L'organisation PCI-SIG a annoncé la publication officielle de la norme de spécification PCIe 6.0 v1.0, déclarant son achèvement.
Conformément à la convention, la bande passante continue de doubler, atteignant 128 Go/s (unidirectionnel) en x16. La technologie PCIe permettant un flux de données bidirectionnel en duplex intégral, le débit bidirectionnel total atteint 256 Go/s. Selon le plan, des exemples commerciaux seront disponibles 12 à 18 mois après la publication de la norme, soit vers 2023, et devraient d'abord être disponibles sur les plateformes serveur. La norme PCIe 6.0 sera disponible d'ici la fin de l'année au plus tôt, avec une bande passante de 256 Go/s.
Pour en revenir à la technologie elle-même, le PCIe 6.0 est considéré comme le plus grand changement de ses près de 20 ans d'histoire. À vrai dire, le PCIe 4.0/5.0 n'est qu'une modification mineure du PCIe 3.0, notamment l'encodage 128b/130b basé sur la technologie NRZ (Non-Return-to-Zero).
Le PCIe 6.0 est passé à la signalisation AM pulsée PAM4, avec codage 1B-1B. Un même signal peut comporter quatre états de codage (00/01/10/11), soit le double de l'état précédent, permettant une fréquence allant jusqu'à 30 GHz. Cependant, le signal PAM4 étant plus fragile que le NRZ, il est équipé d'un mécanisme de correction d'erreur directe FEC (Foundation Equalizer) pour corriger les erreurs de signal sur la liaison et garantir l'intégrité des données.
Outre PAM4 et FEC, la dernière technologie majeure de PCIe 6.0 est l'utilisation du codage FLIT (Flow Control Unit) au niveau logique. En réalité, PAM4 et FLIT ne sont pas une technologie nouvelle ; ils sont utilisés depuis longtemps dans l'Ethernet ultra-rapide 200 G+. Cependant, PAM4 n'a pas connu de succès à grande échelle en raison du coût trop élevé de la couche physique.
De plus, PCIe 6.0 reste rétrocompatible.
PCIe 6.0 continue de doubler la bande passante d'E/S à 64 GT/s selon la tradition, qui s'applique à la bande passante unidirectionnelle réelle PCIe 6.0X1 de 8 Go/s, à la bande passante unidirectionnelle PCIe 6.0×16 de 128 Go/s et à la bande passante bidirectionnelle PCIe 6.0×16 de 256 Go/s. Les SSD PCIe 4.0 x4, qui sont largement utilisés aujourd'hui, n'auront besoin que de PCIe 6.0 x1 pour le faire.
Le PCIe 6.0 reprend le codage 128b/130b introduit à l'époque du PCIe 3.0. Outre le CRC d'origine, il est intéressant de noter que le nouveau protocole de canal prend également en charge le codage PAM-4 utilisé dans Ethernet et GDDR6x, remplaçant ainsi le NRZ du PCIe 5.0. Il permet de compresser davantage de données sur un seul canal dans le même laps de temps, et un mécanisme de correction d'erreurs à faible latence, appelé correction d'erreurs directe (FEC), rend l'augmentation de la bande passante réalisable et fiable.
Nombreux sont ceux qui se demandent si la bande passante du PCIe 3.0 est souvent sous-utilisée et à quoi sert le PCIe 6.0. Face à l'essor des applications gourmandes en données, notamment l'intelligence artificielle, les canaux d'E/S à débits de transmission plus rapides sont de plus en plus demandés par les clients du marché professionnel. La bande passante élevée de la technologie PCIe 6.0 permet d'exploiter pleinement les performances des produits nécessitant une bande passante d'E/S élevée, comme les accélérateurs, l'apprentissage automatique et les applications HPC. Le PCI-SIG espère également tirer parti de la croissance de l'industrie automobile, pôle de croissance des semi-conducteurs. Le groupe d'intérêt spécial PCI a ainsi créé un nouveau groupe de travail sur la technologie PCIe afin de se concentrer sur l'accélération de l'adoption de la technologie PCIe dans l'industrie automobile, face à la demande croissante de bande passante de l'écosystème. Cependant, comme le microprocesseur, le GPU, le périphérique d'E/S et le stockage de données peuvent être connectés au canal de données, les PC doivent, pour bénéficier de la prise en charge de l'interface PCIe 6.0, redoubler de prudence pour l'installation de câbles capables de gérer les signaux haut débit, et les fabricants de chipsets doivent également se préparer en conséquence. Un porte-parole d'Intel a refusé de préciser quand la prise en charge de PCIe 6.0 serait ajoutée aux appareils, mais a confirmé que les cartes grand public Alder Lake et les cartes serveur Sapphire Rapids et Ponte Vecchio prendront en charge PCIe 5.0. NVIDIA a également refusé de préciser quand la norme PCIe 6.0 serait introduite. Cependant, les processeurs BlueField-3 pour centres de données prennent déjà en charge PCIe 5.0 ; la spécification PCIe ne précise que les fonctions, les performances et les paramètres à implémenter au niveau de la couche physique, sans préciser comment les implémenter. Autrement dit, les fabricants peuvent concevoir la structure de la couche physique de PCIe en fonction de leurs besoins et des conditions réelles afin de garantir sa fonctionnalité ! Les fabricants de câbles peuvent ainsi gagner en espace !
Date de publication : 04/07/2023
