PCIe 5.0 სპეციფიკაციების შესავალი

• PCIe 5.0 სპეციფიკაციების შესავალი

PCIe 4.0 სპეციფიკაცია 2017 წელს დასრულდა, თუმცა სამომხმარებლო პლატფორმების მიერ ის AMD-ის 7 ნმ Rydragon 3000 სერიის გამოშვებამდე არ იყო მხარდაჭერილი და აქამდე PCIe 4.0 ტექნოლოგიას მხოლოდ ისეთი პროდუქტები იყენებდნენ, როგორიცაა სუპერკომპიუტერები, საწარმოს კლასის მაღალსიჩქარიანი შენახვის მოწყობილობები და ქსელური მოწყობილობები. მიუხედავად იმისა, რომ PCIe 4.0 ტექნოლოგია ფართო მასშტაბით ჯერ არ არის გამოყენებული, PCI-SIG ორგანიზაცია დიდი ხანია ავითარებს უფრო სწრაფ PCIe 5.0-ს, სიგნალის სიჩქარე ამჟამინდელი 16GT/s-დან 32GT/s-მდე გაორმაგდა, გამტარუნარიანობამ შეიძლება 128GB/s-ს მიაღწიოს და 0.9/1.0 ვერსიის სპეციფიკაცია დასრულებულია. PCIe 6.0 სტანდარტის ტექსტის v0.7 ვერსია გაეგზავნა წევრებს და სტანდარტის შემუშავება მიმდინარეობს. PCIe 6.0-ის პინების სიჩქარე გაიზარდა 64 გბ/წმ-მდე, რაც PCIe 3.0-ის მაჩვენებელზე 8-ჯერ მეტია, ხოლო x16 არხების გამტარუნარიანობა შეიძლება 256 გბ/წმ-ზე მეტი იყოს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, PCIe 3.0 x8-ის ამჟამინდელი სიჩქარის მისაღწევად მხოლოდ ერთი PCIe 6.0 არხია საჭირო. რაც შეეხება v0.7-ს, PCIe 6.0-მა მიაღწია თავდაპირველად გამოცხადებული ფუნქციების უმეტესობას, მაგრამ ენერგომოხმარება კვლავ კიდევ უფრო გაუმჯობესებულია.d და სტანდარტში ახლად წარმოდგენილია L0p სიმძლავრის კონფიგურაციის მოწყობილობა. რა თქმა უნდა, 2021 წელს გამოცხადების შემდეგ, PCIe 6.0 კომერციულად ხელმისაწვდომი იქნება 2023 ან 2024 წელს, მაათ შორის, PCIe 5.0 დამტკიცდა 2019 წელს და მხოლოდ ახლა არსებობს მისი გამოყენების შემთხვევები.

წინა სტანდარტულ სპეციფიკაციებთან შედარებით, PCIe 4.0 სპეციფიკაციები შედარებით გვიან გამოჩნდა. PCIe 3.0 სპეციფიკაციები 2010 წელს, PCIe 4.0-ის დანერგვიდან 7 წლის შემდეგ, დაინერგა, ამიტომ PCIe 4.0 სპეციფიკაციების სიცოცხლე შესაძლოა ხანმოკლე იყოს. კერძოდ, ზოგიერთმა მომწოდებელმა PCIe 5.0 PHY ფიზიკური ფენის მოწყობილობების დიზაინი დაიწყო.

PCI-SIG ორგანიზაცია ვარაუდობს, რომ ორი სტანდარტი გარკვეული დროის განმავლობაში თანაარსებობს და PCIe 5.0 ძირითადად გამოიყენება მაღალი ხარისხის მოწყობილობებისთვის, რომლებსაც უფრო მაღალი გამტარუნარიანობის მოთხოვნები აქვთ, როგორიცაა ხელოვნური ინტელექტის გრაფიკული პროცესორები, ქსელური მოწყობილობები და ა.შ., რაც ნიშნავს, რომ PCIe 5.0 უფრო მეტად გამოჩნდება მონაცემთა ცენტრის, ქსელური და HPC გარემოში. მოწყობილობებს, რომლებსაც ნაკლები გამტარუნარიანობის მოთხოვნები აქვთ, როგორიცაა დესკტოპები, შეუძლიათ გამოიყენონ PCIe 4.0.

PCIe 5.0-ისთვის სიგნალის სიჩქარე PCIe 4.0-ის 16GT/წმ-დან 32GT/წმ-მდე გაიზარდა, კვლავ 128/130 კოდირების გამოყენებით, ხოლო x16 გამტარობა 64GB/წმ-დან 128GB/წმ-მდე გაიზარდა.

გამტარუნარიანობის გაორმაგების გარდა, PCIe 5.0 სხვა ცვლილებებსაც გვთავაზობს, მათ შორის ელექტრო დიზაინს, სიგნალის მთლიანობის, PCIe-სთან უკუთავსებადობის და სხვა მახასიათებლების გასაუმჯობესებლად. გარდა ამისა, PCIe 5.0 შექმნილია ახალი სტანდარტებით, რომლებიც ამცირებს შეყოვნებას და სიგნალის შესუსტებას დიდ დისტანციებზე.

PCI-SIG ორგანიზაცია ვარაუდობს, რომ სპეციფიკაციის 1.0 ვერსიას წელს პირველ კვარტალში დაასრულებს, თუმცა მათ შეუძლიათ სტანდარტების შემუშავება, თუმცა მათ არ შეუძლიათ გააკონტროლონ, როდის გამოვა ტერმინალური მოწყობილობა ბაზარზე და მოსალოდნელია, რომ პირველი PCIe 5.0 მოწყობილობები წელს გამოვა, ხოლო 2020 წელს კიდევ უფრო მეტი პროდუქტი გამოჩნდება. თუმცა, უფრო მაღალი სიჩქარის საჭიროებამ სტანდარტების ორგანოს აიძულა, განესაზღვრა PCI Express-ის შემდეგი თაობა. PCIe 5.0-ის მიზანია სტანდარტის სიჩქარის უმოკლეს დროში გაზრდა. ამიტომ, PCIe 5.0 შექმნილია იმისთვის, რომ უბრალოდ გაზარდოს სიჩქარე PCIe 4.0 სტანდარტამდე, სხვა მნიშვნელოვანი ახალი ფუნქციების გარეშე.

მაგალითად, PCIe 5.0 არ უჭერს მხარს PAM 4 სიგნალებს და მოიცავს მხოლოდ იმ ახალ ფუნქციებს, რომლებიც საჭიროა იმისათვის, რომ PCIe სტანდარტს მაქსიმალურად მოკლე დროში მხარი დაუჭიროს 32 GT/s-ს.

აპარატურული გამოწვევები

PCI Express 5.0-ის მხარდაჭერისთვის პროდუქტის მომზადებისას მთავარი სირთულე არხის სიგრძესთან იქნება დაკავშირებული. რაც უფრო სწრაფია სიგნალის სიჩქარე, მით უფრო მაღალია კომპიუტერის დაფაზე გადაცემული სიგნალის გადამტანი სიხშირე. ორი ტიპის ფიზიკური დაზიანება ზღუდავს იმ მასშტაბს, რომლითაც ინჟინრებს შეუძლიათ PCIe სიგნალების გავრცელება:

· 1. არხის შესუსტება

· 2. არხში წარმოქმნილი არეკვლები, რომლებიც გამოწვეულია წინაღობის წყვეტებით ქინძისთავებში, კონექტორებში, გამჭოლ ნახვრეტებსა და სხვა სტრუქტურებში.

PCIe 5.0 სპეციფიკაცია იყენებს არხებს -36dB შესუსტებით 16 გჰც-ზე. სიხშირე 16 გჰც წარმოადგენს ნაიკვისტის სიხშირეს 32 GT/s ციფრული სიგნალისთვის. მაგალითად, როდესაც PCIe5.0 სიგნალი იწყება, მას შეიძლება ჰქონდეს ტიპიური პიკური ძაბვა 800 mV. თუმცა, რეკომენდებული -36dB არხის გავლის შემდეგ, ნებისმიერი მსგავსება ღია თვალთან იკარგება. მხოლოდ გადამცემზე დაფუძნებული გათანაბრების (დეაქცენტუაციის) და მიმღების გათანაბრების (CTLE და DFE-ს კომბინაცია) გამოყენებით შეუძლია PCIe5.0 სიგნალს გაიაროს სისტემის არხში და ზუსტად იქნას ინტერპრეტირებული მიმღების მიერ. PCIe 5.0 სიგნალის მინიმალური მოსალოდნელი თვალის სიმაღლეა 10mV (გათანაბრების შემდგომი). თითქმის იდეალური დაბალი რხევის გადამცემითაც კი, არხის მნიშვნელოვანი შესუსტება ამცირებს სიგნალის ამპლიტუდას იმ წერტილამდე, სადაც არეკვლითა და ჯვარედინი ხმაურით გამოწვეული სიგნალის ნებისმიერი სხვა ტიპის დაზიანება შეიძლება დაიხუროს თვალის აღსადგენად.