PCI-SIG探索光互連 以實現(xiàn)更高的PCIe技術(shù)性能

  ICC訊（編譯：Nina）根據(jù)PCI-SIG最新發(fā)布的公告，PCI Express互連標準在未來幾年可能會發(fā)生一些重大變化。美國東部夏令時2023年8月2日，PCI-SIG®今天宣布成立一個新的工作組，旨在通過光學連接提供PCI Express®(PCIe®)技術(shù)。該PCI-SIG光學工作組旨在與光學技術(shù)無關(guān)(optical technology-agnostic)，支持廣泛的光學技術(shù)，同時有可能開發(fā)技術(shù)特定的外形尺寸(Form factors)。

  Insight 64研究員Nathan Brookwood表示：“光學連接將是PCIe架構(gòu)的一個重要進步，因為它們將實現(xiàn)更高的性能、更低的功耗、更長的覆蓋范圍和更低的延遲。許多數(shù)據(jù)需求旺盛的市場和應(yīng)用，如云和量子計算、超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和高性能計算，將受益于利用光學連接的PCIe架構(gòu)?！?

  PCI-SIG總裁兼主席Al Yanes表示：“我們看到業(yè)界對通過實現(xiàn)應(yīng)用之間的光學連接，來擴大已建立的、多代節(jié)能PCIe技術(shù)標準的覆蓋范圍的濃厚興趣。PCI-SIG歡迎來自業(yè)界的意見，并邀請所有PCI-SIG成員加入光學工作組，分享他們的專業(yè)知識，并幫助制定具體的工作組目標和要求?！?

  新聞稿表示，現(xiàn)有的PCI-SIG工作組將繼續(xù)向PCIe 7.0規(guī)范中的128GT/s數(shù)據(jù)速率邁進，而這個新的光學工作組將致力于使PCIe體系結(jié)構(gòu)更加光學友好。

  光互連取代銅互連?

  據(jù)anandtech報道，雖然該小組仍處于早期階段，但其可能會對傳統(tǒng)銅綁定標準產(chǎn)生重大影響，因為光學技術(shù)將繞過傳統(tǒng)PCIe即將接近的銅信號的一些日益頑固的限制。

  PCI-Express首次發(fā)布于2000年，最初是圍繞高密度邊緣連接器的使用而開發(fā)的，這些連接器至今仍在使用。PCIe卡機電規(guī)范(CEM)定義了過去二十年中使用的PCIe附加卡外形尺寸，范圍從x1到x16連接。

  但是，盡管PCIe CEM多年來幾乎沒有變化——很大程度上是為了確保向后和向前兼容性——但信號標準本身已經(jīng)經(jīng)歷了無數(shù)次的速度升級。包括最新的PCIe 6.0標準在內(nèi)，自2000年以來，單個PCIe通道的速度已經(jīng)提高了32倍，而PCI-SIG將在2025年推出PCIe 7.0，再一次將速度提高一倍。由于每個引腳傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大幅增加，該標準使用的實際頻帶寬度也增加了類似程度，PCIe 7.0設(shè)置為近32GHz的運行頻率。

  在開發(fā)更新的PCIe標準時，PCI-SIG已經(jīng)努力將這些問題最小化，例如通過采用不需要更高頻率的替代信號方式(例如帶有PAM-4的PCIe 6)，以及使用中途重定時器以及材料改進，幫助跟上標準實際使用的更高頻率。但是，PCB內(nèi)銅走線的頻率限制從未完全消除，這就是為什么近年來PCI-SIG為基于銅布線的PCIe制定了官方標準。

  這就引出了PCI-SIG光學工作組的成立。與以太網(wǎng)社區(qū)一樣，PCI-SIG傾向于走在高頻信號創(chuàng)新的前沿，它正在將基于光的通信視為PCIe未來的一部分。正如我們已經(jīng)在光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中看到的那樣，相對于高得多的光頻率，光通信擁有提供更遠范圍和更高數(shù)據(jù)速率的潛力，并且與日益耗電的銅傳輸相比，可以降低功耗。出于這些原因，PCI-SIG組建這樣一個光學工作組，以幫助開發(fā)通過光學連接提供PCIe所需的標準。

  嚴格地說，創(chuàng)建新的光學標準并不是通過光連接驅(qū)動PCIe的必要條件。一些供應(yīng)商已經(jīng)提供了專注于外部連接的專有解決方案。但是創(chuàng)建一個光學標準的目的就是為了標準化PCIe在光纖上的工作和行為方式。工作組公告還顯示，傳統(tǒng)上基于共識的PCI-SIG明確表示，他們不會為任何單一的光學技術(shù)制定標準，而是旨在使其與技術(shù)無關(guān)，從而允許該規(guī)范支持廣泛的光學技術(shù)。

  但PCI-SIG相對廣泛的聲明并不僅僅局限于用光學布線替代目前的銅布線，該組織還在考慮“有可能開發(fā)特定技術(shù)的外形尺寸”。雖然經(jīng)典的CEM連接器不太可能在短時間內(nèi)完全消失(向后和向前兼容性非常重要)，但CEM連接器是當今傳輸PCIe的最弱/最困難的方式。因此，如果PCI-SIG正在考慮新的外形尺寸，那么光學工作組很可能至少會考慮某種基于光學的CEM后繼產(chǎn)品。如果這成為現(xiàn)實，這將很容易成為PCIe規(guī)范23多年歷史上最大的變化。

  但是，可以肯定的是，如果發(fā)生任何這樣的變化，那將是多年以后的事情。新的光學工作組尚未組建，更不用說設(shè)定目標和要求了。由于其廣泛的職責是使PCIe更加光學友好，該小組的任何影響都是幾年以后的事了——可能不會比制定PCIe 7.0的布線標準更快，如果不是對PCIe 8.0規(guī)范產(chǎn)生更直接的影響的話。但它顯示了PCI-SIG領(lǐng)導(dǎo)層對PCIe標準未來的看法，假設(shè)他們能從成員那里得到共識。而且，雖然PCI-SIG的新聞稿中沒有詳細說明，但以這種方式使用光PCIe的任何重要用途似乎都是基于低廉的光收發(fā)器，即硅光子學。

  無論如何，看看PCI-SIG的新光學工作組最終會有什么結(jié)果將是一件有趣的事情。隨著PCIe開始接近銅的實際極限，行業(yè)標準外圍互連的未來很可能會走向光。

  關(guān)于PCI-SIG

  PCI-SIG是擁有并管理PCI規(guī)范作為開放行業(yè)標準的聯(lián)盟。該組織定義符合其成員需求的行業(yè)標準I/O(輸入/輸出)規(guī)范。目前，PCI-SIG由900多家行業(yè)領(lǐng)先的成員公司組成。要加入PCI-SIG，并查看會員名單，請訪問www.pcisig.com。

  PCI-SIG、PCI Express和PCIe是PCI-SIG的商標或注冊商標。所有其他商標均為其各自所有者的財產(chǎn)。

  PCI-SIG成員可以在成員工作區(qū)中加入新的光學工作組。要成為PCI-SIG的成員并參加技術(shù)工作組，請訪問www.pcisig.com/membership。

  原文鏈接1：PCI-SIG® Exploring an Optical Interconnect to Enable Higher PCIe Technology Performance | Business Wire | https://www.businesswire.com/news/home/20230802715619/en/PCI-SIG%C2%AE-Exploring-an-Optical-Interconnect-to-Enable-Higher-PCIe-Technology-Performance

  原文鏈接2：PCI-SIG Forms Optical Workgroup - Lighting The Way To PCIe's Future - https://www.anandtech.com/show/19990/pcisig-forms-optical-workgroup-lighting-the-way-to-pcies-future