PCIe 6.0 旨在满足汽车、AI 带宽需求

为了满足快速发展的汽车和人工智能 (AI) 以及机器学习 (ML) 工作负载的带宽需求，Rambus 等公司开始改变使用外围组件互连高速 (PCIe) 互连的地方，有效地加入 PCIe 和 CXL 数据飞机以优化互连性能。

由于许多行业参与者为其开发做出了贡献，因此在最新的 PCIe 迭代中可能几乎没有什么惊喜——PCIe 特别兴趣小组 (SIG) 现在拥有 900 名成员。在过去的二十年里，PCIe在计算中已经变得无处不在，它支持其他成熟和新兴的标准，例如非易失性内存快速 (NVMe)和计算快速链路 (CXL)。

至于PCIe 6.0标准，其实在PCIe标准又一次面临升级，并且用渐进方式“凑合”的同时就已经在稳步推进了，所以才能稳步接班5.0的同时进行了大幅更新。从基本能力上看，PCIe通道的速度又一次翻倍，以大家关注的×16显卡插槽为例，单向传输达到128GB/s，双向双工其实可达到256GB/s，没错，已经达到了系统内存或主流显卡显存的水平。

        为了提升速度，PCIe 6.0改用PAM4脉冲调幅信令，看着眼熟吗？没错，这种信号模式也用于GDDR6X显存，它采用1b/1b编码，单个信号就有四种编码状态（00/01/10/11），直接实现了信息翻番，允许承载最高30GHz频率。只是PAM4信号比较脆弱，需要配套FEC前向纠错机制，纠正链路中的信号错误，保障数据完整性，因此成本会高一些。

与其前身类似，PCIe 6.0 针对数据密集型环境，例如数据中心、高性能计算 (HPC)、人工智能和机器学习。但是，随着现代汽车继续演变为轮式服务器（不，轮式数据中心），许多存储技术正在转向汽车应用，包括同时使用 NVMe 和 PCIe 的固态驱动器 (SSD)。

PCIe SIG 总裁兼董事会主席 Al Yanes 表示，鉴于 PCIe 是存储空间和 NVMe 的代名词，从战略角度来看，汽车是一个焦点。更不用说汽车正朝着更高的带宽需求发展，就像智能手机自问世以来一样。

然而，加速器以及 AI 和 ML 应用程序最需要PCIe 6.0 提供的带宽，Yanes 在接受 EE Times 采访时表示这是“革命性的飞跃”。这是因为 PCIe 6.0 提供的带宽是其前身的两倍，可通过 x16 配置提供 64 GT/s 和高达 256 GB/s 的原始数据速率。

PCIe 规范每三年将 I/O 带宽翻一番

PCIe 6.0 还实施了脉冲幅度调制 4 级 (PAM4) 信令和基于流控制单元 (Flit) 的编码，支持 PAM4 调制并与新添加的前向纠错和循环冗余检查结合使用，以实现带宽加倍。Yanes 解释说，所有这些都是在不牺牲延迟的情况下完成的，同时仍然向后兼容 PCIe 5.0。

不是每个人都需要 PCIe 6.0，但它确实提供了在保持带宽的同时减少引脚数的选项，Yanes 说。PCIe SIG 成员了解路线图也很有帮助，这样他们就可以在规划产品时做出明智的决定。

当市场准备就绪时，帮助客户整合最新的 PCIe 迭代是Rambus 宣布推出其 PCIe 6.0 控制器的动力，该控制器旨在满足快速推进的 AI/ML 和数据密集型工作负载的预期需求。它的 PCIe 6.0 控制器还提供安全功能，包括监控和保护 PCIe 链路免受物理攻击的完整性和数据加密 (IDE) 引擎。

Rambus 的 IP 内核总经理 Matt Jones 表示，控制器开发的关键考虑因素之一是 PCIe 6.0 和 CXL 3.0 将共享相同的电气接口。这是因为延迟成为 PCIe 和 CXL 数据平面连接的关键。

“我们已经做了一些非常聪明的事情，基本上使它成为添加我们的 IDE 的零延迟命中，”Jones 说。Rambus 利用了 Flit 功能，例如，允许控制器中的逻辑得到更优化。

准备好支持几个月甚至几年都不会采用的技术对于 Rambus 来说并不少见。高带宽内存 (HBM) 3 规范才刚刚正式推出，但该公司已经通过其HBM 3-ready 内存接口帮助其客户准备好设计，这些设计可能要再过 18 个月才会出现在产品中，该接口由一个完全集成的物理层和数字内存控制器。

支持 PCIe 6.0 的 Rambus 解决方案

已经宣布 PCIe 6.0 解决方案的其他公司包括 Tektronix，它声称这是业界第一个与 PCI Express 6.0 兼容的基站发射机测试解决方案。与此同时，PCIe 6.0 的采用还有一点路要走，因为 PCIe 4.0 才刚刚获得广泛的关注。例如，美光科技最新的 SSD 使用 PCIe 4.0及其 176 层 3D NAND。