PCI Express 6.0：为下一代数据中心带来前所未有的性能

作者：Matt Jones，Rambus接口IP战略营销副总裁

近二十年来，PCI Express（PCIe）规范一直是计算领域的首选互连标准。从2010年发布的PCIe 3.0开始，每一代新标准的信号传输速率都比上一代增加一倍，而且在满足各种用例的带宽需求方面远远领先于市场。

但近年来，人工智能/机器学习（AI/ML）、高性能计算（HPC）等性能关键型应用所产生的数据呈现爆发式增长，企业也纷纷上云。面对巨大的数据流量，数据中心在数据处理和数据存储上正承受着极限压力，这也使得服务器和网络设备上的PCIe互连成为瓶颈。

PCIe 6.0 - 服务于高带宽要求的应用

为了不断满足行业对高速率、低延迟互连的需求，PCI-SIG发布了PCIe 6.0规范。该规范将数据传输速率提升至64 GT/s，相较PCIe 5.0规范（32 GT/s）带宽和能效提高了一倍。

为了实现这一带宽的巨大飞跃全新的PCIe 6标准作出了一些根本性的改变：

-        PAM4调制信号：PCIe 6.0使用PAM4取代了PCIe 5.0和前几代标准所使用的NRZ调制信号，实现了更快的数据传输和更高的带宽。
-        前向纠错（FEC）：为了减少因PAM4调制信号而增加的误码率，PCIe 6.0加入了FEC。
-        固定大小数据包（FLIT）模式：PCIe 6.0采用FLIT模式来简化控制器层面的数据管理并提高带宽效率、降低延迟和减少控制器的占用空间。
-        L0p模式：PCIe 6.0利用这一低功耗模式使流量在更少的通道上运行，起到了节能的效果。

凭借这些创新，我们预计，PCIe6.0技术将大大纾解行业所面临的带宽困境，并为数据中心带来最佳的性能。

专为PCIe 6.0打造的Rambus IP解决方案

凭借在高速信号领域30多年的专业知识和近20年的PCIe解决方案的实施经验，Rambus推出了一款专为ASIC而设计的可配置和可扩展控制器IP——PCIe 6.0控制器解决方案。

该控制器支持PCIe 6.0规范并向后兼容PCIe 5.0、4.0和3.1/3.0规范。它还支持6.x版本的PCI Express物理层接口（PIPE）规范。这款控制器提供了一个高效率的发射器（Tx）和接收器（Rx）接口，具有可配置的总线宽度。该IP旨在满足众多客户和行业用例的需求，支持端点、根端口、交换端口和双模式拓扑结构配置，可提供多种不同的使用模式。Rambus所提供的图形用户界面（GUI）向导使设计人员可以通过启用、禁用和调整大量参数，来根据他们的具体要求设定使用该IP。



随着数据在计算系统中的价值迅速上升，保证设备内部和设备间链路的安全已成为一项关键任务。因此，Rambus PCIe 6.0控制器提供了一个集成的IDE（完整性和数据加密）安全引擎，并对其性能进行了优化。此外，Rambus还提供一个PCIe 6.0 Retimer控制器。


显示Rambus PCIe 6.0 Retimer控制器的Retimer芯片框图

技术的进步带来对更高带宽永无止境的追求。PCIe 6.0代表了最新一代的系统接口标准，而随着PCI Express标准现以两年为一个升级周期，PCIe 6.0将成为实现更高计算性能水平的重要组成部分。