数据传输速率大幅提升，PCIe 6.0开启数据中心/人工智能新纪元

电子发烧友网报道（文/黄晶晶）由于数据爆炸式增长以及人工智能、机器学习驱动新应用诞生，数据传输速率的需求变化比以往要快。例如PCIe 从4.0到5.0到6.0，它的演进速度在进一步加快，其数据传输速率增加幅度也非常显著。每次推出一个全新版本的PCIe，它的数据传输速率对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每秒的双倍提升。

今年年初，PCIe 6.0的规范和标准已经正式提出，Rambus随及发布了PCIe 6.0控制器的相关产品。现在，Rambus最新推出PCIe 6.0接口子系统包括控制器以及PHY在内，方案更加完整。



Rambus战略营销副总裁Matt Jones解析，最新发布的PCIe 6.0 PHY数据传输速率可达到64GT/s，并支持CXL 3.0。同时，由于我们采用了PHY和控制器的全集成，可以进一步降低延迟，更好地降低功耗，以及优化具体产品和芯片的占用面积。我们的ASIC集成商，包括供应商也无需额外的验证就可以直接将我们的产品应用在他们的产品设计中。

他进一步说，Rambus PCIe 6.0接口子系统搭载了最先进的IDE安全引擎，也就是在我们的控制器当中已经实现了支持，因为随着数据传输速率越来越快，特别是在分布式计算场景之下数据传输，在PCIe 6.0的环境之下IDE的安全引擎可以保证数据传输的安全性。

PCIe 6.0架构优化，引入全新的PAM4信令

Matt Jones分析，为了进一步满足PCIe 6.0达到64GT/s数据传输速率的需求，它的架构必须要重新优化和调整。同时，在整个电路和电路传输机制的配比上也是存在着巨大的差异。这当中有一个最大的变化，就是从NRZ到PAM4的转变，NRZ指的是不归零的编码，PAM4是一个四电平脉冲辅助的调制。

NRZ和PAM4还是有着非常明显的区别。在NRZ的制式下采用的是双电平模式，但是在PAM4则是升级到了四电平模式，而且它的传输速度达到了两个比特时钟周期，同时在右边PAM4的眼图上也可以看到，图中是有三个眼的，也就是三眼图。



由于采用了全新的PAM4信令，这也带来了PCIe 6.0时代两大非常重要的改变。第一个改变就是采用前向纠错，必须采用FLITs，就是固定大小数据包作为支持。在这之前的PCIe版本中，是可以支持不同大小的数据包。但由于在PCIe 6.0当中采用了前向纠错，我们也就必须要使用固定大小的数据包，也就是FLITs。

第二个重要的变化是在PCIe 6.0当中采取的L0p模式。L0p模式的采纳可以让PCIe 6.0实现动态信道分配，更好地达到产品设备的节能。尽管在PCIe各代版本中我们都是有一些选项可以将不使用的信道关闭的，但是L0p模式可以更好地支持动态分配，而动态分配和配置能够帮助我们更好实现节能。

CXL 3.0和PCIe 6.0协同，提供更活动的方案

CXL 3.0规范于2022年8月发布，Rambus最新推出的PCIe 6.0接口子系统的PHY将全面支持CXL 3.0版本下全部特性和相关功能，CXL 3.0和PCIe 6.0，可以达到64GT/s的情况下，这两者之间也着非常好的协同作用。同时，也可以更好的支持闪存一致性，从而更好的推动数据中心的长期应用和发展。因此，Rambus期待与客户合作，利用CXL3.0解决方案，帮助实现数据中心向分布式可组合架构的变革。



在数据中心的PCIe 6.0接口子系统的应用案例中，可以看到它应用于存储主机总线适配器、智能网卡和AI加速器或GPU卡。也可以说PCIe 6.0解决方案可以同时支持存储、智能网卡，以及加速器这三大关键市场。



Matt Jones表示，PCIe PHY和控制器的组合提供了一个成熟的接口，可以从服务器主板上的PCIe插槽和物理接口连接到控制器芯片上。这三个例子都保证了PCIe或CXL接口是经过硅验证的，并且不会增加设计复杂性。此外，Rambus IP还支持高性能内存，包括HBM、GDDR内存PHY和控制器，以及特有的安全解决方案，为系统设计人员提供全套IP。

Rambus助力中国数据中心市场

随着中国新数据中心三年发展计划和东数西算的发布和推进，新数据中心的建设已经成为中国业界关注的重点之一。那么Rambus又如何助力中国数据中心市场的发展呢？

Rambus 大中华区总经理苏雷表示，整个新数据中心对高算力、高数据安全性、高能效、高硬件资源利用率的要求会引领数据中心发展进入一个新的阶段。创新驱动发展，新数据中心的发展也必将会采用越来越多的先进技术。数据中心发展的核心诉求在于整个行业希望数据中心的数据传输更快、更安全，资源利用率高，以及更低的综合成本。

面向数据中心的发展诉求，Rambus能够提供一系列的解决方案。

首先，我们有着业界一流技术的接口芯片IP，比如HBM3&2E，GDDR6以及新推出的PCIe 6.0接口子系统，这些接口IP技术可以让数据传输更快，芯片内存带宽更高。

其次，Rambus有着业界最安全、最广泛的安全IP产品线，可以支持静态数据加密和动态数据加密，数据在传输当中我们可以加密，通过动静结合的完整安全方案，为整个数据中心的数据安全保驾护航。

再次，Rambus也发布了CXL内存互联计划，CXL带来了池化、内存共享，还有内存扩展的概念将从根本上改变整个数据中心的架构。特别是池化解决方案，未来将直接提高数据中心内存资源的利用率。

最后，Rambus还有高效而出色的缓存芯片产品，不断提高数据中心内存子系统的容量，包括DDR5 4800bps，5600bps, 6400bps在内的各DDR5子代RCD接口芯片等。Rambus 将通过各项领先的技术和解决方案，全力以赴地服务中国客户和数据中心市场。