从硅到软件

Synopsys和Keysight首次实现两方PCIe v6.0连接,数据驱动的世界得到提升

Pcie 6.0规范速度
作者:Synopsys Solutions Group的高级员工产品经理Gary Ruggles和Keysight的高级营销总监Brig Asay

我们的数字世界充满了数据,数据从一个点传输到另一个点的速度越快,您从一系列应用程序(如元宇宙)中看到的性能就越好,因为它们具有丰富的交互。另一个例子是大数据分析,它可以为极其复杂的困境提供见解,如疫苗研发、气候变化或财务预测。

使这些经历和发现成为可能是PCI Express (PCIe) 6.0该标准于去年推出,其数据传输速率是其前身的两倍,达到惊人的64gt /s每引脚。更快的数据传输意味着更快的计算速度,如高性能计算(HPC)、人工智能推理引擎和基于云的软件,以及用于数据中心的固态硬盘(ssd)。

我们可能要到今年晚些时候才能看到硬件采用流行的I/O总线规范的最新版本;然而,Synopsys和Keysight已经完成了一个重要的里程碑,有望促进PCIe v6.0的采用:业界首个双方64 GT/s链路。这意味着链路两端之间的交换干净而成功,没有任何恢复的跳步,这通常是由信号质量的异常引起的。这一过程的下一步是以64GT/s的PCIe v6.0数据速率传输数据,例如内存读写。

PCIe 6.0满足速度需求

ssd是PCIe v6.0技术的早期集成商。SSD soc的带宽要求相当高,因为这些设备同时与非易失性内存(NVMe)和闪存以及根复合处理器连接。虽然由于堆叠芯片等技术的进步,SSD硬盘的存储容量有所增加,但它受到SSD插槽带宽的限制,而插槽带宽又由PCIe数据速率控制。PCIe v6.0设备提供的64 GT/s的提升有望成为SSD soc的福音,使它们能够充分利用存储容量的增加。

总的来说,PCIe v6.0技术为计算密集型soc不断面临的带宽限制提供了答案。除了更快的数据传输速率外,最新规范还提供:

  • 通过新的低功耗状态提高电力效率
  • 具有成本效益的性能
  • 向后兼容前几代PCIe

PCIe v6.0标准是PCIe技术的第一个版本脉冲幅度调制4级(PAM4)信号编码.PAM4使PCIe v6.0设备在信道带宽相同的情况下,能够提供两倍于前一个PCIe规格版本的吞吐量,并且具有低功耗和向后兼容性。

对于Synopsys和Keysight来说,在L0建立链路的过程包括先以慢速发送数据包,然后通过串行链路协商到更高的速度,在此过程中交换均衡信息。这些联系是相当敏感的——即使是一根碰伤的电线也会引发恢复和重新谈判的过程。Keysight全面的PCIe测试解决方案组合包括一个协议分析器,用于检查链路上移动的流量,以及在端点进行合规性和压力测试的锻锻器。完成了端到端硬件连接Synopsys HAPS®-100原型系统,与64G PHY子卡连接到控制器,形成完整的系统。

PCIe v6.0规范很复杂,有将近2000页的内容来理解BASE规范。当一个供应商能够证明它正确地遵循了规范,并与第三方一起这样做时,这就为成功的互操作性提供了信心。Synopsys此前已经实现了与公司自己的硬件的64 GT/s连接。与长期合作伙伴Keysight实现了严格的两方连接演示,不仅验证了互操作性,而且这一成就以及数据传输速率是启用数据中心虚拟化等应用程序和更好地利用数据中心资源的关键。

pcie 6.0速度IP

用PCIe v6.0技术绘制成功之路

经过验证的IP是成功部署PCIe v6.0设备的重要组成部分。Synopsys在IP供应商中拥有最多的PCI-SIG认证,为PCIe v6.0设备提供完整的IP解决方案。PCIe 6.0的IP简介包括控制器、PHY、校验、IP完整性和数据加密(IDE)安全模块。该IP可实现HPC、存储和AI soc的低延迟和高吞吐量的实时数据连接。

在今年的DesignCon高速通信与系统设计会议上,Keysight使用其UXR 80GHz示波器和M8040A 64GBaud误码率测试仪(BERT)演示了Synopsys PCIe 6.0 IP发射机和接收机的性能。Keysight为PCI Express提供了完整的物理层测试解决方案,包括PCIe v6.0发射器测试(BASE)和PCI v6.0接收器测试(BASE)。

随着Synopsys和Keysight继续合作,开发PCIe v6.0解决方案的设计人员可以期待与值得信赖的IP和测试解决方案供应商合作,帮助他们实现这一快速串行通信标准的承诺,适用于高性能计算、人工智能等苛刻的应用。

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