El aumento de aplicaciones como Inteligencia Artificial, Big Data y Cloud Computing ha impulsado al PCIe que ha sido "rígido" durante casi una década para lanzar nuevas especificaciones. No solo se lanzó la versión 4.0 en octubre de 2017, sino que también se ha formulado el estándar 5.0 actual a 0.5 versión. PCIe finalmente marcar el comienzo de una nueva ola de actualizaciones para satisfacer la demanda del mercado.
Desde la versión 3.0 de 2010, PCI-SIG finalmente ha puesto en marcha en el año 2017, se espera que PCI Express (PCIe) versión 4.0, pero 5.0 estándar para publicado en 2019. Serie de iniciativas para actualizar la norma, ya que, o durante la dinastía Qing, el shogunato japonés , llevado a cabo por "Restauración Meiji" y "reforma Cien Días", a través de una serie de reformas para hacer frente a los barcos occidentales y armamento. por lo tanto, ¿qué es exactamente la industria sufrió un cambio que hace casi una década puede decirse que "no se mueve tales como la montaña PCIe "lo que desencadenó una ola de" Movimiento de Reforma "de?
Rise AI aumento / dramático en la cantidad de carga de datos lo que es difícil PCIe 3.0
Xilinx (Xilinx) Rakesh Cheerla (Figura 1) soluciones PCIe y almacenamiento, director de producto, de hecho, PCIe 3.0 y 4.0 intervalos de tiempo publicadas en comparación con las generaciones anteriores de la norma PCIe es más largo. Con el aprendizaje de máquina, datos de gran tamaño y el auge de la computación en nube, todos los ámbitos de la vida en los últimos años el deseo de ancho de banda PCIe y ancho de banda de ethernet también está aumentando rápidamente. en muchas aplicaciones, ancho de banda de la interfaz PCIe servidor cada vez más ancho de banda es limitado.
Rakesh Cheerla 1 Xilinx PCIe y soluciones de almacenamiento, director de producto, aunque los intervalos largos PCIe 3.0 y 4.0, pero debido al rápido aumento de ancho de banda PCIe industrial de hambre, por lo que 5.0 estándar se trabajó rápidamente.
La clave para impulsar esta ola de desarrollo del centro de datos, telecomunicaciones y mercados empresariales y de interconexión PCIe está en la eficacia de muchos ampliamente utilizado para producir un papel clave debido a la velocidad de transmisión estándar mejorado de PCIe 4.0, y fortalecer aún más la eficacia del mercado en muchas aplicaciones.
PCIe 3.0 lanzada en 2010, la tasa de transmisión es 8GT / s, mientras que el PCIe PCIe 3.0 y 4.0, se emplean 128B / 130B esquema de codificación, la pérdida de ancho de banda de transmisión de datos se reduce a menos del 1,6%, sin embargo, la velocidad de transmisión de hasta 4,0 16GT / s, para satisfacer la demanda de grandes transferencias de datos.
Además, las otras características nuevas de PCIe 4.0 incluyen Margining, reducción de la latencia del sistema, escalabilidad para mayor ancho de banda y canales, virtualización de E / S mejorada y consolidación de plataforma, y soporte para dispositivos orientados a servicios. Etiqueta, crédito, etc. En cuanto a PCIe 5.0, la corriente ligeramente diferente de 4.0 es que su velocidad de datos estándar es de hasta 32GT / s.
Cadencia Senior Applications Engineering Manager Li Zhiyong (Figura 2), señaló que el aumento de la inteligencia artificial (IA), por lo que la demanda PCIe de alto ancho de banda cada vez más urgente, sobre todo, como Estados Unidos, China o Europa para desarrollar activamente país AI, pero habrá PCIe 4.0 es Requisitos de actualización.
Figura 2 Li Zhiyong, Gerente Senior de Ingeniería de Aplicaciones de IAC, señaló que China y los Estados Unidos están desarrollando AI activamente porque las necesidades de actualización de PCIe 4.0 serán más urgentes.
Li Zhiyong explicó además que desde el lanzamiento 2010 PCIe 3.0, separados por casi 10 años PCIe acaba de publicar un nuevo estándar, y 4.0 y 5.0 Publicado también tan cerca, porque por supuesto la reciente AI, el aprendizaje profundo (como AlphaGo), centro de transmisión de datos de alta velocidad y nube El aumento de las aplicaciones, como la informática, lo que aumenta la demanda de ancho de banda, lo que provocó que PCIe marcara el comienzo de una nueva ola de mejoras.
Li Zhiyong dijo, en particular, el desarrollo positivo de la gripe aviar, el aprendizaje profundo del país, tales como los EE.UU. y China, la demanda de PCIe 4.0 actualización será relativamente alta debido a la demanda de AI de alto ancho de banda está mostrando un crecimiento explosivo; en el caso de PCIe 5.0 versión final aún no ha dado a conocer , Estos países se comprometerán primero con el desarrollo de PCIe 4.0, con el fin de actualizar a la tasa de transferencia más alta, un buen desarrollo de las aplicaciones relacionadas con la IA.
En resumen, AI, grandes volúmenes de datos, y la transmisión a alta velocidad de los centros de datos y otras necesidades, promover PCIe se ha convertido en un factor importante de la "reforma política". Sobre todo en la parte central de los datos, junto con el cambio hábitos de los usuarios, ya no está en la búsqueda de alto rendimiento el "stand-alone PC" como el objetivo principal, sino más bien centrarse en las aplicaciones de la transmisión en la nube, audio en tiempo real y video streaming gusta ver (Netfilx), los sitios de redes sociales, plataformas comerciales.
El enfoque detrás de estas aplicaciones radica en si los centros de datos y la nube son capaces de manejar el tráfico y soportar el tráfico para satisfacer las necesidades de los usuarios, por lo que los proveedores de la plataforma están muy preocupados por el rendimiento general del centro de datos y la capacidad máxima de soporte de tráfico .
Por esta razón, el ancho de banda de Ethernet en el centro de datos continúa moviéndose hacia 200G / 400G. Sin embargo, frente al ancho de banda de 200G / 400G, el PCIe 3.0 original es incapaz de hacer frente a una demanda de transmisión de datos tan rápida y masiva. La necesidad de la industria de realizar actualizaciones a PCIe 4.0, o incluso 5.0, entre las tarjetas de interfaz en el NIC y la placa base está presionando y acelerando los estándares PCIe 4.0 y 5.0.
Wang Yuli, subdirector de la División de Apoyo Técnico y Comercial de Anritsu (Figura 3), explicó que el principal mercado de aplicaciones para PCIe 4.0 o 5.0 son los servidores del centro de datos, así como los conmutadores, enrutadores, Tablero: en el caso de un gran aumento en la transmisión, no solo el ancho de banda de la Ethernet dentro del centro de datos continúa hasta 200G / 400G, sino también la demanda de actualización de PCIe 4.0 o 5.0 también es bastante fuerte.
La figura 3 Anritsu Business and Technical Support Assistant del proyecto Wang Yuhuan dijo que el calendario de versiones de PCIe 4.0 y 5.0 corresponde al desarrollo del centro de datos Ethernet 200G / 400G para satisfacer las necesidades de transmisión de alta velocidad.
Uno de los factores del "método de cambio" CCIX o PCIe de alta velocidad / compatible
Por lo tanto, además de AI, centro de datos y otros factores, el aumento de CCIX (Cache Coherent Interconnect for Accelerators), un nuevo estándar de transmisión, también puede ser una de las razones por las que el controlador PCIe acelere la publicación de nuevas especificaciones.
Como se mencionó anteriormente, la demanda de varias aplicaciones de aceleración en el centro de datos sigue aumentando, como análisis de big data, búsqueda, aprendizaje automático, redes inalámbricas 4G / 5G, procesamiento completo de la base de datos en la memoria, análisis de imágenes y redes Procesamiento, etc.
CCIX, el estándar de transporte emergente, aprovecha la infraestructura de interconexión del servidor establecida al tiempo que ofrece un mayor ancho de banda, menor latencia y sincronización de datos con la memoria caché compartida.
Este estándar no solo aumenta drásticamente la disponibilidad del acelerador y el rendimiento y la eficiencia general de la plataforma del centro de datos, sino que también reduce las barreras de entrada a los sistemas de servidor existentes y mejora el TCO de los sistemas acelerados. En otras palabras, sin importar dónde se almacenan los datos, CCIX puede acceder y procesar los datos sin problemas en cada lado del componente, no está limitado por la ubicación de almacenamiento de datos, y no requiere un entorno de desarrollo de programa complicado.
Al mismo tiempo, una de las mayores ventajas de la especificación CCIX es que se basa en la especificación PCIe, con poco o ningún protocolo de cumplimiento CCIX pasado por el enlace PCIe. Además de ser altamente compatible con PCIe De hecho, el protocolo de coherencia de caché de CCIX se puede pasar sobre cualquier enlace PCIe que se ejecute a 8GT / s o más rápido.
PCIe 4.0 especifica una velocidad de datos máxima de 16GT / s, que logra un ancho de banda bidireccional total de aproximadamente 64 GB / s en un solo enlace de 16 carriles. Según un informe técnico de Synopsys, algunos miembros del consorcio CCIX Como resultado, un enlace CCIX puede alcanzar 100 GB / s en las mismas condiciones al aumentar la velocidad de transmisión a 25GT / s, lo que da como resultado un problema llamado "Modo de velocidad extendida" (ESM). ) Características CCIX.
Además, CCIX también tiene un mecanismo especial que permite que los componentes con funcionalidad ESM sean compatibles con los componentes PCIe. Dos componentes CCIX que desean comunicarse entre sí se pueden procesar a través del proceso normal de inicialización del enlace PCIe para Máxima velocidad de PCIe de soporte mutuo. En conclusión, CCIX no solo tiene caché, consistencia de interconexión, la velocidad de transmisión es tan alta como 25GT / s.
CCIX miembros de la Alianza están promoviendo activamente la popularización de esta norma. Xilinx, Brazo Internacional (ARM), la cadencia y TSMC anunciaron conjuntamente conjuntamente construir obleas de prueba primero CCIX del mundo, se espera que las obleas de prueba en el primer trimestre de 2018 películas fundidas en primer lugar, el libro de obleas de producción en la segunda mitad 2018 para enviar. obleas utilizando la tecnología de proceso de TSMC FinFET 7 nm, y se basa en una CPU ARM DynamIQ, y la oblea de interconexión utilizando CMN-600 y las entidades de bus internas IP física.
Para verificar el subsistema completo, Cadence también proporciona puertos clave de entrada y salida (I / O) y los subsistemas de memoria, incluyendo la solución CCIX IP (controlador y la capa física), PCIe propiedad intelectual solución 4,0 / 3,0 de silicio (IP) programa (controlador y la capa física), DDR4, la capa física, incluyendo I2C, SPI, QSPI perímetro interior IP y la IP conductor. prueba CCIX oblea asociado a través de la oblea a los acuerdos de interconexión de oblea en, pueden conectarse a la Xilinx 16 nm Virtex UltraScale + FPGA.
Gaurav Singh, vicepresidente de la arquitectura representa Xilinx, CCIX utilizará los servidores de infraestructura de Internet existentes para proporcionar mayor ancho de banda, latencia y menor tasa de caché de acceso a la memoria compartida coherente, para mejorar la usabilidad y el rendimiento general del acelerador, el La plataforma del centro de datos tiene una eficiencia más excelente.
En respuesta a la enorme cantidad de datos, el centro de datos requiere de actualización urgente, un nuevo estándar de transmisión también se levantaron, y CCIX no sólo PCIe compatibles, la velocidad de transmisión que 25GT / s PCIe 4.0 es también más alto que el 16GT / s, tendrá inevitablemente PCIe ha sido amenazada. Por lo tanto, la aplicación de la tecnología es el jefe de proyecto de ingeniería alemana Liu zongqi especula que el aumento CCIX, quizás uno de los factores para acelerar normas actualizadas PCIe.
Huang Fangchuan, gerente de tecnología de Taike (Figura 4), también señaló que el aumento del big data ha hecho que los centros de datos sean cada vez más exigentes con las tarifas, mientras que los nuevos siempre han sido más flexibles que los anteriores. Alta velocidad de transmisión y compatible con PCIe, de hecho tienen ventajas considerables en el mercado. Sin embargo, no se puede concluir que CCIX reemplazará PCIe en el futuro, solo se puede decir que el aumento de CCIX ofrece una nueva opción para la interfaz de transmisión.
Figura 4 El gerente de tecnología de Taike, Huang Fangchuan, reveló que CCIX aún se encuentra en la fase de promoción, con alta compatibilidad y características de transmisión de alta velocidad, brindando una nueva opción para la interfaz de transmisión.
Como se ha mencionado en el primer párrafo de esta sección, no importa qué tipo de producto, sus competidores CCIX tiene, no obstante, maduros, se encuentra todavía en la fase de promoción, productos relacionados están todavía en desarrollo, pero sus características de compatibilidad y de transmisión de alta velocidad para la transmisión corriendo interfase agua en un nuevo mercado, como el servidor central, los ordenadores de supercomputación y otras industrias de sistema-en-chip (SoC) para traer nuevas opciones, tal vez debido a esto, las normas PCIe y así acelerar el ritmo mucho.
La aplicación de terminal juega un impulso clave Se espera que la agenda PCIe 5.0 2019 se publique
Se mencionó anteriormente, la IA, el auge de las aplicaciones de datos tales como grandes centros de datos necesita una actualización urgente, actualización de disco de Usher PCIe en una ola de casi una década. Sin embargo, el PIC-SIG PCIe 4.0 posterior liberación en octubre de 2017, y la planificación en 2019 la introducción de la versión 5.0, pero el medio separados por más de un año, y un proceso de establecimiento de normas se puede decir que ser muy complejo, ya sea PCIe 5.0 puede realmente poner en marcha según lo previsto, es inevitable que mantenga pocas dudas.
En respuesta, Rakesh Cheerla cree que los dos estándares PCIe 3.0 y 4.0 realmente tienen un largo tiempo. Pero ahora la industria adopta tecnología de nueva generación, el ritmo de ciclos de producto cada vez más rápidos y más cortos, no solo la industria Los consumidores también están experimentando un rápido aumento en la demanda de rendimiento de la aplicación, y la interfaz PCIe más rápida será la clave para impulsar el rendimiento de la aplicación, por lo que la próxima generación del estándar PCIe 5.0 será aún mayor que la de PCIe 4.0. Lanzado rápidamente.
Anritsu Ventas y Gerente de Soporte Técnico, un Tu también tienen el mismo punto de vista, representan actualización estándar de hoy las razones muy diferentes a las del pasado y el lugar que es la 'Aplicar' para promover la "actualización" estándar en lugar de "actualización estándar" y luego manejar aplicaciones desarrollo. PCIe 4.0, la demanda aumentó 5.0 es muy rápido, el siguiente producto no será tan popular PCIe 3.0 velocidad, acaba de lanzar Si no podemos exigir la aplicación inmediata, y por lo tanto cada cuatro o cinco años antes de que cada vez más común.
Descripción Rakesh Cheerla, la clave 5,0 actualización estándar, la tasa de transmisión de enlace se duplicó de 16GT / s a 32GT / s. Puesto que el intervalo de tiempo se acorta de 4,0 a 5,0, la primera versión 1.0 5.0 espera que la especificación PCIe y no será demasiado muchos de los nuevos función, es porque los pequeños cambios en la magnitud de 4,0 a 5,0, y 5,0 significa que las especificaciones serán finalizados muy rápidamente.
Rakesh Cheerla especula que la adopción inicial de PCIe 5.0 comenzará a popularizarse a medida que se introduzcan las ranuras de procesador de servidor, y la adopción real de 5.0 depende de varios factores, incluida la versión 1.0 de la especificación PCIe 5.0, Empalme de obleas de servidor y pruebas compatibles con la industria. La industria está trabajando arduamente para acelerar el tiempo de lanzamiento al mercado de esta nueva tecnología para satisfacer las necesidades de los clientes con la máxima eficiencia.
Con todo, en el centro de datos de Internet de alta velocidad, las aplicaciones de inteligencia artificial exigen un aumento en el caso de que el desarrollo de la especificación PCIe 5.0 esté en pleno desarrollo, haya llegado a la versión 0.5, se espera que la versión 1.0 final, no muy lejana, PCI-SIG originalmente planificación de evolución en el tiempo, la versión oficial lanzado en 2019, dirigido a más eficiente de energía nuevas áreas de aplicación; y al Yanes PCI-SIG presidente y presidente también esperamos que el ancho de banda PCIe 32GT / s 5.0 habrá en la industria Establezca un nuevo estándar de velocidad.