Новости про PCI-Express 6.0

Данный шаг для NVIDIA выглядит логичным, поскольку упрощает цепочки поставок комплектующих — абсолютно все видеокарты будут требовать наличия шины PCIe 6.0 с шестнадцатью контактами дополнительного питания.

Такой коннектор позволяет передавать до 600 Вт энергии, в то время как топовые модели серии RTX 5000 будут потреблять 450 Вт, что оставляет некоторый запас по мощности. Средний же ценовой диапазон ускорителей будет потреблять около 300–350 Вт.

Шина PCIe является основным выбором для широкого спектра рынков с интенсивным объёмом данных, включая центры обработки данных, ИИ/МО, HPC, автомобильной электроники, устройств IoT, военную и аэрокосмическую сферы. Оптимизированный по мощности, охвату и задержкам, контроллер Rambus PCIe 6.0 обеспечивает скорости передачи данных до 64 гигатранзакций в секунду, что необходимо для задач высокой производительности. В дополнение этот контроллер обеспечивает уникальную безопасность при помощи движка Integrity and Data Encryption (IDE), который отслеживает и защищает линии PCIe от физических атак.

«Быстрое внедрение ИИ/МО и нагрузок с интенсивным объёмом данных требует, чтобы мы продолжили предоставление решений с высокой пропускной способностью с лучащими в классе задержками, энергопотреблением и охватом», — заявил Шон Фэг, операционный директор Rambus.

К ключевым возможностям Rambus PCIe 6.0 Controller относятся:

• Поддержка спецификации PCIe 6.0, включая скорость передачи данных 64 ГТ/с и сигналирование PAM4.
• Поддержка FLIT фиксированного размера, который обеспечивает высокую эффективность использования полосы.
• Реализация Forward Error Correction (FEC) с низкими задержками для повышения надёжности линии.
• Автоматический масштаб размера внутреннего пути (256, 512, 1024 бита) на основе максимальной скорости связи и ширины для снижения числа выходов и оптимальной пропускной способности.
• Обратная совместимость с PCIe 5.0, 4.0 и 3.0/3.1.
• Поддержка конфигураций портов: Endpoint, Root-Port, Dual-Mode и Switch.
• Оптимизированный интегрированный IDE.

Как и ожидалось изначально, PCIe 6.0 предложит удвоение скорости передачи данных, что крайне важно для сфер с интенсивным обменом данными, таких как High Performance Computing (HPC), центров обработки данных, edge-систем, систем искусственного интеллекта и машинного обучения, автомобилях и интернете вещей, а так в военной сфере.

Ключевые изменения в спецификации PCIe 6.0:

• Удвоение пропускной способности до 64 ГТ/с. При использовании 16 линий можно добиться скорости передачи данных в 256 ГБ/с.
• Низкие задержки. Для этого используется кодирование на базе контроля потока с фиксированным размером блока, который позволяет проводить простое сигналирование и надёжную проверку точности при прямой коррекции ошибок с импульсной амплитудной модуляцией на 4 уровнях (PAM4) без влияния на задержки.
• Обратная совместимость. Стандарт совместим со всеми предыдущими поколениями PCIe, что сокращает вложения при апгрейде.

Для лучшего понимания возможностей новой версии шины PCI-SIG опубликовала соответствующие образовательные ресурсы.

Несмотря на то, что на рынке пока нет материнских плат и процессоров с PCIe 5.0 (но будут уже через месяц), производители компьютерной техники уже могут начать реализацию следующей версии шины в своих продуктах. Более никаких значимых изменений в спецификацию внесено не будет, ну кроме как в случае выявления серьёзной проблемы.

Версия 6 станет первой среди всех поколений шины PCIe, где будет использован метод кодирования PAM-4, который применяется, в частности, в памяти GDDR6. Благодаря этому за один такт можно будет переслать вдвое больше данных чем в PCIe 5.0, то есть 64 ГТ/с. Ещё одной ключевой функцией стала поддержка FEC, или прямой коррекции ошибок с низкими задержками, что позволит сохранить целостность данных.

Стандарт PCIe 6.0 будет обратно совместим со всеми действующими версиями шины.

Финальная спецификация шины PCIe 6.0 вряд ли будет утверждена в этом году, однако по первоначальному плану все работы должны были быть окончены в 2021 году.

Решение получат компании, интегрированные с её дизайном. Изготавливаться продукт будет по новой 5 нм технологии. Компания Synopsys, используя DesignWare для шины PCIe 6.0, предложит заказчикам новый контроллер, физический интерфейс и верификацию средств интеллектуальной собственности.

В новой шине скорость связи составляет 64 Гб/с на контакт, что в 8 раз больше, чем в PCIe 3.0. При этом стандарт не только увеличит скорость, но и позволит снизить энергопотребление при передаче между чипами и картами расширения.

Совсем недавно мы перешли на стандарт PCIe 4.0. Вначале нам его обеспечила AMD, а недавно и Intel с выпуском Rocket Lake-S. Шина PCIe 5.0 пока недоступна потребителям, однако это не остановило Synopsys, решение которой пригодится в высокопроизводительных вычислениях, ИИ и крупных сетевых хранилищах.

Новая шина обеспечит удвоение скорости, по сравнению с PCIe 5.0, а в сравнении с PCIe 4.0 прирост будет четырёхкратным. Современным видеокартам хватает 8 линий PCIe 3.0, но при использовании 6-й версии шины, скорость вырастет в 8 раз, а значит, количество линий можно будет сократить до одной.

В настоящее время стандарт PCIe 6.0 соответствует большинству требований по конструкции. Исключением является питание, однако новый режим энергопотребления L0p должен решить эту проблему.

Кроме увеличения скорости и снижения энергопотребления новый стандарт обеспечивает новую форму коррекции ошибок Forward Error Correction (FEC), которая повысит надёжность и увеличит скорость передачи данных. Эта система коррекции, наряду с сигналами PAM4 и обеспечит PCIe 6.0 удвоение пропускной способности.

Шина нацелена на соответствие нуждам широкого спектра вычислительных устройств, от потребительских и промышленных компьютеров, до систем искусственного интеллекта, облачных вычислений и облачных накопителей.

Все предыдущие поколения PCI-e получали удвоение пропускной способности. Эта тенденция сохранится и в будущем, а потому PCI-e 6.0 получит скорость в 64 ГТ/с на каждую линию.

Как видно на графике, передача данных будет осуществляться на скорости в 8 ГБ/с для каждой линии. Это значит, что полноценный 16-линейный слот позволит передавать данные на скорости в 128 ГБ/с. Если эта спецификация будет принята для потребительских компьютеров, это может означать конец эпохи полноразмерных слотов PCI-e для видеокарт, ведь их возможности будут избыточны. К примеру, уже сейчас видеокарта AMD Radeon RX 5500 XT благодаря шине PCIe 4.0 использует лишь 8 линий связи.

Как и в прошлые разы, шина PCIe 6.0 обеспечит удвоение скорости передачи, по отношению к PCIe 5.0, или «учетверение» по сравнению с PCIe 4.0. Таким образом, лишь одна линия PCIe 6.0 будет эквивалента по скорости нынешнему слоту х8 PCIe 3.0.

Разработчики планируют ратифицировать новый стандарт в 2021 году.

Главные функция PCIe 6.0 таковы:

• Обеспечение скорости передачи данных в 64 ГТ/с и до 256 ГБ/с в конфигурации х16.
• Использование PAM-4 (Pulse Amplitude Modulation — импульсной амплитудной модуляции на 4-х уровнях), кодирование и улучшение нынешней 56G PAM-4.
• Включение прямой коррекции ошибок (Forward Error Correction — FEC) с низкими задержками с дополнительными механизмами повышения эффективности пропускной способности.
• Обеспечение обратной совместимости со всеми прошлыми поколениями технологии PCIe.

Таким образом, новый стандарт обещает невероятные скорости и специальные решения, призванные эту скорость обеспечить. Это, конечно, радует, но не сильно ли быстро протекает эволюция шины?