Introduzzjoni għall-ispeċifikazzjonijiet tal-PCIe 5.0

• Introduzzjoni għall-ispeċifikazzjonijiet tal-PCIe 5.0

L-ispeċifikazzjoni PCIe 4.0 tlestiet fl-2017, iżda ma kinitx appoġġjata mill-pjattaformi tal-konsumatur sakemm wasslet is-serje Rydragon 3000 ta' 7nm ta' AMD, u qabel prodotti biss bħal supercomputing, ħażna b'veloċità għolja ta' klassi intrapriża, u apparati tan-netwerk kienu jużaw it-teknoloġija PCIe 4.0. Għalkemm it-teknoloġija PCIe 4.0 għadha ma ġietx applikata fuq skala kbira, l-organizzazzjoni PCI-SIG ilha tiżviluppa PCIe 5.0 aktar mgħaġġel, ir-rata tas-sinjal irduppjat mill-16GT/s attwali għal 32GT/s, il-bandwidth jista' jilħaq 128GB/s, u l-ispeċifikazzjoni tal-verżjoni 0.9/1.0 tlestiet. Il-verżjoni v0.7 tat-test tal-istandard PCIe 6.0 intbagħtet lill-membri, u l-iżvilupp tal-istandard jinsab fit-triq it-tajba. Ir-rata tal-pin tal-PCIe 6.0 żdiedet għal 64 GT/s, li hija 8 darbiet dik tal-PCIe 3.0, u l-bandwidth fil-kanali x16 jista' jkun akbar minn 256GB/s. Fi kliem ieħor, il-veloċità attwali tal-PCIe 3.0 x8 teħtieġ kanal PCIe 6.0 wieħed biss biex tintlaħaq. Fir-rigward tal-v0.7, il-PCIe 6.0 kiseb il-biċċa l-kbira tal-karatteristiċi mħabbra oriġinarjament, iżda l-konsum tal-enerġija għadu qed jitjieb aktar.d, u l-istandard introduċa mill-ġdid it-tagħmir tal-konfigurazzjoni tal-enerġija L0p. Naturalment, wara t-tħabbira fl-2021, PCIe 6.0 jista' jkun disponibbli kummerċjalment fl-2023 jew l-2024 l-aktar kmieni. Pereżempju, PCIe 5.0 ġie approvat fl-2019, u issa biss hemm każijiet ta' applikazzjoni.

Meta mqabbla mal-ispeċifikazzjonijiet standard preċedenti, l-ispeċifikazzjonijiet tal-PCIe 4.0 ġew relattivament tard. L-ispeċifikazzjonijiet tal-PCIe 3.0 ġew introdotti fl-2010, 7 snin wara l-introduzzjoni tal-PCIe 4.0, għalhekk il-ħajja tal-ispeċifikazzjonijiet tal-PCIe 4.0 tista' tkun qasira. B'mod partikolari, xi bejjiegħa bdew jiddisinjaw apparati tas-saff fiżiku tal-PCIe 5.0 PHY.

L-organizzazzjoni PCI-SIG tistenna li ż-żewġ standards jikkoeżistu għal xi żmien, u PCIe 5.0 jintuża prinċipalment għal apparati ta' prestazzjoni għolja b'rekwiżiti ta' throughput ogħla, bħal GPUs għall-AI, apparati tan-netwerk, eċċ., li jfisser li PCIe 5.0 x'aktarx jidher f'ambjenti ta' ċentri tad-dejta, netwerks, u HPC. Apparati b'inqas rekwiżiti ta' bandwidth, bħal desktops, jistgħu jużaw PCIe 4.0.

Għal PCIe 5.0, ir-rata tas-sinjal żdiedet minn 16GT/s ta' PCIe 4.0 għal 32GT/s, xorta bl-użu ta' kodifikazzjoni 128/130, u l-bandwidth x16 żdiedet minn 64GB/s għal 128GB/s.

Minbarra li rdoppja l-bandwidth, il-PCIe 5.0 iġib miegħu bidliet oħra, bħal tibdil fid-disinn elettriku biex titjieb l-integrità tas-sinjal, kompatibilità b'lura mal-PCIe, u aktar. Barra minn hekk, il-PCIe 5.0 ġie ddisinjat bi standards ġodda li jnaqqsu l-latenza u l-attenwazzjoni tas-sinjal fuq distanzi twal.

L-organizzazzjoni PCI-SIG tistenna li tlesti l-verżjoni 1.0 tal-ispeċifikazzjoni fl-ewwel kwart ta’ din is-sena, iżda jistgħu jiżviluppaw standards, iżda ma jistgħux jikkontrollaw meta l-apparat terminali jiġi introdott fis-suq, u huwa mistenni li l-ewwel apparati PCIe 5.0 jiddebuttaw din is-sena, u aktar prodotti jidhru fl-2020. Madankollu, il-ħtieġa għal veloċitajiet ogħla wasslet lill-korp tal-istandard biex jiddefinixxi l-ġenerazzjoni li jmiss ta’ PCI Express. L-għan ta’ PCIe 5.0 huwa li żżid il-veloċità tal-istandard fl-iqsar żmien possibbli. Għalhekk, PCIe 5.0 huwa ddisinjat biex sempliċement iżid il-veloċità għall-istandard PCIe 4.0 mingħajr ebda karatteristiċi ġodda sinifikanti oħra.

Pereżempju, PCIe 5.0 ma jappoġġjax sinjali PAM 4 u jinkludi biss il-karatteristiċi ġodda meħtieġa biex l-istandard PCIe jkun jista' jappoġġja 32 GT/s fl-iqsar żmien possibbli.

Sfidi tal-ħardwer

L-isfida ewlenija fit-tħejjija ta' prodott biex jappoġġja PCI Express 5.0 se tkun relatata mat-tul tal-kanal. Iktar ma tkun mgħaġġla r-rata tas-sinjal, iktar tkun għolja l-frekwenza tat-trasportatur tas-sinjal trasmess permezz tal-bord tal-PC. Żewġ tipi ta' ħsara fiżika jillimitaw il-punt sa fejn l-inġiniera jistgħu jippropagaw is-sinjali PCIe:

· 1. Attenwazzjoni tal-kanal

· 2. Riflessjonijiet li jseħħu fil-kanal minħabba diskontinwitajiet tal-impedenza fil-pinnijiet, konnetturi, toqob li jgħaddu minn ġo fihom u strutturi oħra.

L-ispeċifikazzjoni PCIe 5.0 tuża kanali b'attenwazzjoni ta' -36dB f'16 GHz. Il-frekwenza ta' 16 GHz tirrappreżenta l-frekwenza ta' Nyquist għal sinjali diġitali ta' 32 GT/s. Pereżempju, meta jibda s-sinjal PCIe5.0, jista' jkollu vultaġġ tipiku minn quċċata għal quċċata ta' 800 mV. Madankollu, wara li jgħaddi mill-kanal rakkomandat ta' -36dB, kwalunkwe xebh ma' għajn miftuħa jintilef. Huwa biss bl-applikazzjoni ta' ekwalizzazzjoni bbażata fuq it-trasmettitur (tneħħija tal-aċċentwazzjoni) u ekwalizzazzjoni tar-riċevitur (kombinazzjoni ta' CTLE u DFE) li s-sinjal PCIe5.0 jista' jgħaddi mill-kanal tas-sistema u jiġi interpretat b'mod preċiż mir-riċevitur. L-għoli minimu mistenni tal-għajn ta' sinjal PCIe 5.0 huwa 10mV (wara l-ekwalizzazzjoni). Anke b'trasmettitur kważi perfett b'jitter baxx, attenwazzjoni sinifikanti tal-kanal tnaqqas l-amplitudni tas-sinjal sal-punt fejn kwalunkwe tip ieħor ta' ħsara lis-sinjal ikkawżata minn riflessjoni u crosstalk tista' tingħalaq biex tirrestawra l-għajn.