PCIe 5.0 वैशिष्ट्यांचा परिचय

• PCIe 5.0 वैशिष्ट्यांचा परिचय

PCIe 4.0 स्पेसिफिकेशन २०१७ मध्ये पूर्ण झाले होते, परंतु AMD च्या 7nm रायड्रॅगन 3000 सिरीजपर्यंत त्याला ग्राहक प्लॅटफॉर्मवर समर्थन नव्हते आणि पूर्वी केवळ सुपरकंप्युटिंग, एंटरप्राइज-क्लास हाय-स्पीड स्टोरेज आणि नेटवर्क डिव्हाइसेस यांसारख्या उत्पादनांमध्येच PCIe 4.0 तंत्रज्ञानाचा वापर केला जात होता. जरी PCIe 4.0 तंत्रज्ञान अद्याप मोठ्या प्रमाणावर लागू केले गेले नसले तरी, PCI-SIG संस्था बऱ्याच काळापासून अधिक वेगवान PCIe 5.0 विकसित करत आहे, ज्यामध्ये सिग्नल रेट सध्याच्या 16GT/s वरून 32GT/s पर्यंत दुप्पट झाला आहे, बँडविड्थ 128GB/s पर्यंत पोहोचू शकते आणि आवृत्ती 0.9/1.0 स्पेसिफिकेशन पूर्ण झाले आहे. PCIe 6.0 मानकाच्या मजकुराची v0.7 आवृत्ती सदस्यांना पाठवण्यात आली आहे आणि मानकाचा विकास योग्य मार्गावर आहे. PCIe 6.0 चा पिन रेट 64 GT/s पर्यंत वाढवण्यात आला आहे, जो PCIe 3.0 च्या 8 पट आहे, आणि x16 चॅनेलमधील बँडविड्थ 256GB/s पेक्षा जास्त असू शकते. दुसऱ्या शब्दांत, PCIe 3.0 x8 चा सध्याचा वेग गाठण्यासाठी फक्त एका PCIe 6.0 चॅनेलची आवश्यकता असते. v0.7 बद्दल बोलायचे झाल्यास, PCIe 6.0 ने सुरुवातीला घोषित केलेली बहुतेक वैशिष्ट्ये साध्य केली आहेत, परंतु वीज वापरामध्ये अजूनही सुधारणा करण्यात आली आहे.d, आणि या मानकाने नव्याने L0p पॉवर कॉन्फिगरेशन गिअर सादर केले आहे. अर्थात, २०२१ मधील घोषणेनंतर, PCIe 6.0 लवकरच लवकर २०२३ किंवा २०२४ मध्ये व्यावसायिकरित्या उपलब्ध होऊ शकते. उदाहरणार्थ, PCIe 5.0 ला २०१९ मध्ये मान्यता मिळाली होती, आणि आता कुठे त्याचे उपयोगाचे दाखले समोर येत आहेत.

मागील मानक विनिर्देशांच्या तुलनेत, PCIe 4.0 विनिर्देश तुलनेने उशिरा आले. PCIe 4.0 सादर झाल्यानंतर ७ वर्षांनी, म्हणजेच २०१० मध्ये PCIe 3.0 विनिर्देश सादर करण्यात आले, त्यामुळे PCIe 4.0 विनिर्देशांचे आयुष्य कमी असू शकते. विशेषतः, काही विक्रेत्यांनी PCIe 5.0 PHY फिजिकल लेयर डिव्हाइसेसची रचना करण्यास सुरुवात केली आहे.

PCI-SIG संस्थेची अपेक्षा आहे की हे दोन्ही मानक काही काळ एकत्र अस्तित्वात राहतील, आणि PCIe 5.0 हे प्रामुख्याने उच्च थ्रुपुट आवश्यकता असलेल्या उच्च-कार्यक्षमतेच्या उपकरणांसाठी वापरले जाते, जसे की AI साठीचे GPU, नेटवर्क उपकरणे इत्यादी. याचा अर्थ असा की, डेटा सेंटर, नेटवर्क आणि HPC वातावरणात PCIe 5.0 चा वापर होण्याची अधिक शक्यता आहे. डेस्कटॉपसारखी कमी बँडविड्थ आवश्यकता असलेली उपकरणे PCIe 4.0 वापरू शकतात.

PCIe 5.0 साठी, 128/130 एन्कोडिंगचा वापर करूनही, सिग्नल रेट PCIe 4.0 च्या 16GT/s वरून 32GT/s पर्यंत वाढवण्यात आला आहे आणि x16 बँडविड्थ 64GB/s वरून 128GB/s पर्यंत वाढवण्यात आली आहे.

बँडविड्थ दुप्पट करण्याव्यतिरिक्त, PCIe 5.0 इतर बदल देखील आणते, जसे की सिग्नल अखंडता सुधारण्यासाठी इलेक्ट्रिकल डिझाइनमध्ये बदल, PCIe सह बॅकवर्ड कंपॅटिबिलिटी आणि बरेच काही. याव्यतिरिक्त, PCIe 5.0 ची रचना नवीन मानकांसह केली गेली आहे, जे लांब अंतरावर लेटन्सी आणि सिग्नल अॅटेन्युएशन कमी करतात.

PCI-SIG संस्थेला या वर्षाच्या पहिल्या तिमाहीत स्पेसिफिकेशनची 1.0 आवृत्ती पूर्ण होण्याची अपेक्षा आहे, परंतु ते मानके विकसित करू शकतात, मात्र टर्मिनल डिव्हाइस बाजारात केव्हा आणले जाईल हे ते नियंत्रित करू शकत नाहीत. अशी अपेक्षा आहे की पहिली PCIe 5.0 डिव्हाइसेस या वर्षी बाजारात येतील आणि 2020 मध्ये आणखी उत्पादने दिसतील. तथापि, अधिक वेगाच्या गरजेमुळे मानक संस्थेला PCI एक्सप्रेसची पुढील पिढी परिभाषित करण्यास प्रवृत्त केले. PCIe 5.0 चे उद्दिष्ट शक्य तितक्या कमी वेळेत मानकाचा वेग वाढवणे हे आहे. त्यामुळे, PCIe 5.0 ची रचना इतर कोणत्याही महत्त्वपूर्ण नवीन वैशिष्ट्यांशिवाय, केवळ PCIe 4.0 मानकाचा वेग वाढवण्यासाठी केली आहे.

उदाहरणार्थ, PCIe 5.0 हे PAM 4 सिग्नल्सना सपोर्ट करत नाही आणि त्यात फक्त PCIe स्टँडर्डला शक्य तितक्या कमी वेळात 32 GT/s सपोर्ट करण्यास सक्षम करण्यासाठी आवश्यक असलेली नवीन वैशिष्ट्ये समाविष्ट आहेत.

हार्डवेअर आव्हाने

PCI Express 5.0 ला समर्थन देण्यासाठी उत्पादन तयार करण्यामधील मुख्य आव्हान चॅनलच्या लांबीशी संबंधित असेल. सिग्नलचा दर जितका जास्त असेल, तितकी पीसी बोर्डमधून प्रसारित होणाऱ्या सिग्नलची कॅरियर फ्रिक्वेन्सी जास्त असते. दोन प्रकारचे भौतिक नुकसान अभियंत्यांना PCIe सिग्नल किती प्रमाणात प्रसारित करता येतील यावर मर्यादा घालतात:

· १. चॅनेलचे क्षीणन

· 2. पिन, कनेक्टर, थ्रू-होल आणि इतर संरचनांमधील इम्पेडन्सच्या सातत्यहीनतेमुळे चॅनेलमध्ये होणारे परावर्तन.

PCIe 5.0 स्पेसिफिकेशन 16 GHz वर -36dB अ‍ॅटेन्युएशन असलेले चॅनेल वापरते. 16 GHz ही फ्रिक्वेन्सी 32 GT/s डिजिटल सिग्नल्ससाठी नायक्विस्ट फ्रिक्वेन्सी दर्शवते. उदाहरणार्थ, जेव्हा PCIe 5.0 सिग्नल सुरू होतो, तेव्हा त्याचे सामान्य पीक-टू-पीक व्होल्टेज 800 mV असू शकते. तथापि, शिफारस केलेल्या -36dB चॅनेलमधून गेल्यानंतर, ओपन आयशी असलेले कोणतेही साम्य नाहीसे होते. केवळ ट्रान्समीटर-आधारित इक्वलायझेशन (डी-अ‍ॅक्सेंट्युएटिंग) आणि रिसीव्हर इक्वलायझेशन (CTLE आणि DFE यांचे संयोजन) लागू करूनच PCIe 5.0 सिग्नल सिस्टम चॅनेलमधून जाऊ शकतो आणि रिसीव्हरद्वारे अचूकपणे इंटरप्रिट केला जाऊ शकतो. PCIe 5.0 सिग्नलची किमान अपेक्षित आय हाइट 10mV (पोस्ट-इक्वलायझेशन) आहे. जवळजवळ परिपूर्ण लो-जिटर ट्रान्समीटर असूनही, चॅनेलचे लक्षणीय अ‍ॅटेन्युएशन सिग्नलची अ‍ॅम्प्लिट्यूड इतकी कमी करते की रिफ्लेक्शन आणि क्रॉसटॉकमुळे होणारे इतर कोणत्याही प्रकारचे सिग्नल नुकसान बंद करून आय पुनर्संचयित करता येते.