数据增长浪潮下，PCIe 6.0的问与Rambus的答

Posted 2022-03-28 CSDN云计算

作为历史上使用最广泛、可扩展性最强的互联技术，PCIe标准自21世纪初正式创立以来，它便一直作为数据中心和计算应用芯片间数据传输的行业标准而存在。而在近几年间，随着全球数据量的爆发式增长，PCIe标准的更迭自3.0到4.0的“七年之痒”之后，便如同火箭升空一般进入了快速迭代期。

2022年1月，PCI-SIG正式发布了PCIe 6.0规范标准v1.0版本，延续了一如既往的惯例，PCIe6.0标准下的带宽进一步倍增。不仅如此，PCIe6.0更是被业内视为PCIe问世近20年以来变化最大的一个版本，那么PCIe6.0究竟带来了哪些改变？

 在近期Rambus举办的PCIe6.0线上新品发布会上，Rambus正式发布了面向下一代数据中心的PCIe6.0控制器。在采访中，Rambus战略营销副总裁Matt Jones与Rambus大中华区总经理苏雷也与在场记者分享了他们对于PCIe 6.0标准的前沿看法与PCIe6.0最新的技术发展。

PCIe 6.0——“变”从何来？

一般提到PCIe 每次的技术迭代，我们最先想到的便是数据传输速率的提升，每次出现新一代产品，这一性能指标基本上都是翻倍的。在PCIe领域，通常会用GT/s作为它的衡量单位。回到PCIe 1.0和2.0时代，那个时候它们的理论数据传输率大概是2.5和5GT/s，但考虑到具体采用的编码技术和信号传导模式，实际的数据传输速率大概是2和4GT/s。这样算起来，到现在的速率高达64GT/s的PCIe 6.0，也实现了每一代标准速率翻倍的愿景和目标。

 在PCIe 6.0之前，各代PCIe采用的都是NRZ调制信号，即不归零编码，采用0或1两个电压等级，每一个时钟周期只能传输1bit的信号。也就是说，NRZ只采用了高低两种信号电平。因此，相对于PAM4采用的四电平，一般也将NRZ称作PAM2 。而PCIe 6.0为了实现高达64GT/s的数据传输速率，则突破性地采用了PAM4调制信号。

通过PAM4，每个时钟周期的数据传输可以达到2bit，而并不仅仅是单bit的数据传输。PAM4采用四个不同的电平等级。这就意味着在同样的电压波动范围之内和同样的时钟周期内，由于PAM4的电压等级比PAM2高了两个。这种变化带来了另外两个重要的影响，即更低的电压裕度和更高的误码率，使得在设备中保证信号完整性成为了一个非常关键的难题。

同时为了在保持数据传输速率的前提下解决PAM4本身的问题，PCIe 6.0采用了前向纠错技术（FEC）。FEC本质上是一种算法技术，可以在数据传输链路中确保所有信号的完整性。

Matt Jones在采访中表示：数据传输速率的上升以及PAM4这项技术本身会导致设备的能耗可能会上升，每一比特数据传输造成的单位数据能耗也会增加。为了减少整体系统的能耗，PCIe 6.0采用了颠覆式的L0p模式，其本质是通过动态的信道分配，允许将每个通道进行封闭或者打开来实现系统性的节能。

Rambus PCIe 6.0控制器——“变”中寻解

为了更好帮助厂商适应PCIe6.0时代带来的全新改变，Rambus推出了新一代PCIe 6.0控制器。根据PCIe 6.0的规范和标准，Rambus的PCIe 6.0控制器的数据传输速率高达64GT/s，同时该控制器还集成了完整性和数据加密（IDE）引擎，可以实现数据在不同PCIe设备的PCIe通路之间的安全传输。

 在数据中心低碳转型需求的推动下，Rambus PCIe 6.0控制器在功耗、面积以及延迟上都特别进行了相应的优化，特别在降低能耗方面，以帮助确保PCIe 6.0成为数据中心解决方案的一块关键基石，进而推动环保型数据中心的建设，并减少对散热管理的需求，降低成本。

同时在灵活性上，Rambus PCIe 6.0控制器还能够灵活地支持多种操作模式，保障客户的前期投资。除了支持PCI端点、根端口、双模式和交换机端口配置外，它还能向后兼容所有前代的PCIe标准，确保与客户的现有生态系统相容。

 Matt Jones对记者透露：就企业市场而言，PCIe 6.0支持的速度允许企业市场继续增加千兆以太网和其他网络协议方面的链接，进而支持400 800 GbE，甚至速率高达1.6TbE的以太网络。同时在企业内部的服务器中，PCI 6.0标准所支持的高数据传输速率和低延迟的可用性将使专门针对AI云计算和大数据新兴工作负载的分解式或分布式计算的演变成为可能。

苏雷在采访的最后表示：目前Rambus的业务主要是围绕数据中心应用展开的，来自数据中心及其细分市场的收入达到75%以上。除了PCIe的突破之外，近期我们也在CXL技术领域扮演着先锋者的角色。去年，我们发布CXL内存互连计划，推出了一系列面向数据中心的新的解决方案，目标是让数据中心架构进入下一个更高效节能的新阶段。