La montée en puissance des applications telles que l'IA, le big data et le cloud computing a propulsé le PCIe «collant» depuis près d'une décennie pour sortir de nouvelles spécifications: non seulement la version 4.0 a été publiée en octobre 2017, mais la norme 5.0 a également été formulée Version de PCIe inaugurer enfin une vague de nouvelle vague de mises à niveau pour répondre à la demande du marché.
PCI-SIG a finalement sorti la version 4.0 de PCI Express (PCIe) en 2017 après la sortie de la version 3.0 en 2010, et la norme 5.0 devrait être publiée en 2019. Une série d'initiatives de mise à jour standard, comme les dernières années du shogunat japonais ou la fin de la dynastie Qing La «restauration de Meiji» et le «mouvement de réforme de 1898» ont été menés à bien à travers une série de réformes en réponse aux lancements de navires occidentaux.Quels changements industriels avons-nous connus au cours de la dernière décennie? Comme Mountain "PCIe, déclencher une vague de" réforme "vague?
Hausse de l'IA / volume de données augmenté à la fin de la charge matérielle PCIe 3.0
Xilinx (Xilinx) Rakesh Cheerla (Figure 1) Solutions PCIe et de stockage, directeur de produit, en effet, PCIe 3.0 et 4.0 des intervalles de temps publiés par rapport aux générations précédentes de la norme PCIe est plus longue. Avec l'apprentissage de la machine, grandes quantités de données et la montée de l'informatique dématérialisée, tous les horizons de la vie au cours des dernières années, le désir de bande passante PCIe et la bande passante Ethernet est également en rapide augmentation. dans de nombreuses applications, de plus en plus de bande passante serveur bande passante interface PCIe est limitée.
Rakesh Cheerla 1 Xilinx PCIe et des solutions de stockage, chef de produit senior, bien que de longs intervalles PCIe 3.0 et 4.0, mais en raison de l'augmentation rapide de la bande passante PCIe industrielle faim, 5.0 standard sera élaboré rapidement.
La clé pour conduire cette vague de développement du centre de données, les télécommunications et les marchés de l'entreprise, et interconnexion PCIe est sur l'efficacité d'un grand nombre largement utilisé pour produire un rôle clé en raison de la vitesse de transmission standard améliorée de PCIe 4.0 et renforcer encore l'efficacité du marché dans de nombreuses applications.
PCIe 3.0 lancé en 2010, le taux de transmission est 8GT / s, tandis que le PCIe PCIe 3.0 et 4.0, sont employés 128B / 130B schéma de codage, la perte de bande passante de transmission de données est réduite à moins de 1,6%, mais le taux de transmission jusqu'à 4,0 16GT / s pour répondre aux besoins massifs de transfert de données.
De plus, PCIe 4.0 Les nouvelles fonctionnalités comprennent le reste, la garniture de bord de canal (margining), réduire la latence du système, et la bande passante de la nouvelle chaîne est évolutive (Évolutivité), afin d'améliorer les E / S et de l'intégration de la plate-forme de virtualisation, ainsi que l'appareil de type de service Tag, Credit, etc. Comme pour PCIe 5.0, le courant légèrement différent de 4.0 est que sa vitesse de données standard est jusqu'à 32GT / s.
Cadence ingénierie Senior Applications Manager Li Zhiyong (Figure 2) a souligné que l'augmentation de l'intelligence artificielle (IA), ce qui rend la demande PCIe pour haute bande passante de plus en plus urgente, en particulier comme les États-Unis, la Chine ou l'Europe de développer activement Amnesty International, mais il y aura PCIe 4.0 est Conditions de mise à niveau
Figure 2 Li Zhiyong, directeur principal de l'ingénierie des applications d'IAC, a souligné que la Chine et les États-Unis développent activement l'intelligence artificielle, car les besoins de mise à niveau de PCIe 4.0 seront plus urgents.
Li Zhiyong a en outre expliqué que depuis la version 2010 PCIe 3.0, séparées par près de 10 ans PCIe vient de publier une nouvelle norme, et 4.0 et 5.0 Publié si proche, parce que bien sûr la récente AI, l'apprentissage en profondeur (comme AlphaGo), centre de transmission de données à haute vitesse et de nuages L'augmentation des applications telles que l'informatique, la hausse de la demande de bande passante, incitant PCIe inaugurer une nouvelle vague de mises à niveau.
Li Zhiyong a dit, en particulier, le développement positif de la grippe aviaire, l'apprentissage en profondeur du pays, comme les Etats-Unis et la Chine, la demande de PCIe 4.0 mise à niveau sera relativement élevé en raison de la demande d'AI à haut débit affiche une croissance explosive, dans le cas de PCIe 5.0 version finale n'a pas encore publié , Ces pays seront d'abord engagés dans le développement de PCIe 4.0, afin de mettre à niveau vers le taux de transfert le plus élevé, un bon développement des applications liées à l'IA.
En résumé, l'IA, le big data et la transmission de données à haut débit sont les principaux facteurs du «changement» de PCIe. Surtout dans le datacenter, les habitudes des utilisateurs changent et ils ne recherchent plus de hautes performances. Du "PC autonome" comme objectif principal, mais axé sur les applications de streaming en nuage, telles que regarder la vidéo instantanée en streaming (Netfilx), les sites de réseautage social, les plateformes d'achat et ainsi de suite.
L'objectif de ces applications est de savoir si les datacenters et le cloud sont capables de gérer le trafic et le trafic de support pour répondre aux besoins des utilisateurs. Les fournisseurs de plateforme sont donc très préoccupés par le débit global du centre de données et la capacité de support du trafic. .
Pour cette raison, la bande passante d'Ethernet dans le centre de données continue à évoluer vers 200G / 400G, mais face à la bande passante de 200G / 400G, le PCIe 3.0 original est progressivement incapable de faire face à une demande de transmission de données aussi rapide et massive. Le besoin de l'industrie pour les mises à niveau PCIe 4.0, ou même 5.0, entre les cartes d'interface sur le NIC et la carte mère est pressant et accélérant les normes PCIe 4.0 et 5.0.
Wang Yuli, directeur adjoint de la division Business and Technical Support d'Anritsu (Figure 3), a expliqué que le marché principal des applications pour PCIe 4.0 ou 5.0 est le serveur de centre de données, ainsi que les commutateurs, les routeurs, Conseil: dans le cas d'une forte augmentation de la transmission, non seulement la bande passante de l'Ethernet à l'intérieur du centre de données continue à 200G / 400G, mais aussi la demande de mise à niveau de PCIe 4.0 ou 5.0 est également assez forte.
Figure 3 Anritsu Business et assistant de projet de soutien technique Wang Yuhuan a déclaré que PCIe 4.0 et 5.0 calendrier de sortie correspond au développement de centre de données Ethernet 200G / 400G pour répondre aux besoins de la transmission à haute vitesse.
Un des facteurs de la "méthode de changement" CCIX ou PCIe compatible haute vitesse / compatible
Par conséquent, en plus de l'intelligence artificielle, du centre de données et d'autres facteurs, la montée en puissance de CCIX (interconnexion cohérente des caches pour les accélérateurs), une nouvelle norme de transmission, peut également être l'une des raisons qui poussent PCIe à accélérer la publication de nouvelles spécifications.
Comme mentionné ci-dessus, la demande pour diverses applications d'accélération dans le centre de données continue d'augmenter, comme l'analyse de données volumineuses, la recherche, l'apprentissage machine, la mise en réseau sans fil 4G / 5G, le traitement complet de la base de données Traitement et ainsi de suite.
CCIX, la norme de transport émergente, tire parti de l'infrastructure d'interconnexion de serveurs établie tout en offrant une bande passante accrue, une latence plus faible et une synchronisation des données avec le cache partagé.
Cette norme augmente non seulement considérablement la disponibilité de l'accélérateur et la performance et l'efficacité globales de la plateforme, mais réduit également les barrières à l'entrée dans les systèmes de serveurs existants et améliore le coût total de possession des systèmes accélérés. En d'autres termes, peu importe où les données sont stockées, CCIX peut accéder et traiter les données en douceur de chaque côté des composants, non limité par l'emplacement de stockage des données, et ne nécessite pas d'environnement de développement de programme compliqué.
En même temps, l'un des plus grands avantages de la spécification CCIX est qu'elle est basée sur la spécification PCIe, avec peu ou pas de protocole de conformité CCIX transmis via la liaison PCIe. En plus d'être hautement compatible avec PCIe En fait, le protocole de cohérence de cache de CCIX peut être transmis sur n'importe quelle liaison PCIe fonctionnant à 8 GT / s ou plus rapidement.
PCIe 4.0 spécifie un débit de données maximal de 16GT / s, ce qui permet d'obtenir une bande passante bidirectionnelle totale d'environ 64 Go / s sur une seule liaison à 16 voies.Selon un rapport technique de Synopsys, certains membres du consortium CCIX En conséquence, une liaison CCIX peut atteindre 100 Go / s dans les mêmes conditions en augmentant le débit de transmission à 25 Go / s, ce qui entraîne un problème appelé "Extended Speed Mode" (ESM). ) Caractéristiques CCIX.
En outre, un mécanisme spécial comprend en outre CCIX, avec un élément de fonction de ESM peut assurer la compatibilité entre l'élément et le PCIe. CCIX désiré deux éléments communiquent entre eux peuvent être traités par le processus d'initialisation normale du lien PCIe, afin d'obtenir Vitesse maximale PCIe de soutien mutuel. En conclusion, CCIX a non seulement le cache, la cohérence d'interconnexion, la vitesse de transmission est aussi élevée que 25GT / s.
membres CCIX Alliance encouragent activement la popularisation de cette norme. Xilinx, Arm International (ARM), Cadence et TSMC construira conjointement annoncé conjointement la première des plaquettes de test de CCIX du monde, des tranches de test devrait au cours du premier trimestre de 2018 premiers films moulés, les plaquettes de production de livres dans la seconde moitié 2018 pour expédier. la tranche en utilisant TSMC 7 nm technologie de processus de FinFET, et est basé sur un CPU DynamIQ ARM, et la plaquette d'interconnexion en utilisant le MCN-600 et les entités de bus internes IP physique.
Pour vérifier le sous-système complet, Emerson fournit également des sous-systèmes d'E / S et de mémoire clés, y compris des solutions IP CCIX (Controller et Physical Layer), PCIe 4.0 / 3.0 Silicon IP Solutions Solutions (contrôleur et couche physique), couche physique DDR4, IP périphérique et pilotes IP associés, y compris les puces de test I2C, SPI, QSPI Unanimement d'accord sur l'interconnexion de puces via des puces CCIX à câbler à Xilinx Virtex UltraScale + FPGA 16 nm.
Gaurav Singh, vice-président de l'architecture chez Xilinx, a déclaré que CCIX exploitera l'infrastructure d'interconnexion de serveurs existante pour fournir une bande passante plus élevée, une latence plus faible et une mémoire partagée de co-accès pour améliorer la disponibilité et les performances globales de l'accélérateur. La plate-forme de centre de données a une plus grande efficacité.
En réponse à l'énorme quantité de données, le centre de données a besoin de mise à niveau d'urgence, une nouvelle norme de transmission a également progressé jusqu'à et CCIX non seulement PCIe compatible, la vitesse de transmission qui 25GT / s PCIe 4.0 est également supérieure à la 16GT / s, aura inévitablement PCIe a été menacé. Par conséquent, l'application de la technologie est le génie allemand chef de projet senior Liu Zongqi spéculé que la CCIX de montée, peut-être l'un des facteurs d'accélérer les normes mises à jour PCIe.
Huang Fangchuan, directeur de la technologie chez Taike (figure 4), a également souligné que l'essor du big data a rendu les datacenters de plus en plus exigeants sur les tarifs, alors que les nouveaux ont toujours été plus flexibles que les anciens. taux élevé de transmission, et est compatible avec PCIe, en effet sur le marché ont un avantage considérable. Cependant, il ne peut donc pas le futur juge de CCIX remplacera PCIe, ne peut dire que la montée de CCIX pour l'interface de transmission offre un nouveau choix.
Figure 4 Le directeur de la technologie de Taike, Huang Fangchuan, a révélé que CCIX est toujours en phase de promotion, avec de hautes caractéristiques de compatibilité et de transmission à haute vitesse, apportant un nouveau choix pour l'interface de transmission.
Comme il est mentionné dans le premier alinéa du présent article, peu importe quel type de produit, ses concurrents CCIX n'a pas encore arrivé à maturité, est encore dans la phase de promotion, les produits connexes sont encore en développement, mais leur compatibilité et les caractéristiques de transmission à grande vitesse pour la transmission interface eau courante dans un nouveau marché, l'industrie serveur central, les ordinateurs de calcul intensif et d'autres systèmes sur puce (SoC) pour apporter de nouvelles options, peut-être à cause de cela, les normes PCIe et donc d'accélérer le rythme beaucoup.
applications de fin jouent un promoteur clé de PCIe 5.0 devrait libérer 2019 calendrier
Comme mentionné ci-dessus, la montée en puissance des applications telles que l'IA et les big data, ainsi que le besoin urgent de moderniser les datacenters, ont conduit à la mise à niveau de PCIe depuis près d'une décennie. Lancé version 5.0, mais au milieu de plus d'un an d'intervalle, et le développement d'une spécification standard, le processus peut être très compliqué, PCIe 5.0 vraiment lancé comme prévu, il est inévitable que les gens ont des doutes.
En réponse, Rakesh Cheerla estime que les deux normes PCIe 3.0 et 4.0 ont vraiment beaucoup de temps.Mais maintenant l'industrie à adopter la technologie de nouvelle génération, le rythme des cycles de produits plus rapides et plus rapides, pas seulement l'industrie Les consommateurs connaissent également une augmentation rapide de la demande pour les performances des applications, et l'interface PCIe plus rapide sera la clé pour améliorer les performances des applications, de sorte que la norme PCIe 5.0 de prochaine génération sera encore plus élevée que celle de PCIe 4.0 Lancé rapidement.
Du Liyi, directeur du département des affaires et du support technique d'Anritsu, a également partagé le même avis que la raison pour les révisions standard actuelles est très différente du passé en ce que "application" promeut la "mise à jour" standard au lieu de "mise à jour standard" Développement La demande du marché pour PCIe 4.0 et 5.0 augmente rapidement.La popularité future des produits ne sera pas aussi rapide que celle de PCIe 3.0.Depuis le lancement, il n'y a pas d'exigence d'application immédiate, et il va progressivement se populariser dans 4 à 5 ans.
Selon Rakesh Cheerla, la mise à niveau clé de la norme 5.0 est un doublement des débits de liaison de 16GT / s à 32GT / s La spécification 1.0 pour la première version de PCIe 5.0 ne devrait pas apparaître trop en raison d'un intervalle de 4,0 à 5,0 Fonction: également à cause des petits changements de 4,0 à 5,0, ce qui signifie que les spécifications 5.0 seront développées très rapidement.
Rakesh Cheerla spécule que l'adoption initiale de PCIe 5.0 commencera à se populariser au fur et à mesure de l'introduction des slots de processeur serveur, et l'adoption réelle de 5.0 dépend de plusieurs facteurs, dont la version 1.0 de la spécification PCIe 5.0, Assemblage de tranches de serveur et tests compatibles avec l'industrie L'industrie travaille d'arrache-pied pour accélérer la mise sur le marché de cette nouvelle technologie afin de répondre aux besoins des clients en matière de rendement maximal.
Dans l'ensemble, dans le cas du réseau de centres de données à grande vitesse, AI, la demande de l'application, PCIe 5.0 spécification est en plein essor dans la formulation a été réalisée sur la version 0.5 de la version finale 1,0, peut être dit est non loin, comme prévu PCI-SIG cours de temps à la planification à l'origine, la version officielle publiée en 2019, visant à plus de nouveaux domaines économes en énergie d'application, et Al Yanes président PCI-SIG et président regarde également avec impatience la bande passante 32GT / s PCIe 5.0 sera dans l'industrie Établir une nouvelle norme de vitesse.