數(shù)據(jù)傳輸速率大幅提升，PCIe 6.0開啟數(shù)據(jù)中心/人工智能新紀元

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃晶晶）由于數(shù)據(jù)爆炸式增長以及人工智能、機器學習驅動新應用誕生，數(shù)據(jù)傳輸速率的需求變化比以往要快。例如PCIe 從4.0到5.0到6.0，它的演進速度在進一步加快，其數(shù)據(jù)傳輸速率增加幅度也非常顯著。每次推出一個全新版本的PCIe，它的數(shù)據(jù)傳輸速率對比上一代基本就是翻倍的。比如PCIe 6.0和上一代的5.0是64GT/s到32GT/s每秒的雙倍提升。

今年年初，PCIe 6.0的規(guī)范和標準已經(jīng)正式提出，Rambus隨及發(fā)布了PCIe 6.0控制器的相關產(chǎn)品?，F(xiàn)在，Rambus最新推出PCIe 6.0接口子系統(tǒng)包括控制器以及PHY在內，方案更加完整。



Rambus戰(zhàn)略營銷副總裁Matt Jones解析，最新發(fā)布的PCIe 6.0 PHY數(shù)據(jù)傳輸速率可達到64GT/s，并支持CXL 3.0。同時，由于我們采用了PHY和控制器的全集成，可以進一步降低延遲，更好地降低功耗，以及優(yōu)化具體產(chǎn)品和芯片的占用面積。我們的ASIC集成商，包括供應商也無需額外的驗證就可以直接將我們的產(chǎn)品應用在他們的產(chǎn)品設計中。

他進一步說，Rambus PCIe 6.0接口子系統(tǒng)搭載了最先進的IDE安全引擎，也就是在我們的控制器當中已經(jīng)實現(xiàn)了支持，因為隨著數(shù)據(jù)傳輸速率越來越快，特別是在分布式計算場景之下數(shù)據(jù)傳輸，在PCIe 6.0的環(huán)境之下IDE的安全引擎可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?br />
PCIe 6.0架構優(yōu)化，引入全新的PAM4信令

Matt Jones分析，為了進一步滿足PCIe 6.0達到64GT/s數(shù)據(jù)傳輸速率的需求，它的架構必須要重新優(yōu)化和調整。同時，在整個電路和電路傳輸機制的配比上也是存在著巨大的差異。這當中有一個最大的變化，就是從NRZ到PAM4的轉變，NRZ指的是不歸零的編碼，PAM4是一個四電平脈沖輔助的調制。

NRZ和PAM4還是有著非常明顯的區(qū)別。在NRZ的制式下采用的是雙電平模式，但是在PAM4則是升級到了四電平模式，而且它的傳輸速度達到了兩個比特時鐘周期，同時在右邊PAM4的眼圖上也可以看到，圖中是有三個眼的，也就是三眼圖。



由于采用了全新的PAM4信令，這也帶來了PCIe 6.0時代兩大非常重要的改變。第一個改變就是采用前向糾錯，必須采用FLITs，就是固定大小數(shù)據(jù)包作為支持。在這之前的PCIe版本中，是可以支持不同大小的數(shù)據(jù)包。但由于在PCIe 6.0當中采用了前向糾錯，我們也就必須要使用固定大小的數(shù)據(jù)包，也就是FLITs。

第二個重要的變化是在PCIe 6.0當中采取的L0p模式。L0p模式的采納可以讓PCIe 6.0實現(xiàn)動態(tài)信道分配，更好地達到產(chǎn)品設備的節(jié)能。盡管在PCIe各代版本中我們都是有一些選項可以將不使用的信道關閉的，但是L0p模式可以更好地支持動態(tài)分配，而動態(tài)分配和配置能夠幫助我們更好實現(xiàn)節(jié)能。

CXL 3.0和PCIe 6.0協(xié)同，提供更活動的方案

CXL 3.0規(guī)范于2022年8月發(fā)布，Rambus最新推出的PCIe 6.0接口子系統(tǒng)的PHY將全面支持CXL 3.0版本下全部特性和相關功能，CXL 3.0和PCIe 6.0，可以達到64GT/s的情況下，這兩者之間也著非常好的協(xié)同作用。同時，也可以更好的支持閃存一致性，從而更好的推動數(shù)據(jù)中心的長期應用和發(fā)展。因此，Rambus期待與客戶合作，利用CXL3.0解決方案，幫助實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心向分布式可組合架構的變革。



在數(shù)據(jù)中心的PCIe 6.0接口子系統(tǒng)的應用案例中，可以看到它應用于存儲主機總線適配器、智能網(wǎng)卡和AI加速器或GPU卡。也可以說PCIe 6.0解決方案可以同時支持存儲、智能網(wǎng)卡，以及加速器這三大關鍵市場。



Matt Jones表示，PCIe PHY和控制器的組合提供了一個成熟的接口，可以從服務器主板上的PCIe插槽和物理接口連接到控制器芯片上。這三個例子都保證了PCIe或CXL接口是經(jīng)過硅驗證的，并且不會增加設計復雜性。此外，Rambus IP還支持高性能內存，包括HBM、GDDR內存PHY和控制器，以及特有的安全解決方案，為系統(tǒng)設計人員提供全套IP。

Rambus助力中國數(shù)據(jù)中心市場

隨著中國新數(shù)據(jù)中心三年發(fā)展計劃和東數(shù)西算的發(fā)布和推進，新數(shù)據(jù)中心的建設已經(jīng)成為中國業(yè)界關注的重點之一。那么Rambus又如何助力中國數(shù)據(jù)中心市場的發(fā)展呢？

Rambus 大中華區(qū)總經(jīng)理蘇雷表示，整個新數(shù)據(jù)中心對高算力、高數(shù)據(jù)安全性、高能效、高硬件資源利用率的要求會引領數(shù)據(jù)中心發(fā)展進入一個新的階段。創(chuàng)新驅動發(fā)展，新數(shù)據(jù)中心的發(fā)展也必將會采用越來越多的先進技術。數(shù)據(jù)中心發(fā)展的核心訴求在于整個行業(yè)希望數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸更快、更安全，資源利用率高，以及更低的綜合成本。

面向數(shù)據(jù)中心的發(fā)展訴求，Rambus能夠提供一系列的解決方案。

首先，我們有著業(yè)界一流技術的接口芯片IP，比如HBM3&2E，GDDR6以及新推出的PCIe 6.0接口子系統(tǒng)，這些接口IP技術可以讓數(shù)據(jù)傳輸更快，芯片內存帶寬更高。

其次，Rambus有著業(yè)界最安全、最廣泛的安全IP產(chǎn)品線，可以支持靜態(tài)數(shù)據(jù)加密和動態(tài)數(shù)據(jù)加密，數(shù)據(jù)在傳輸當中我們可以加密，通過動靜結合的完整安全方案，為整個數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)安全保駕護航。

再次，Rambus也發(fā)布了CXL內存互聯(lián)計劃，CXL帶來了池化、內存共享，還有內存擴展的概念將從根本上改變整個數(shù)據(jù)中心的架構。特別是池化解決方案，未來將直接提高數(shù)據(jù)中心內存資源的利用率。

最后，Rambus還有高效而出色的緩存芯片產(chǎn)品，不斷提高數(shù)據(jù)中心內存子系統(tǒng)的容量，包括DDR5 4800bps，5600bps, 6400bps在內的各DDR5子代RCD接口芯片等。Rambus 將通過各項領先的技術和解決方案，全力以赴地服務中國客戶和數(shù)據(jù)中心市場。