قبل فترة قاربت حوالي 4 أشهر أعلنت منظمة PCI-SIG عن المواصفات الاولية لواجهة PCIe 6.0  التي ستقدم نقلة نوعية في معدلات النقل مقارنة بالوضع الحالي, فاليوم نحن نمتلك معدل نقل يصل إلى 16GB/s على منفذ PCIe Gen 3 x16 ، لكننا سنحصل على معدل نقل 128GB/s حينما نستخدم واجهة الجيل الجديد PCIe Gen 6 ...لا تتحمس كثيراً فلن نرى وصولها للأسواق إلا في عام 2022 و 2024 لان خلال هذه الفترة الحالية التي نحن بها سيكون المجال لـ PCIe 4.0 يليه 5.0.

في الوقت الحالي استعرضت منظمة PCI-SIG نسخة 0.3 للمواصفات الخاصة بالواجهة حيث أصبح متوفر للشركات الأعضاء في منظمة PCI-SIG  للمراجعة وطرح الملاحظات, بينما إكمال المواصفات النهائية للواجهة الجديدة فسيكون بحلول عام 2021, لكني أؤكد على أمر مهم أن اعتمادها ضمن المنتجات سيتأخر ولن نراه إلا بين عام 2022 و 2024 لتستفيد منها البطاقات الرسومية GPU وحلول التخزين المختلفة مثل SSD M.2 كما حصل مؤخراً مع PCI Express 4.0.

المواصفات الاولية لواجهة PCI Express (PCIe ) 6.0  الأحدث سوف تضاعف من معدل نقل البيانات إلى 64GT/s بينما ستحافظ على التوافق مع الإصدارات الأقدم للأجيال السابقة وتقدم كفاءة طاقة وأداء كفؤ من ناحية التكلفة بشكل أفضل من الجيل الخامس. المواصفات النهائية لواجهة PCIe 6.0 مجدولة لتصدر وتعتمد بين جميع الشركات في عام 2021, أي اننا سنراها تستخدم في قطع الهاردوير بين عام 2022 و 2024 على الأغلب.

من مميزات واجهة PCIe 6.0 الأحدث:  تقدم معدل نقل يصل إلى 64GT/s لكل مسار مضاعف وما يصل إلى 256GB/s مع منفذ x16 المضاعف عن الجيل الخامس. تستخدم تقنية PAM-4 (Pulse Amplitude Modulation مع فك تشفير بأربع مستويات وتستفيد من بنية 56G PAM-4 الحالي لتحقيق سرعة نقل أعلى. تتضمن تصحيح خطأ متقدم مع خمول منخفض إضافية لتحسين كفاءة عرض النطاق الترددي. تحافظ على توافق الإصدارات السابقة مع جميع الأجيال السابقة لتقنية PCIe.

هذه الخطوة ماذا تعني؟

تعني ان هناك مطالبات من قبل الشركات المصنعة لرفع مستوى وقدرة واجهة PCIe مما استدعى إلى تسريع خطوات إطلاق الجيل الخامس الذي أعلن عنه مواصفات النهائية بشكل رسمي مؤخراً ليأخذ دوره في السوق قريباً, وبنفس الوقت وصول أولى المواصفات الاولية للجيل السادس PCIe 6.0. هذه الخطوة ستعني بما لا يدع مجالاً للشك أننا سنرى نقلة نوعية في سرعات النقل لأقراص التخزين بمختلف مجالاتها التي قد تصل بها سرعات القراءة والكتابة إلى 15GB وأكثر مع العلم أن الامر مرتبط كذلك بنوعية رقاقات الذاكرة ونوع وحدة تحكم الذاكرة المستخدم الذي يلعب دور أساسي في ذلك.

أغلبكم إن لم يكن كلكم يعلم أنه وفي السنوات الأخيرة أصبح هناك اهتمام وتزايد في مطالب الشركات المصنعة، حيث أن معايير الاتصال الكبرى تمتلك جميعها PCIe مما يعني بشكل أخر أنها ستفيد من تحسينات PCIe الحاصلة اليوم, بالتالي تعزيزات سرعة PCIe سيخدم الجميع لبناء أنظمة أسرع لم نرى لها مثيل على الإطلاق.

لن نبالغ إن قلنا لكم ان واجهة PCIe 6.0 قد نكون التحديث الأكثر قوة وأهمية لمعيار PCIe منذ واجهة PCIe 3.0 الشيء الأهم هو ان PCIe 6.0 بقي كما ذكرنا لكم محافظا على التوافق مع الإصدارات السابقة التي سبقته ومنافذ PCIe لن تتعرض لعملية تغير في شكلها بل ستبقى على ماهي عليه. لكن مع كون ناتج واجهات PCIe 4.0 / 5.0 اعتمد على إشارة ضيقة للغاية والتي نتج عنها حدود مدى تتبع أقصر في بنية تصميم خطوط نقلها الذي ضاعف من معدل النقل قررت منظمة PCI-SIG قلب تقنية الإشارة كليا، بالانتقال من تقنية Non-Return-to-Zero (NRZ) التي استخدمت في البداية إلى تقنية Pulse-Amplitude Modulation 4 (PAM4).

ماذا يعني ذلك بالضبط؟ حسناً خلال الدخول على موقع منظمة PCI-SIG وجدنا الكثير من المعلومات الشيقة والمفيدة لكي نفهم ما حدث مع هذا الجيل الجديد. ما تقوم به تقنية PAM4  مقابل NRZ هو أنها تأخذ MLC NAND وتضاعف عدد الحالات الكهربائية التي تحملها الخلية الواحدة او دعوني أقول معدل النقل, فبدلا من إشارة منخفضة/عالية 0/1 التقليدية التي كانت تستخدم سابقاً، تقنية PAM4 ستستخدم 4 مستويات إشارة، لتستطيع الإشارة فك الشيفرة لأربع أنماط 00/01/10/11. هذا يسمح لـPAM4 أن تحمل ضعف بيانات NRZ بدون الحاجة لمضاعفة عرض النطاق الترددي للنقل، مما سينتج عنه تردد بحوالي 30GHz. الناحية الإيجابية للتبديل نحو تقنية PAM4 هي أنه بزايدة كم البيانات المنقولة بدون زيادة التردد، فإن متطلبات خسارة الإشارة لن ترتفع, مما يعني أن PCIe 6.0 سيمتلك نفس مقدار 36dB كما هو الحال مع PCIe 5.0.

الأكثر إثارة هو عندما نقارن واجهة PCIe 6.0 بما هي قادرة على فعله مع الجيل القديم, فتخيل أننا سنحصل على عرض نطاق ترددي بـ 8GB/sec لمنفذ x1 وصولا إلى 128GB/sec لمنفذ x16, وعند المقارنة مع واجهة PCIe 2.0 كنا نحصل على عرض نطاق ترددي 8GB/sec لمنفذ PCIe 2.0 x16…فرق شاسع.

بكل الاحوال هي قفزة كبيرة من منظمة PCI-SIG التي قدمت لنا مع واجهة PCIe 5.0 مؤخراً معدل نقل يصل إلى 32GT/s لكل مسار المضاعف عن PCIe 4.0 وما يصل إلى 128GB/s مع منفذ x16 المضاعف عن الجيل الرابع لتعود الان وتضاعف من جديد هذه الأرقام ليصبح معدل النقل إلى 64GT/s لكل مسار مضاعف وما يصل إلى 256GB/s مع منفذ x16 المضاعف عن الجيل الخامس.