PCIe 5.0 spesifikasyonlarına giriş

• PCIe 5.0 spesifikasyonlarına giriş

PCIe 4.0 spesifikasyonu 2017'de tamamlandı, ancak AMD'nin 7nm Rydragon 3000 serisine kadar tüketici platformları tarafından desteklenmiyordu ve daha önce yalnızca süper bilgi işlem, 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 süredir daha hızlı bir PCIe 5.0 geliştiriyor, sinyal hızı mevcut 16GT/s'den 32GT/s'ye iki katına çıktı, bant genişliği 128 GB/s'ye ulaşabiliyor s ve sürüm 0.9/1.0 spesifikasyonu tamamlandı.PCIe 6.0 standart metninin v0.7 sürümü üyelere gönderildi ve standardın geliştirilmesi devam ediyor.PCIe 6.0'ın pin hızı, PCIe 3.0'ın 8 katı olan 64 GT/s'ye çıkarıldı ve x16 kanallarındaki bant genişliği 256 GB/s'den daha büyük olabilir.Başka bir deyişle, PCIe 3.0 x8'in mevcut hızına ulaşmak için yalnızca bir PCIe 6.0 kanalı gerekiyor.V0.7'ye gelince, PCIe 6.0 ilk başta duyurulan özelliklerin çoğuna ulaştı ancak güç tüketimi hala daha iyi durumdad ve standart, L0p güç yapılandırma donanımını yeni tanıttı.Elbette 2021 yılındaki duyurunun ardından PCIe 6.0 en erken 2023 veya 2024 yılında ticari olarak satışa sunulabilir.Örneğin, PCIe 5.0 2019'da onaylandı ve ancak şimdilerde uygulama örnekleri var

Önceki standart spesifikasyonlarla karşılaştırıldığında PCIe 4.0 spesifikasyonları nispeten geç geldi.PCIe 3.0 spesifikasyonları, PCIe 4.0'ın piyasaya sürülmesinden 7 yıl sonra, 2010 yılında tanıtıldı, dolayısıyla PCIe 4.0 spesifikasyonlarının ömrü kısa olabilir.Özellikle bazı satıcılar PCIe 5.0 PHY fiziksel katman cihazları tasarlamaya başladı.

PCI-SIG organizasyonu, iki standardın bir süre bir arada var olmasını bekliyor ve PCIe 5.0 esas olarak AI için Gpus, ağ cihazları vb. gibi daha yüksek verim gereksinimlerine sahip yüksek performanslı cihazlar için kullanılıyor; bu da PCIe 5.0'ın olduğu anlamına geliyor. veri merkezi, ağ ve HPC ortamlarında görünme olasılığı daha yüksektir.Masaüstü bilgisayarlar gibi daha az bant genişliği gereksinimi olan cihazlar PCIe 4.0'ı kullanabilir.

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

PCIe 5.0, bant genişliğini iki katına çıkarmanın yanı sıra başka değişiklikler de getiriyor; sinyal bütünlüğünü geliştirmek için elektrik tasarımını değiştiriyor, PCIe ile geriye dönük uyumluluk ve daha fazlasını sağlıyor.Ayrıca PCIe 5.0, uzun mesafelerde gecikmeyi ve sinyal zayıflamasını azaltan yeni standartlarla tasarlanmıştır.

PCI-SIG organizasyonu, spesifikasyonun 1.0 sürümünü bu yılın ilk çeyreğinde tamamlamayı bekliyor ancak standartlar geliştirebiliyorlar ancak terminal cihazının pazara ne zaman sunulacağını kontrol edemiyorlar ve ilk PCIe 5.0'ın piyasaya sürülmesi bekleniyor. cihazlar bu yıl piyasaya çıkacak ve 2020'de daha fazla ürün ortaya çıkacak. Ancak daha yüksek hızlara duyulan ihtiyaç, standart gövdenin yeni nesil PCI Express'i tanımlamasına yol açtı.PCIe 5.0'ın hedefi standardın hızını mümkün olan en kısa sürede arttırmaktır.Bu nedenle PCIe 5.0, herhangi bir önemli yeni özellik olmaksızın hızı basitçe 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 hızlı olursa, PC kartı üzerinden iletilen sinyalin taşıyıcı frekansı da o kadar yüksek olur.İki tür fiziksel hasar, mühendislerin PCIe sinyallerini yayma kapsamını sınırlar:

· 1. Kanalın zayıflaması

· 2. Pimler, konnektörler, geçiş delikleri ve diğer yapılardaki empedans süreksizliklerinden dolayı kanalda meydana gelen yansımalar.

PCIe 5.0 spesifikasyonu, 16 GHz'de -36dB zayıflamaya sahip kanalları kullanır.16 GHz frekansı, 32 GT/s dijital sinyaller için Nyquist frekansını temsil eder.Örneğin, PCIe5.0 sinyali başladığında, 800 mV'luk tipik bir tepeden tepeye voltaja sahip olabilir.Ancak önerilen -36dB kanalı geçtikten sonra açık göze olan benzerlik kayboluyor.Yalnızca verici tabanlı eşitleme (vurgu giderme) ve alıcı eşitleme (CTLE ve DFE'nin bir kombinasyonu) uygulanarak PCIe5.0 sinyali sistem kanalından geçebilir ve alıcı tarafından doğru bir şekilde yorumlanabilir.PCIe 5.0 sinyalinin beklenen minimum göz yüksekliği 10 mV'dir (eşitleme sonrası).Mükemmele yakın düşük titreşimli bir vericiyle bile, kanalın önemli ölçüde zayıflaması, sinyal genliğini, yansıma ve karışmanın neden olduğu diğer herhangi bir sinyal hasarının, gözü onarmak için kapatılabileceği noktaya kadar azaltır.