Прошло более 2,5 лет с тех пор, как ассоциация PCI-SIG (PCI Special Interest Group) поделилась с миром окончательной спецификацией стандарта PCI-Express 5.0. Тем не менее, только в прошлом году появились первые потребительские продукты с поддержкой этого интерфейса, а именно процессоры Intel Alder Lake-S и материнские платы Z690. Первые твердотельные накопители PCIe 5.0 также не за горами. Некоторые производители уже хвастались возможностями новых носителей, но это только начало.
Тем не менее, это не помешало PCI-SIG анонсировать новый стандарт, который, как нетрудно догадаться, был запланирован заранее. Я говорю о PCI-Express 6.0, который принесёт ряд существенных изменений. PCI-SIG представила окончательную спецификацию шины (1.0), объявив о двукратном увеличении пропускной способности по сравнению с PCIe 5.0.
Что отличает новый стандарт?
Что нового в PCIe 6.0
PCIe 6.0 обеспечивает ещё более высокую скорость передачи данных. Скорость передачи увеличилась до 64 ГТ/с (гигапередач в секунду), что также в два раза больше, чем у PCIe 5.0 (с удвоенной энергоэффективностью). Максимальная (двунаправленная) пропускная способность для PCI-Express 6.0 x16 увеличилась со 128 ГБ/с до 256 ГБ/с по сравнению с предыдущим стандартом. Остальные линии также в два раза быстрее.
PCI-Express 6.0 вносит более существенные изменения –А возможно, самые большие с момента появления интерфейса PCI-Express в 2003 году.
PCI-SIG отказалась от технологии сигнализации NRZ (Non-Return-to-Zero) в пользу более продвинутой PAM4 (Pulse-Amplitude Modulation 4). Последнее решение позволяет одновременно упаковывать больший объём бит. Это необходимое изменение, чтобы удвоить пропускную способность.
Рост коэффициента ошибок на бит, возникающий в результате использования четырехуровневой амплитудно-импульсной модуляции, компенсируется: прямой коррекцией ошибок (FEC) и контролем циклического избыточного кода (CRC). Также стоит упомянуть, что PCI-Express 6.0 использует кодировку, основанную на блоке управления потоком (Flit) с поддержкой PAM4. Использование этих решений позволило не только значительно увеличить пропускную способность, но и сохранить низкую задержку.
Важно отметить, что PCIe 6.0 обратно совместим со всеми предыдущими стандартами. Это означает, что к этому разъёму можно легко подключить устройство со старым интерфейсом.
Сравнение спецификаций PCI-Express
PCI-SIG регулярно увеличивает пропускную способность с каждым выпуском PCI-Express. Чем PCIe 6.0 отличается от старых шин?
PCI-Express 1.0 (2003 г.) – спецификация
- Кодирование: 8b/10b
- Максимальная скорость передачи данных: 2,5 ГТ/с
- Пропускная способность PCIe 1.0 x1: 500 МБ/с
- Пропускная способность PCIe 1.0 x2: 1 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 1.0 x4: 2 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 1.0 x8: 4 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 1.0 x16: 8 ГБ/с
PCI-Express 2.0 (2007 г.) – спецификация
- Кодирование: 8b/10b
- Максимальная скорость передачи данных: 5 ГТ/с
- Пропускная способность PCIe 2.0 x1: 1 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 2.0 x2: 2 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 2.0 x4: 4 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 2.0 x8: 8 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 2.0 x16: 16 ГБ/с
PCI-Express 3.0 (2010 г.) – спецификация
- Кодирование: 128b/130b
- Максимальная скорость передачи данных: 8 ГТ/с
- Пропускная способность PCIe 3.0 x1: 2 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 3.0 x2: 4 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 3.0 x4: 8 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 3.0 x8: 16 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 3.0 x16: 32 ГБ/с
PCI-Express 4.0 (2017) – спецификация
- Кодирование: 128b/130b
- Максимальная скорость передачи данных: 16 ГТ/с
- Пропускная способность PCIe 4.0 x1: 4 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 4.0 x2: 8 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 4.0 x4: 16 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 4.0 x8: 32 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 4.0 x16: 64 ГБ/с
PCI-Express 5.0 (2019) – спецификация
- Кодирование: 128b/130b
- Максимальная скорость передачи данных: 32 ГТ/с
- Пропускная способность PCIe 5.0 x1: 8 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 5.0 x2: 16 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 5.0 x4: 32 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 5.0 x8: 64 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 5.0 x16: 128 ГБ/с
PCI-Express 6.0 (2021) – спецификация
- Кодирование: 1b/1b (режим Flit)
- Максимальная скорость передачи данных: 64 ГТ/с
- Пропускная способность PCIe 6.0 x1: 16 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 6.0 x2: 32 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 6.0 x4: 64 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 6.0 x8: 128 ГБ/с
- Пропускная способность PCIe 6.0 x16: 256 ГБ/с
PCIe 6.0 – будущее видеокарт и твердотельных накопителей
По прогнозам экспертов, первое коммерческое оборудование, использующее интерфейс PCI-Express 6.0, появится на рынке не раньше, чем через 12-18 месяцев, то есть в неопределенный срок 2023 года. В первую очередь, вы можете ожидать увидеть новый интерфейс, используемый на профессиональном рынке, который значительно выиграет от увеличения пропускной способности.
PCI-SIG подчеркнула, что PCIe 6.0 – это экономичное и масштабируемое решение для компаний, занимающихся массовой обработкой данных, которые используют искусственный интеллект (AI) и машинное обучение (ML). Это относится не только к центрам обработки данных и высокопроизводительным вычислениям, но также к IoT, автомобильным и даже военным рынкам.
Потребительских продуктов, поддерживающих этот стандарт, придётся ждать ещё дольше. Вероятно – как и в случае с PCIe 5.0 – около трёх лет. Ведь процессоры этого года (Intel Raptor Lake-S и AMD Zen 4) или видеокарты (NVIDIA Lovelace и AMD RDNA 3) должны использовать PCIe 5.0. В этом году также начнут появляться твердотельные накопители со слотом PCI-Express 5.0.
