ЖУРНАЛ СТА №1/2022

ОБЗОРЫ Технология обмена данными PCI Express (PCIe) повсеместно использу- ется в устройствах, требующих высоко- производительных, ускоренных вычис- лений, подключения сетевых карт и графических ускорителей, но не исчер- пывается только этим. Обладая преиму- ществом в высокой скорости передачи данных перед параллельными шинами PCI, PCI-X и AGP, а также низкой за- держкой (временем использования ши- ны периферийным устройством), ин- терфейс PCIe получил широкое распро- странение в построении иерархических структур хранения данных (например, подключения ОЗУ и DRAM через сло- ты PCIe с поддержкой протокола внут- рисистемных соединений CXL (Compute Express Link) на базе PCIe 5.0. Каждые три-семь лет скорость пере- дачи данных PCI Express при сохране- нии обратной совместимости с преды- дущими поколениями PCIe удваивалась (см. табл. 1). Удвоение пропускной способности шины PCIe 6.0: переход на 4-уровневую частотно-импульсную модуляцию сигнала PAM4 Юлия Гарсия В связи с высоким спросом на производительные серверные решения в центрах обработки данных (ЦОД) и в системах на базе алгоритмов искусственного интеллекта и машинного обучения большое значение приобретает увеличение скорости обмена данными по локальным шинам. Удвоение пропускной способности шины PCI Express до 64 ГТ/с увеличением частоты дискретизации цифрового сигнала ведёт к возрастанию влияния частотно-зависимых помех, при которых полезный сигнал становится неотличим от шума. В статье рассмотрен метод решения проблемы рабочей группой альянса PCI-Special Interest Group (PCI-SIG) для будущей спецификации 6.0 интерфейса PCIe. СТА 1/2022 30 www.cta.ru Таблица 1 Эволюция интерфейса PCIe PCIe Spec Скорость передачи данных на линию, ГТ/с Кодирование Пропускная способность, х16, Гбит/с Год 1,0 2,5 8b/10b 32 2003 2,0 5 8b/10b 64 2007 3,0 8 128b/130b 126 2010 4,0 16 128b/130b 252 2017 5,0 32 128b/130b 504 2019 6,0 64,0 (PAM4) FLIT 1024 2021* *прогнозируемая. Рис. 1. Пропускная способность интерфейса PCI Express (с перспективой дальнейшего увеличения) – PCI/PCI-X – PC/e – пропускная способность ввода-вывода Условные обозначения: Пропускная способность ГБ/с Пропускная способность ввода-вывода удваивается каждые 3 года (источник: PCI SIG) 1992 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016 2019 2022 2025 0,13 (PCI) 0,53 (PCI) 1,06 (PCI-X) 2,13 (PCI-x2.0) 8 PCI 1.0x16 16 PCIe 2.0x16 32 PCIe 3.0x16 64 PCIe 4.0x16 128 PCIe 5.0x16 0,13 0,26 0,5 1 4 8 16 32 64 128 256 256 PCIe 6.0x16 2