PCIe 5.0 özelliklerine giriş

• PCIe 5.0 özelliklerine giriş

PCIe 4.0 spesifikasyonu 2017 yılında tamamlandı, ancak AMD'nin 7nm Rydragon 3000 serisine kadar tüketici platformları tarafından desteklenmiyordu ve daha önce yalnızca süper bilgisayarlar, kurumsal sınıf yüksek hızlı depolama ve ağ cihazları gibi ürünler PCIe 4.0 teknolojisini kullanıyordu. PCIe 4.0 teknolojisi henüz geniş ölçekte uygulanmamış olsa da, PCI-SIG organizasyonu uzun zamandır daha hızlı bir PCIe 5.0 geliştiriyor; sinyal hızı mevcut 16GT/s'den 32GT/s'ye iki katına çıkarılmış, bant genişliği 128GB/s'ye ulaşabiliyor ve 0.9/1.0 sürüm spesifikasyonu tamamlandı. PCIe 6.0 standardının 0.7 sürüm metni üyelere gönderildi ve standardın geliştirilmesi planlandığı gibi ilerliyor. PCIe 6.0'ın pin hızı 64 GT/s'ye çıkarıldı; bu, PCIe 3.0'ın 8 katı ve x16 kanallardaki bant genişliği 256 GB/s'den daha büyük olabilir. Başka bir deyişle, mevcut PCIe 3.0 x8 hızına ulaşmak için yalnızca bir PCIe 6.0 kanalına ihtiyaç duyulmaktadır. v0.7 sürümüne gelince, PCIe 6.0 başlangıçta duyurulan özelliklerin çoğunu gerçekleştirmiş durumda, ancak güç tüketiminin daha da iyileştirilmesi gerekiyor.d) ve standart, yeni tanıtılan L0p güç yapılandırma donanımına sahip. Elbette, 2021'deki duyurunun ardından PCIe 6.0, en erken 2023 veya 2024'te ticari olarak piyasaya sürülebilir. Örneğin, PCIe 5.0 2019'da onaylandı ve ancak şimdi uygulama örnekleri ortaya çıkıyor.

Önceki standart özelliklerle karşılaştırıldığında, PCIe 4.0 özellikleri nispeten geç geldi. PCIe 3.0 özellikleri 2010 yılında, PCIe 4.0'ın tanıtımından 7 yıl sonra tanıtılmıştı, bu nedenle PCIe 4.0 özelliklerinin ömrü kısa olabilir. Özellikle, bazı üreticiler PCIe 5.0 PHY fiziksel katman cihazları tasarlamaya başladı.

PCI-SIG kuruluşu, iki standardın bir süre daha birlikte var olmasını bekliyor ve PCIe 5.0, yapay zeka için GPU'lar, ağ cihazları vb. gibi daha yüksek verim gereksinimlerine sahip yüksek performanslı cihazlar için kullanılıyor; bu da PCIe 5.0'ın veri merkezi, ağ ve yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) ortamlarında daha sık görüleceği anlamına geliyor. Masaüstü bilgisayarlar gibi daha az bant genişliği gereksinimine sahip cihazlar ise PCIe 4.0 kullanabilir.

PCIe 5.0 için sinyal hızı, PCIe 4.0'ın 16 GT/s değerinden 32 GT/s'ye çıkarıldı (hala 128/130 kodlama kullanılıyor) ve x16 bant genişliği 64 GB/s'den 128 GB/s'ye yükseltildi.

PCIe 5.0, bant genişliğini ikiye katlamanın yanı sıra, sinyal bütünlüğünü iyileştirmek için elektriksel tasarımı değiştiren, PCIe ile geriye dönük uyumluluk sağlayan ve daha birçok yenilik getiriyor. Ayrıca, PCIe 5.0, uzun mesafelerde gecikmeyi ve sinyal zayıflamasını azaltan yeni standartlarla tasarlanmıştır.

PCI-SIG kuruluşu, spesifikasyonun 1.0 sürümünü bu yılın ilk çeyreğinde tamamlamayı bekliyor, ancak standartlar geliştirebilirler ancak terminal cihazının piyasaya ne zaman sürüleceğini kontrol edemezler ve ilk PCIe 5.0 cihazlarının bu yıl piyasaya sürülmesi ve 2020'de daha fazla ürünün ortaya çıkması bekleniyor. Bununla birlikte, daha yüksek hızlara duyulan ihtiyaç, standart kuruluşunu PCI Express'in yeni neslini tanımlamaya yöneltti. PCIe 5.0'ın amacı, standardın hızını mümkün olan en kısa sürede artırmaktır. Bu nedenle, PCIe 5.0, başka önemli yeni özellikler olmadan, sadece PCIe 4.0 standardının hızını artırmak için tasarlanmıştır.

Örneğin, PCIe 5.0, PAM 4 sinyallerini desteklemez ve yalnızca PCIe standardının mümkün olan en kısa sürede 32 GT/s'yi desteklemesini sağlamak için gereken yeni özellikleri içerir.

Donanım sorunları

PCI Express 5.0'ı destekleyecek bir ürün hazırlamanın en büyük zorluğu kanal uzunluğuyla ilgili olacaktır. Sinyal hızı ne kadar yüksekse, baskılı devre kartı üzerinden iletilen sinyalin taşıyıcı frekansı da o kadar yüksek olur. İki tür fiziksel hasar, mühendislerin PCIe sinyallerini yayma derecesini sınırlar:

· 1. Kanalın zayıflaması

· 2. Pinlerde, konektörlerde, deliklerde ve diğer yapılarda empedans süreksizliklerinden kaynaklanan kanalda oluşan yansımalar.

PCIe 5.0 spesifikasyonu, 16 GHz'de -36 dB zayıflamaya sahip kanallar kullanır. 16 GHz frekansı, 32 GT/s dijital sinyaller için Nyquist frekansını temsil eder. Örneğin, PCIe 5.0 sinyali başladığında, tipik tepe-tepe voltajı 800 mV olabilir. Ancak, önerilen -36 dB kanalından geçtikten sonra, açık bir göze olan herhangi bir benzerlik kaybolur. PCIe 5.0 sinyalinin sistem kanalından geçmesi ve alıcı tarafından doğru bir şekilde yorumlanması ancak verici tabanlı eşitleme (vurgu giderme) ve alıcı eşitlemesi (CTLE ve DFE kombinasyonu) uygulanarak mümkündür. PCIe 5.0 sinyalinin beklenen minimum göz yüksekliği 10 mV'dir (eşitleme sonrası). Neredeyse mükemmel düşük titreşimli bir vericiyle bile, kanalın önemli ölçüde zayıflaması, sinyal genliğini, yansıma ve çapraz konuşmadan kaynaklanan diğer sinyal hasarı türlerinin kapatılarak gözün geri kazanılabileceği noktaya kadar azaltır.