PCIe 5.0-ի տեխնիկական բնութագրերի ներածություն

• PCIe 5.0-ի տեխնիկական բնութագրերի ներածություն

PCIe 4.0 սպեցիֆիկացիան ավարտվել է 2017 թվականին, սակայն այն սպառողական հարթակների կողմից չի աջակցվել մինչև AMD-ի 7nm Rydragon 3000 շարքը, և նախկինում PCIe 4.0 տեխնոլոգիան օգտագործում էին միայն այնպիսի արտադրանքներ, ինչպիսիք են գերհաշվարկային պրոցեսորները, ձեռնարկությունների դասի բարձր արագությամբ պահեստավորման համակարգերը և ցանցային սարքերը: Չնայած PCIe 4.0 տեխնոլոգիան դեռևս լայնածավալ չի կիրառվել, PCI-SIG կազմակերպությունը վաղուց է մշակում ավելի արագ PCIe 5.0, ազդանշանի արագությունը կրկնապատկվել է՝ ներկայիս 16GT/վ-ից հասնելով 32GT/վ-ի, թողունակությունը կարող է հասնել 128GB/վ-ի, և 0.9/1.0 տարբերակի սպեցիֆիկացիան ավարտվել է: PCIe 6.0 ստանդարտի v0.7 տարբերակի տեքստը ուղարկվել է անդամներին, և ստանդարտի մշակումը ընթանում է ճիշտ ուղու վրա: PCIe 6.0-ի միացման արագությունը մեծացել է մինչև 64 GT/s, որը 8 անգամ ավելի է, քան PCIe 3.0-ինը, իսկ x16 ալիքների թողունակությունը կարող է լինել ավելի մեծ, քան 256 ԳԲ/s: Այլ կերպ ասած, PCIe 3.0 x8-ի ներկայիս արագությունը պահանջում է միայն մեկ PCIe 6.0 ալիք: Ինչ վերաբերում է v0.7-ին, PCIe 6.0-ն իրականացրել է սկզբնապես հայտարարված գործառույթների մեծ մասը, բայց էներգիայի սպառումը դեռևս ավելի է բարելավվել:դ, և ստանդարտը նոր է ներկայացրել L0p հզորության կարգավորման սարքը։ Իհարկե, 2021 թվականի հայտարարությունից հետո PCIe 6.0-ը կարող է առևտրային առումով հասանելի լինել 2023 կամ 2024 թվականներին՝ ամենավաղը։ Օրինակ, PCIe 5.0-ը հաստատվել է 2019 թվականին, և միայն հիմա են հայտնվել կիրառման դեպքերը։

Նախորդ ստանդարտ սպեցիֆիկացիաների համեմատ, PCIe 4.0 սպեցիֆիկացիաները ի հայտ եկան համեմատաբար ուշ։ PCIe 3.0 սպեցիֆիկացիաները ներկայացվեցին 2010 թվականին՝ PCIe 4.0-ի ներդրումից 7 տարի անց, ուստի PCIe 4.0 սպեցիֆիկացիաների կյանքը կարող է կարճ լինել։ Մասնավորապես, որոշ մատակարարներ սկսել են նախագծել PCIe 5.0 PHY ֆիզիկական շերտի սարքեր։

PCI-SIG կազմակերպությունը կանխատեսում է, որ երկու ստանդարտները որոշ ժամանակ կգոյակցեն, և PCIe 5.0-ը հիմնականում օգտագործվում է բարձր թողունակության պահանջներով բարձր արտադրողականության սարքերի համար, ինչպիսիք են արհեստական բանականության համար նախատեսված գրաֆիկական պրոցեսորները, ցանցային սարքերը և այլն, ինչը նշանակում է, որ PCIe 5.0-ն ավելի հավանական է, որ հայտնվի տվյալների կենտրոններում, ցանցում և HPC միջավայրերում: Ավելի քիչ թողունակության պահանջներ ունեցող սարքերը, ինչպիսիք են սեղանադիր համակարգիչները, կարող են օգտագործել PCIe 4.0-ը:

PCIe 5.0-ի համար ազդանշանի արագությունը PCIe 4.0-ի 16GT/վ-ից բարձրացվել է մինչև 32GT/վ, դեռևս օգտագործելով 128/130 կոդավորումը, իսկ x16 թողունակությունը բարձրացվել է 64GB/վ-ից մինչև 128GB/վ։

Բացի թողունակության կրկնապատկումից, PCIe 5.0-ը բերում է այլ փոփոխություններ՝ փոխելով էլեկտրական դիզայնը՝ բարելավելու ազդանշանի ամբողջականությունը, PCIe-ի հետ հետադարձ համատեղելիությունը և այլն: Բացի այդ, PCIe 5.0-ը նախագծվել է նոր ստանդարտներով, որոնք նվազեցնում են լատենտությունը և ազդանշանի թուլացումը երկար հեռավորությունների վրա:

PCI-SIG կազմակերպությունը նախատեսում է ավարտել սպեցիֆիկացիայի 1.0 տարբերակը այս տարվա առաջին եռամսյակում, սակայն նրանք կարող են մշակել ստանդարտներ, սակայն չեն կարող վերահսկել, թե երբ է տերմինալ սարքը ներկայացվելու շուկայում, և կանխատեսվում է, որ առաջին PCIe 5.0 սարքերը կներկայացվեն այս տարի, իսկ ավելի շատ ապրանքներ կհայտնվեն 2020 թվականին։ Այնուամենայնիվ, ավելի բարձր արագությունների անհրաժեշտությունը դրդեց ստանդարտացման մարմնին սահմանել PCI Express-ի հաջորդ սերունդը։ PCIe 5.0-ի նպատակն է բարձրացնել ստանդարտի արագությունը հնարավորինս կարճ ժամանակահատվածում։ Հետևաբար, PCIe 5.0-ն նախատեսված է պարզապես արագությունը PCIe 4.0 ստանդարտին հասցնելու համար՝ առանց որևէ այլ էական նոր հնարավորությունների։

Օրինակ, PCIe 5.0-ը չի աջակցում PAM 4 ազդանշանները և ներառում է միայն այն նոր հնարավորությունները, որոնք անհրաժեշտ են PCIe ստանդարտին 32 GT/վրկ հնարավորինս կարճ ժամանակահատվածում ապահովելու համար։

Սարքավորումների հետ կապված խնդիրներ

PCI Express 5.0-ը աջակցող արտադրանք պատրաստելու հիմնական մարտահրավերը կապված կլինի ալիքի երկարության հետ։ Որքան արագ է ազդանշանի արագությունը, այնքան բարձր է համակարգչի տախտակի միջոցով փոխանցվող ազդանշանի կրիչի հաճախականությունը։ Երկու տեսակի ֆիզիկական վնասներ սահմանափակում են այն չափը, որով ինժեներները կարող են տարածել PCIe ազդանշանները.

· 1. Ալիքի թուլացում

· 2. Անդրադարձումներ, որոնք առաջանում են ալիքում ամրակների, միակցիչների, անցքերի և այլ կառուցվածքների իմպեդանսային անհամապատասխանությունների պատճառով։

PCIe 5.0 սպեցիֆիկացիան օգտագործում է -36dB թուլացմամբ ալիքներ 16 GHz հաճախականությամբ: 16 GHz հաճախականությունը ներկայացնում է Նայքվիստի հաճախականությունը 32 GT/s թվային ազդանշանների համար: Օրինակ, երբ PCIe5.0 ազդանշանը սկսվում է, այն կարող է ունենալ 800 մՎ գագաթնակետային լարման բնորոշ արժեք: Այնուամենայնիվ, խորհուրդ տրված -36dB ալիքով անցնելուց հետո բաց աչքի հետ ցանկացած նմանություն կորչում է: Միայն հաղորդչի վրա հիմնված հավասարեցման (ապակենտրոնացման) և ընդունիչի հավասարեցման (CTLE-ի և DFE-ի համադրություն) կիրառմամբ PCIe5.0 ազդանշանը կարող է անցնել համակարգի ալիքով և ճշգրիտ մեկնաբանվել ընդունիչի կողմից: PCIe 5.0 ազդանշանի աչքի նվազագույն սպասվող բարձրությունը 10 մՎ է (հավասարեցումից հետո): Նույնիսկ գրեթե կատարյալ ցածր թրթռումով հաղորդիչի դեպքում, ալիքի զգալի թուլացումը նվազեցնում է ազդանշանի ամպլիտուդը մինչև այն կետը, որտեղ արտացոլման և խաչաձև խոսակցության հետևանքով առաջացած ազդանշանի ցանկացած այլ տեսակի վնաս կարող է փակվել՝ աչքը վերականգնելու համար: