者分享了他們對于PCIe 6.0標準的前沿看法與PCIe6.0最新的技術發展。
PCIe 6.0——“變”從何來?
一般提到PCIe 每次的技術迭代,我們最先想到的便是數據傳輸速率的提升,每次出現新一代產品,這一性能指標基本上都是翻倍的。在PCIe領域,通常會用GT/s作為它的衡量單位。回到PCIe 1.0和2.0時代,那個時候它們的理論數據傳輸率大概是2.5和5GT/s,但考慮到具體采用的編碼技術和信號傳導模式,實際的數據傳輸速率大概是2和4GT/s。這樣算起來,到現在的速率高達64GT/s的PCIe 6.0,也實現了每一代標準速率翻倍的愿景和目標。
?在PCIe 6.0之前,各代PCIe采用的都是NRZ調制信號,即不歸零編碼,采用0或1兩個電壓等級,每一個時鐘周期只能傳輸1bit的信號。也就是說,NRZ只采用了高低兩種信號電平。因此,相對于PAM4采用的四電平,一般也將NRZ稱作PAM2 。而PCIe 6.0為了實現高達64GT/s的數據傳輸速率,則突破性地采用了PAM4調制信號。
通過PAM4,每個時鐘周期的數據傳輸可以達到2bit,而并不僅僅是單bit的數據傳輸。PAM4采用四個不同的電平等級。這就意味著在同樣的電壓波動范圍之內和同樣的時鐘周期內,由于PAM4的電壓等級比PAM2高了兩個。這種變化帶來了另外兩個重要的影響,即更低的電壓裕度和更高的誤碼率,使得在設備中保證信號完整性成為了一個非常關鍵的難題。
同時為了在保持數據傳輸速率的前提下解決PAM4本身的問題,PCIe?6.0采用了前向糾錯技術(FEC)。FEC本質上是一種算法技術,可以在數據傳輸鏈路中確保所有信號的完整性。
Matt Jones在采訪中表示:數據傳輸速率的上升以及PAM4這項技術本身會導致設備的能耗可能會上升,每一比特數據傳輸造成的單位數據能耗也會增加。為了減少整體系統的能耗,PCIe 6.0采用了顛覆式的L0p模式,其本質是通過動態的信道分配,允許將每個通道進行封閉或者打開來實現系統性的節能。
Rambus PCIe 6.0控制器——“變”中尋解
為了更好幫助廠商適應PCIe6.0時代帶來的全新改變,Rambus推出了新一代PCIe 6.0控制器。根據PCIe 6.0的規范和標準,Rambus的PCIe 6.0控制器的數據傳輸速率高達64GT/s,同時該控制器還集成了完整性和數據加密(IDE)引擎,可以實現數據在不同PCIe設備的PCIe通路之間的安全傳輸。
?在數據中心低碳轉型需求的推動下,Rambus PCIe 6.0控制器在功耗、面積以及延遲上都特別進行了相應的優化,特別在降低能耗方面,以幫助確保PCIe?6.0成為數據中心解決方案的一塊關鍵基石,進而推動環保型數據中心的建設,并減少對散熱管理的需求,降低成本。
同時在靈活性上,Rambus PCIe 6.0控制器還能夠靈活地支持多種操作模式,保障客戶的前期投資。除了支持PCI端點、根端口、雙模式和交換機端口配置外,它還能向后兼容所有前代的PCIe標準,確保與客戶的現有生態系統相容。
?Matt Jones對記者透露:就企業市場而言,PCIe?6.0支持的速度允許企業市場繼續增加千兆以太網和其他網絡協議方面的鏈接,進而支持400 800 GbE,甚至速率高達1.6TbE的以太網絡。同時在企業內部的服務器中,PCI 6.0標準所支持的高數據傳輸速率和低延遲的可用性將使專門針對AI云計算和大數據新興工作負載的分解式或分布式計算的演變成為可能。
蘇雷在采訪的最后表示:目前Rambus的業務主要是圍繞數據中心應用展開的,來自數據中心及其細分市場的收入達到75%以上。除了PCIe的突破之外,近期我們也在CXL技術領域扮演著先鋒者的角色。去年,我們發布CXL內存互連計劃,推出了一系列面向數據中心的新的解決方案,目標是讓數據中心架構進入下一個更高效節能的新階段。
總結
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