PCIe 6.0时代的测试挑战和解决方案

AI、数据中心与高速互连的技术变革

近年来，人工智能（AI）计算、云计算、边缘计算等高性能应用正在迎来井喷式增长。大模型训练（如 DeepSeek、GPT-4、Sora）对计算能力提出了前所未有的挑战，数据中心正在加速向 PCIe 6.0迈进，以满足AI计算、存储和高速互连的需求。

在AI计算集群和高性能数据中心中，GPU、加速器卡、存储设备之间的数据传输需求呈指数级增长。以PCI Express 6.0（PCIe 6.0）为代表的高速互连协议，凭借64GT/s传输速率和PAM4 调制，大幅提升了数据传输效率，使得AI计算和高性能存储能在更低功耗下实现更高吞吐量。然而，更高的速率和更复杂的信号调制方式，也让信号完整性、误码率和接收器测试变得异常困难。

AI计算：训练和推理任务依赖高速GPU互连，PCIe 6.0提供高达256GB/s（x16通道）带宽，加速AI数据传输。

云计算&数据中心：大型数据中心正从PCIe 4.0/5.0逐步过渡至PCIe 6.0，以提升存储和计算资源的吞吐能力，提高云服务的性能。

存储&CXL互连：PCIe 6.0作为Compute Express Link（CXL）协议的基础，支持高带宽NVMe存储设备、高速内存扩展，加速计算密集型任务的处理。

然而，在64GT/s速率下，信号完整性、误码率（BER）、链路均衡（LEQ）等因素，成为PCIe 6.0设备开发和验证的核心挑战。如果没有先进的测试方案，工程师难以确保其设备在复杂环境中的稳定性。

PCIe 6.0时代的测试挑战

相比PCIe 5.0，PCIe 6.0采用PAM4（四电平脉冲幅度调制）技术，在相同的时钟频率下实现两倍的数据速率。这一变革带来了诸多新的测试难点：

1信号完整性与误码率挑战

PCIe 6.0的高传输速率意味着信号衰减更严重，通道损耗比PCIe 5.0更高。PAM4调制方式虽然提高了带宽利用率，但也导致信号眼图更小，抗噪能力下降，误码率（BER）上升。因此，如何通过均衡技术（CTLE、DFE）补偿信号损耗，成为测试工程师必须解决的问题。

2接收器（Rx）测试难度增加

PCIe 6.0设备的接收端需要能够在复杂的噪声和干扰环境下，正确解码PAM4信号。这意味着：

●需要自动化Stressed Eye校准以确保接收器能在符合标准的条件下工作；

●误码率测试（BER）成为核心指标，需要高精度误码率测试仪（BERT）进行测量；

●接收器链路均衡（Rx LEQ）测试需要自动化调节均衡参数，以优化信号质量。

3高效自动化测试需求

随着AI计算、数据中心和云计算的规模增长，PCIe 6.0设备的测试需要高效、自动化的测试方案，以减少测试时间，确保产品快速推向市场。这需要：

●先进的示波器和误码率测试仪（BERT）协同工作，实现全自动测试；

●远程控制和自动化软件，减少人工干预，提高测试一致性。

Tektronix PCIe 6.0接收器测试方案

针对PCIe 6.0设备的测试挑战，Tektronix提供行业领先的PCIe 6.0自动化测试方案，帮助工程师高效完成接收器（Rx）验证。

   

Stressed Eye校准

Tektronix PCIe 6.0测试套件提供自动化Stressed Eye校准功能，确保测试符合PCI-SIG规范：

●TP3级别校准（发送器Tx输出）：自动调整交流/直流平衡、信号幅度、均衡参数、抖动，优化信号质量；

●TP2级别校准（接收器 Rx 端口）：通过DMI（差分模式干扰）、CMI（共模干扰）、CTLE补偿进行信号调节，提高测试精度；

●自动示波器噪声补偿，用于SJ（正弦抖动）和RJ（随机抖动）校准，确保测试结果可靠。

误码率（BER）测试

PCIe 6.0采用PAM4信号，因此BER测试成为关键指标。Tektronix通过与Anritsu MP1900A 误码率测试仪（BERT）协作，实现：

●高精度BER测量，确保设备在复杂噪声环境下的可靠性；

●自动化误码率分析，减少人工调试，提高测试效率；

●SCPI远程控制，支持Python、LabVIEW进行自动化测试集成。

自动化链路均衡（Rx LEQ）测试

TektronixPCIe 6.0测试软件通过LTSSM（链路训练状态机）自动链路训练，使设备进入测试模式：

●自适应CTLE选择，优化接收端均衡设置；

●自动均衡调节，确保Rx在不同通道条件下的稳定性；

●高级调试模式，提供详细数据分析，帮助工程师定位问题。

Tektronix PCIe 6.0测试设备

DPO70000SX系列实时示波器

●高达70GHz 带宽，满足PCIe 6.0 PAM4信号分析需求；

●DPOJET高级抖动分析，支持PCIe 6.0 Tx/Rx测试；

●低噪声设计，确保高精度测量。

Anritsu MP1900A误码率测试仪

●支持64 GT/s PCIe 6.0误码率测试，确保信号完整性；

●与Tektronix示波器无缝集成，提供完整的端到端测试能力。

Tektronix PCIe 6.0 自动化测试软件

●兼容SigTest、Seasim统计仿真工具，提高误码率分析的准确性；

●自动化校准，提高Rx测试效率和一致性。

未来展望：迈向PCIe 7.0与CXL 3.0

随着AI计算和数据中心需求的增长，PCIe 7.0（128 GT/s）和CXL 3.0互连技术即将到来。Tektronix将持续优化测试方案，引领高速互连技术发展。