O aumento de aplicações, como AI, dados importantes e computação em nuvem, impulsionou o PCIe que foi "pegajoso" por quase uma década para lançar novas especificações. Não só a versão 4.0 foi lançada em outubro de 2017, mas o padrão 5.0 atual também foi formulado para 0,5 A versão do PCIe finalmente inaugura uma onda de nova onda de atualizações para atender a demanda do mercado.
O PCI-SIG finalmente lançou a versão 4.0 do PCI Express (PCIe) em 2017 após a versão 3.0 em 2010, e o padrão 5.0 deverá ser lançado em 2019. Uma série de iniciativas de atualização padrão, como o manto japonês, ou a dinastia Qing atrasada A "Restauração Meiji" e o "Movimento Reformista de 1898" foram realizados através de uma série de reformas em resposta aos lançamentos ocidentais de navios. Então, que tipo de mudanças industriais encontramos na última década? Like Mountain "PCIe, desencadeou uma onda de onda de" reforma "?
Aumento de AI / volume de dados aumentado no final da carga rígida do PCIe 3.0
Rakesh Cheerla (Figura 1), gerente de produto sênior para PCIe e soluções de armazenamento na Xilinx, disse que, de fato, o tempo entre o PCIe 3.0 e 4.0 foi significativamente maior do que a geração anterior de padrões PCIe. Com a aprendizagem de máquinas, grandes dados E o aumento da computação em nuvem, a sede de largura de banda PCIe e a largura de banda Ethernet nos últimos anos também aumentaram acentuadamente. Em muitas aplicações, a largura de banda do servidor é cada vez mais limitada pela largura de banda da interface PCIe.
Rakesh Cheerla, Gerente de Produto Sênior, Xilinx PCIe e Storage Solutions, acredita que, embora o PCIe 3.0 e o 4.0 tenham latências longas, o padrão 5.0 é rapidamente definido à medida que a indústria prospera com sede pela largura de banda PCIe.
A chave para gerar essa onda de crescimento vem de data centers, telecomunicações e mercados corporativos, e as interconexões PCIe desempenham um papel fundamental no desempenho de muitas aplicações amplamente disponíveis, aumentando o desempenho de muitas aplicações no mercado à medida que as velocidades do PCIe 4.0 melhoram.
O PCIe 3.0 foi introduzido em 2010 com uma taxa de transferência de 8GT / s, enquanto o PCIe 4.0 e o PCIe 3.0 usam a arquitetura de codificação 128B / 130B para reduzir a perda de largura de banda de transmissão de dados para menos de 1,6%, no entanto, a taxa de transferência de 4.0 é de até 16GT / s para atender às necessidades maciças de transferência de dados.
Além disso, os outros novos recursos do PCIe 4.0 incluem Margining, reduzindo a latência do sistema, Escalabilidade para canal adicionado e largura de banda, virtualização de E / S melhorada e consolidação de plataforma e suporte para dispositivos orientados a serviços Tag, Crédito, etc. Quanto ao PCIe 5.0, a corrente ligeiramente diferente de 4.0 é que sua velocidade de dados padrão é de até 32GT / s.
Li Zhiyong, gerente sênior de engenharia de aplicativos da iResearch, apontou que o aumento da inteligência artificial (IA) tornou a demanda por PCIe de alta largura de banda cada vez mais urgente. Em particular, países como os Estados Unidos, a China ou a Europa que estão ativamente desenvolvendo IA encontrarão o PCIe 4.0 Requisitos de atualização.
Figura 2 Li Zhiyong, Gerente Sênior de Engenharia de Aplicações do IAC, ressaltou que a China e os Estados Unidos estão desenvolvendo ativamente a AI porque as necessidades de atualização do PCIe 4.0 serão mais urgentes.
Li Zhiyong explicou ainda que desde o PCIe versão 2010 3.0, separados por quase 10 anos PCIe acaba de publicar um novo padrão, e 4,0 e 5,0 Publicado também tão perto, porque é claro que a recente AI, aprendizagem profunda (como AlphaGo), centro de dados transmissão de alta velocidade e nuvem computação e outras aplicações no aumento, de modo que o aumento da demanda por largura de banda, o que levou PCIe inaugurar uma nova onda de atualizações.
Li Zhiyong disse, em particular, o desenvolvimento positivo da AI, aprendizagem profunda do país, como os EUA ea China, a demanda por PCIe atualização 4.0 será relativamente alta por causa da demanda por AI alta largura de banda está mostrando um crescimento explosivo; no caso de PCIe 5.0 versão final ainda não divulgou sob esses países vão primeiros esforços para o desenvolvimento de PCIe 4.0, a fim de atualizar para a taxa de transmissão mais alta, boas aplicações de desenvolvimento relacionadas AI.
Em resumo, a AI, dados importantes e transmissão de centro de dados de alta velocidade são os principais fatores que impulsionam a "mudança" da PCIe. Especialmente no centro de dados, à medida que os hábitos dos usuários mudam, eles não estão mais buscando alto desempenho Do "PC autônomo" como objetivo principal, mas focado em aplicativos de transmissão em nuvem, como assistir streaming de vídeo instantâneo (Netfilx), sites de redes sociais, plataformas de compras e assim por diante.
O foco por trás dessas aplicações reside no fato de os centros de dados e a nuvem serem capazes de lidar com o tráfego e suportar o tráfego para atender às necessidades dos usuários, de modo que os fornecedores da plataforma estão muito preocupados com o throughput geral do data center e com a capacidade de suporte de tráfego .
Por esse motivo, a largura de banda da Ethernet no centro de dados continua a se mover para 200G / 400G. No entanto, de frente para a largura de banda de 200G / 400G, o PCIe 3.0 original é gradualmente incapaz de lidar com uma demanda de transmissão de dados tão rápida e maciça. O data center A necessidade da indústria de atualizações para o PCIe 4.0, ou mesmo 5.0, entre as placas de interface na NIC e a placa-mãe é pressionar e acelerar os padrões PCIe 4.0 e 5.0.
Wang Yuli, vice-gerente da Divisão de Negócios e Suporte Técnico da Anritsu (Figura 3), explicou que o principal mercado de aplicativos para PCIe 4.0 ou 5.0 são os servidores do centro de dados, bem como switches, roteadores, No caso de um grande aumento da transmissão, não só a largura de banda da Ethernet dentro do centro de dados continua até 200G / 400G, mas também a demanda por atualização de PCIe 4.0 ou 5.0 também é bastante forte.
Figura 3 O Assistente de Projetos de Negócios e Suporte Técnico da Anritsu, Wang Yuhuan, disse que a programação de lançamento do PCIe 4.0 e 5.0 corresponde ao desenvolvimento do centro de dados Ethernet 200G / 400G para atender às necessidades de transmissão de alta velocidade.
Um dos fatores de alta velocidade / compatível CCIX ou PCIe "método de mudança"
Portanto, além de AI, data center e outros fatores, o aumento do CCIX (Cache Coherent Interconnect for Accelerators), um novo padrão de transmissão, também pode ser um dos motivos que impulsionam o PCIe para acelerar a liberação de novas especificações.
Conforme mencionado acima, a demanda por várias aplicações de aceleração no centro de dados continua a aumentar, como grande análise de dados, pesquisa, aprendizagem em máquina, rede sem fio 4G / 5G, processamento completo de banco de dados na memória, análise de imagem e rede Processamento e assim por diante.
O CCIX, o padrão de transporte emergente, alavanca a infraestrutura de interconexão de servidor estabelecida, oferecendo maior largura de banda, menor latência e sincronização de dados com cache compartilhado.
Este padrão não só aumenta drasticamente a disponibilidade do acelerador e o desempenho e a eficiência da plataforma do centro de dados, mas também reduz as barreiras à entrada nos sistemas de servidores existentes e melhora o TCO dos sistemas acelerados. Em outras palavras, não importa onde os dados estejam armazenados, O CCIX pode acessar e processar os dados sem problemas em cada lado do componente, não limitado pelo local de armazenamento de dados, e não requer um ambiente de desenvolvimento de programa complicado.
Ao mesmo tempo, uma das maiores vantagens da especificação CCIX é que ela é baseada na especificação PCIe, com pouco ou nenhum protocolo de conformidade CCIX passado sobre o link PCIe. Além de ser altamente compatível com PCIe Na verdade, o protocolo de coerência de cache do CCIX pode ser transmitido por qualquer link PCIe com 8GT / s ou mais rápido.
O PCIe 4.0 especifica uma taxa de dados máxima de 16GT / s, que atinge uma largura de banda bidirecional total de cerca de 64 GB / s em um único link de 16 linhas. De acordo com um relatório técnico da Synopsys, alguns membros do consórcio CCIX Como resultado, um link CCIX pode atingir 100 GB / s nas mesmas condições, aumentando a taxa de transmissão para 25GT / s, resultando em um problema chamado "Modo de Velocidade Estendida" (ESM ) Recursos CCIX.
Além disso, o CCIX também possui um mecanismo especial que permite que os componentes com funcionalidade ESM sejam compatíveis com os componentes PCIe. Dois componentes CCIX que desejam se comunicar entre si podem ser processados através do processo normal de inicialização do link PCIe Máximo suporte mútuo PCIe speed.In conclusão, CCIX não só tem cache, consistência de interconexão, velocidade de transmissão até 25GT / s.
Os membros da aliança CCIX estão ativamente promovendo a popularidade do padrão. O Xilinx, o ARM, o IWC e o TSMC anunciaram conjuntamente que, juntos, para criar o primeiro chip de teste CCIX do mundo, o chip de teste é esperado no primeiro trimestre de 2018 As ordens iniciais de produção e produção de bolacha estão programadas para serem enviadas no segundo semestre de 2018. O chip usa a tecnologia de processo FinFET de 7nm da TSMC e é baseado nas CPUs DynamIQ da ARM e utiliza o barramento interno de microfone CMN-600 e físico IP físico.
Para verificar o subsistema completo, a Emerson também fornece subsistemas principais de E / S e memória, incluindo soluções CCIX IP (Controller e Physical Layer), PCIe 4.0 / 3.0 Silicon IP Solutions Soluções (Controlador e Camada Física), Camada Física DDR4, IP Periférica e Drivers de IP Relacionados Incluindo chips de teste I2C, SPI, QSPI Concordam unanimamente na interconexão de chips através de chips CCIX para transmitir a Xilinx 16x Virtex UltraScale + FPGA.
Gaurav Singh, vice-presidente de arquitetura da Xilinx, disse que a CCIX alavancará a infra-estrutura de interconexão de servidor existente para fornecer uma memória compartilhada de largura de banda, menor latência e cache compartilhada para melhorar a disponibilidade e o desempenho geral do acelerador para que A plataforma do centro de dados tem uma eficiência maior.
Devido à grande quantidade de dados, as necessidades de atualização do centro de dados são muito urgentes, os novos padrões de transmissão também aproveitarão, e o CCIX não é apenas compatível com o PCIe, sua velocidade de transmissão de 25GT / s também é maior do que 16GT / s PCIe 4.0, inevitavelmente será A PCIe ameaça, então Liu Zongqi, gerente de projeto sênior do Departamento de Tecnologia Aplicada da Alemanha, especulou que o aumento do CCIX também pode ser um dos fatores que acelerará a atualização do padrão PCIe.
Huang Fangchuan, gerente de tecnologia da Taike (Figura 4), também apontou que o aumento dos grandes dados tornou os centros de dados cada vez mais exigentes nas taxas, enquanto os novos sempre foram mais flexíveis do que os antigos. Alta taxa de transmissão e compatível com PCIe, de fato, tem consideráveis vantagens no mercado. No entanto, não se pode concluir que o CCIX substituirá o PCIe no futuro, só pode ser dito que o aumento do CCIX oferece uma nova opção para a interface de transmissão.
Figura 4 O gerente de tecnologia da Taike, Huang Fangchuan, revelou que o CCIX ainda está na fase de promoção, sua alta compatibilidade e características de transmissão de alta velocidade, trazendo uma nova opção para a interface de transmissão.
Conforme mencionado no primeiro parágrafo desta seção, independentemente do tipo de produtos, seus concorrentes. O CCIX ainda não está maduro, ainda está em fase de promoção, os produtos relacionados ainda estão em desenvolvimento, mas suas altas características de compatibilidade e transmissão de alta velocidade para a transmissão A infusão de uma nova geração de fluidos no mercado da interface deu novas opções aos fornecedores de sistemas on-chip (SoC), como hubs de servidores e supercomputadores, e como resultado, o ritmo de padronização PCIe se acelerou.
O aplicativo de terminal desempenha um empurrão de chave PCIe 5.0. O cronograma de 2019 deverá lançar
Conforme mencionado acima, o aumento de aplicativos, como AI e dados importantes, e a necessidade urgente de atualizar os centros de dados, impulsionaram a atualização do PCIe por quase uma década. No entanto, o PIC-SIG lançou o PCIe 4.0 em outubro de 2017 e planeja lançar em 2019 Lançou a versão 5.0, mas no meio de mais de um ano de intervalo, e o desenvolvimento de uma especificação padrão, o processo pode ser muito complicado, o PCIe 5.0 realmente lançado como programado, é inevitável que as pessoas detêm algumas dúvidas.
Em resposta, Rakesh Cheerla acredita que os dois padrões PCIe 3.0 e 4.0 realmente têm um longo tempo. Mas agora a indústria adote a tecnologia de nova geração, o ritmo de cada vez mais rápido, ciclos de produtos mais curtos, não apenas a indústria , Os Consumidores também estão experimentando um rápido aumento na demanda pelo desempenho do aplicativo, e a interface PCIe mais rápida será a chave para aumentar o desempenho do aplicativo, de modo que o padrão PCIe 5.0 da próxima geração deve ser ainda maior que o PCIe 4.0 Rapidamente lançado.
Du Liyi, gerente do departamento de negócios e suporte técnico da Anritsu, também compartilhou a mesma opinião de que o motivo das atuais revisões padrão é muito diferente do passado, na medida em que o "aplicativo" promove a "atualização" padrão em vez da "atualização padrão" Desenvolvimento. A demanda do mercado para o PCIe 4.0 e 5.0 está aumentando rapidamente. A popularidade futura dos produtos não será tão rápida quanto a do PCIe 3.0. Até o momento do lançamento, não existe um requisito de aplicação imediato, que foi gradualmente popularizado em 4,5 anos.
De acordo com Rakesh Cheerla, a atualização de chave no padrão 5.0 é uma duplicação das taxas de transmissão de link de 16GT / s para 32GT / s. Não é esperado que a especificação 1.0 para a primeira versão do PCIe 5.0 apareça muito devido a um intervalo reduzido de 4.0 para 5.0 Função, também devido às pequenas mudanças em 4.0 para 5.0, o que significa que 5.0 especificações serão desenvolvidas muito rapidamente.
Rakesh Cheerla especula que a adoção inicial do PCIe 5.0 começará a se popularizar à medida que os slots do processador do servidor são introduzidos e a adoção real do 5.0 depende de vários fatores, incluindo a versão 1.0 da especificação PCIe 5.0, Empacotamento de bolacha de servidor e testes compatíveis com o setor. O setor está trabalhando duro para acelerar o tempo de mercado desta nova tecnologia para atender às necessidades dos clientes para o máximo desempenho.
No geral, no centro de dados de Internet de alta velocidade, as aplicações da AI exigem aumento no caso do desenvolvimento da especificação PCIe 5.0 está em pleno andamento em progresso, foi para a versão 0.5, a versão 1.0 final, não muito longe, é esperada para O planejamento planejado previamente da PCI-SIG lançou uma versão formal em 2019 destinada a mais novas áreas de aplicações de alto desempenho, e Al-Yanes, presidente e presidente da PCI-SIG, também esperam que a largura de banda do PCIe 5.0 32GT / s esteja na indústria Estabeleça um novo padrão de velocidade.