PCI Express正籌備更新至32G

銅纜互連機制将迎來新的曆史性更新，最早将于2019年推出的第五代pci express将實作每秒32 g傳輸能力。pci特别興趣小組在本屆年會上公布了此項計劃，并表示這套方案将徹底終結原本的第四代每秒16 gt性能規格。

這一消息标志着此項目前得到廣泛使用的計算機互連技術将迎來顯著提速——事實上，随着近年來pc市場發展速度的放緩，該互連性能水準一直處于停滞狀态。與此同時，以ccix、genz以及opencapi為代表的其它多種開放互連方案亦在快速興起當中。

第五代pcie将采用128-/130-bit編碼，能夠在16條每秒4 gb通道當中提供高達128 gb每秒的傳輸速率。預計其将為高端gpu、機器學習加速器以及以太網與infiniband卡提供速率達每秒400 gb的傳輸連結。

pci特别興趣小組的成員們已經為該項性能規範建構起一套0.3主幹版本。值得一提的是，該小組此前還曾負責對第四代标準的0.9版本進行最終審查。

這項32 g規範的出現可謂順應時代要求，特别是考慮到資料中心正不斷推動互連體系向每秒56 gb的傳輸速率進軍。

pci特别興趣小組負責人al yanes解釋稱，“我們能夠立足行業中的現有标準建立大量phy。第四代規範中的很多原有工作成果都将繼續适用，這也降低了第五代規範的實作難度。我們的電子工作小組對于目前性能數字以及進度時間表抱有充分的信心。”

工程師們尚未确定新的規範是否會給互連體系的覆寫面帶來限制，或者要求使用比fr4成本更高的闆片材料。不過他們已經肯定的是，這項新标準将能夠實作對該小組在過去25年中陸續開發的各項規格的向下相容。

pci express正籌備更新至32g

在經曆了慵懶的2010年到2017年之後，pci特别興趣小組目前正加快路線圖的發展工作。

ibm公司研究員brad mccredie表示，第五代pcie代表着行業正在想辦法滿足快速i/o基礎之上的高速工作需求，而這亦成為摩爾定律實作成本日益高企之後最為可行的性能提升途徑。這位經驗豐富的微處理器工程師目前正緻力于開發power 9，而這款處理器将在今年晚些時候成為第一種采用第四代pcie的商用cpu。

目前，業界“仍然以七年之前折第三代pcie作為首選方案……我們有必要邁出通往第四代規範的步伐。我們需要利用這些高性能總線以實作各加速器之間的通信，同時借此實作成本削減。”

他同時補充稱，“我認為第四代pcie在行業内的全部普及可能要到2019年。不過如果pci特别興趣小組繼續積極推進，我們将能夠在2020年迎來第五代pcie的版本。”

mccredie拒絕對銅纜互連機制的消亡時間作出預測。但他明确表示，希望第四代連接配接器仍能實作每秒32 gt傳輸速率，這意味着第五代之後的銅纜pcie規範仍有實作可能。

他解釋稱，“這一切類似于2005年時的power 6，當時我們就以為這已經是最後一代方案了。然而i/o工程師們一次又一次提出更高要求，我們也一次又一次将性能推向新的水準。”

與此同時，mccredie指出ibm公司亦身為ccix等替代性開放互連組織的成員。“我們正在對各類開放附加功能進行評估。”

盡管16g規範的完成周期比預期更長，但已經有多家企業正在将其引入自身産品。其中有十幾家已經開始立足裝置進行第四代pcie規範測試。

cadence、plda以及synopsy等廠商已經在去年的pci特别興趣小組會議上展示了pcie 4.0實體層、控制器、交換機以及其它ip塊。其還同時亮出了采用pcie 4.0的100 gb每秒infiniband交換機晶片、相關單闆以及背闆等。

在今年的會議上，cadence與synopsys公司将推動第四代ip邁向更多市場，其中包括汽車制造行業。keysight與teledyne lecroy公司将展示第四代測試工具，nec公司則将公布一款用于将pcie套件與以太網之間加以橋接的新型晶片。

就其本身而言，ibm與mellanox以及xilinx等合作夥伴計劃于今年晚些時候推出power 9，其将支援第四代pcie網卡及加速卡。根據與會者們的預測，未來還将有更多廠商以ibm open power倡議參與者的身份制造各類power 9系統方案。

mccredie表示，“第四代pcie總線速度很快，但并沒有給我們帶來太多意外——因為我們自己的機型完全能夠與之對接。”

pci express性能發展變革曆程。

ibm公司預計pcie總線及其自有opencapi互連機制将能夠承載各類網卡、存儲卡以及加速器。有趣的是，mccredie亦相當看好英特爾3d xpoint存儲器作為存儲級記憶體媒體的發展潛力，這意味着其很可能憑借opencapi的同步通路能力轉化為dram與閃存之間的新型存儲層。

他解釋稱，“我認為3d xpoint是一項極具颠覆性的技術，其速度表現絕對足以實作同步通路……但我對3d xpoint技術所使用的dimm插槽則不敢苟同。”

不過在opencapi上使用3d xpoint目前還停留在概念層面，他解釋稱，“相關想法還隻是說說而已。”

opencapi的傳輸帶寬峰值為每秒150 gb，高于第四代pcie的每秒128 gb。ibm公司希望憑借這一優勢為其power 9處理器吸引到更多合作夥伴。

另外，ibm公司也一直在不斷發展的中國電子行業内培養合作夥伴。其已經釋出一項路線圖，其中囊括了power 9主力設計以及未來三年的power 10設計思路。

mccredie指出，ibm公司最近公布的5納米納米片半導體工藝為其未來的工作鋪平了道路。他表示，“現在power 11已經擁有了實作所必需的制程技術。”

本文轉自d1net（轉載）