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 desteklenmedi ve daha önce yalnızca süper bilgisayarlar, kurumsal sınıf yüksek hızlı depolama ve ağ aygıtları gibi ürünler PCIe 4.0 teknolojisini kullanıyordu. PCIe 4.0 teknolojisi henüz geniş ölçekte uygulanmamış olsa da, PCI-SIG kuruluşu uzun zamandır daha hızlı bir PCIe 5.0 geliştiriyor, sinyal hızı mevcut 16GT/sn'den 32GT/sn'ye iki katına çıktı, bant genişliği 128GB/sn'ye ulaşabiliyor ve 0.9/1.0 spesifikasyonu tamamlandı. PCIe 6.0 standardının v0.7 sürümü metni üyelere gönderildi ve standardın gelişimi devam ediyor. PCIe 6.0'ın pin hızı, PCIe 3.0'ın 8 katı olan 64 GT/sn'ye çıkarıldı ve x16 kanallarındaki bant genişliği 256 GB/sn'den fazla olabiliyor. Başka bir deyişle, PCIe 3.0 x8'in mevcut hızına ulaşmak için yalnızca bir PCIe 6.0 kanalı yeterli. 0.7 sürümüne gelince, PCIe 6.0 başlangıçta duyurulan özelliklerin çoğuna ulaşmış olsa da güç tüketimi hala daha iyi.d ve standart, L0p güç yapılandırma donanımını yeni tanıttı. Elbette, 2021'deki duyurunun ardından, PCIe 6.0 en erken 2023 veya 2024'te piyasaya sürülebilir. Örneğin, PCIe 5.0 2019'da onaylandı ve ancak şimdi uygulama örnekleri mevcut.

PCIe 4.0 spesifikasyonları, önceki standart spesifikasyonlarla karşılaştırıldığında nispeten geç geldi. PCIe 3.0 spesifikasyonları, PCIe 4.0'ın piyasaya sürülmesinden 7 yıl sonra, 2010 yılında tanıtıldı, bu nedenle PCIe 4.0 spesifikasyonlarının ömrü kısa olabilir. Özellikle bazı tedarikçiler, PCIe 5.0 PHY fiziksel katman aygıtları 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 verimlilik gereksinimleri olan yüksek performanslı cihazlar için kullanılıyor. Bu da PCIe 5.0'ın veri merkezi, ağ ve HPC ortamlarında ortaya çıkma olasılığının daha yüksek olduğu anlamına geliyor. Masaüstü bilgisayarlar gibi daha düşük bant genişliği gereksinimleri olan cihazlar PCIe 4.0'ı kullanabilir.

PCIe 5.0 için sinyal hızı, PCIe 4.0'ın 16 GT/s'sinden 32 GT/s'sine çıkarıldı, hala 128/130 kodlama kullanılıyor ve x16 bant genişliği 64 GB/s'sinden 128 GB/s'sine çıkarıldı.

PCIe 5.0, bant genişliğini iki katına çıkarmanın yanı sıra, sinyal bütünlüğünü iyileştirmek için elektrik tasarımını değiştirerek PCIe ile geriye dönük uyumluluk ve daha fazlasını içeren başka değişiklikler de getiriyor. Ayrıca, PCIe 5.0, uzun mesafelerde gecikmeyi ve sinyal zayıflamasını azaltan yeni standartlarla tasarlandı.

PCI-SIG kuruluşu, spesifikasyonun 1.0 sürümünü bu yılın ilk çeyreğinde tamamlamayı planlıyor, ancak standartlar geliştirebilirler, ancak terminal cihazının ne zaman piyasaya sürüleceğini kontrol edemezler. İlk PCIe 5.0 cihazlarının bu yıl piyasaya sürülmesi ve 2020'de daha fazla ürünün piyasaya sürülmesi bekleniyor. Ancak, daha yüksek hızlara duyulan ihtiyaç, standart kuruluşunu yeni nesil PCI Express'i 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 hızı PCIe 4.0 standardına yükseltmek 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 zorlukları

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

· 1. Kanal zayıflaması

· 2. Pin, konnektör, geçiş deliği ve diğer yapılardaki empedans kesintilerinden dolayı kanalda oluşan yansımalar.

PCIe 5.0 spesifikasyonu, 16 GHz'de -36 dB zayıflamaya sahip kanallar kullanır. 16 GHz frekansı, 32 GT/sn dijital sinyaller için Nyquist frekansını temsil eder. Örneğin, PCIe5.0 sinyali başladığında, tipik olarak 800 mV'luk bir tepe-tepe voltajına sahip olabilir. Ancak, önerilen -36 dB kanaldan geçtikten sonra, açık bir göze olan tüm benzerliği kaybolur. PCIe5.0 sinyali yalnızca verici tabanlı eşitleme (vurgu azaltma) ve alıcı eşitleme (CTLE ve DFE kombinasyonu) uygulanarak sistem kanalından geçebilir ve alıcı tarafından doğru bir şekilde yorumlanabilir. Bir PCIe 5.0 sinyalinin beklenen minimum göz yüksekliği 10 mV'dir (eşitleme sonrası). Neredeyse mükemmel, düşük titreşimli bir vericiyle bile, kanalda önemli bir zayıflama, sinyal genliğini, yansıma ve çapraz konuşmadan kaynaklanan diğer tüm sinyal hasarlarının kapatılarak gözün eski haline getirilebileceği noktaya kadar azaltır.