البدء باختبار أولى النماذج الأولية للمنتجات على واجهة PCIe 6.0

بعد أن أصدرت إصدار 0.3 لمواصفات واجهة PCIe 6.0, أعلنت منظمة منظمة PCI-SIG عن طرح إصدار 0.5 لمواصفات هذه الواجهة لتضاعف من معدل البيانات إلى 64GT/s بينما تحافظ على التوافق مع الإصدارات السابقة للأجيال السابقة مع تقديم كفاءة طاقة وأداء فعال من حيث التكلفة. الجيد أنه في الوقت الحالي تم فتح باب البدء باختبار أولى النماذج الأولية للمنتجات التي يمكن تصميمها على واجهة PCIe 6.0, مع الأخذ بعين الاعتبار أن هذه المواصفات لإصدار 0.5 ليست النهائية, فالإصدار النهائي سيتم الكشف عنه في عام 2021.

تصريح منظمة PCI-SIG وضع النقاط على الحروف, حيث ذكر بشكل واضح أن بداية عام 2020 انطلق بإصدار نسخة 0.5 لمواصفات واجهة PCI Express (PCIe) 6.0 التي تتضمن ردود هامة من الأعضاء الدائمين في هذه المنظمة حول نسخة 0.3 التي اطلقت في منتصف العام الماضي. المنظمة تؤكد كذلك أن العمل ما زال مستمر على قدم وساق لتقديم مواصفات PCIe 6.0 النهائية في وقت ما من عام 2021.

أبرز مميزات مواصفات واجهة PCI Express 6.0: معدل البيانات بسرعة 64GT/s وهو ضعف معدل بيانات 32GT/s لمواصفات PCIe 5.0. تستخدم تقنية PAM-4 (Pulse Amplitude Modulation مع فك تشفير بأربع مستويات لتستفيد من بنية 56G PAM-4 الحالية لتحقيق سرعة نقل أعلى. تصحيح الخطأ FEC ذو خمول منخفض مع آليات إضافية لتحسين كفاءة عرض النطاق الترددي. توافق مع الإصدارات السابقة لجميع أجيال المواصفات السابقة من واجهة PCIe.

بمضاعفة عرض النطاق الترددي والحفاظ بثبات على الجدول الزمني، تعتقد منظمة PCI-SIG بأنها سوف تكون قادرة على تلبية مختلف الاحتياجات ضمن هذا المجال بإطار زمني محدد. فظهور أسواق متعطشة للبيانات مثل الذكاء الاصطناعي، تعلم الأجهزة، الحوسبة العالية الأداء وغيرها، يتطلب قدرات وسرعة إضافية التي سوف تلبيها منظمة PCI-SIG الجديدة بكل سهولة بفضل واجهة PCIe 5.0 و PCIe 6.0.

لن نبالغ إن قلنا لكم ان واجهة PCIe 6.0 قد نكون التحديث الأكثر قوة وأهمية لمعيار PCIe منذ واجهة  3.0, الشيء الأهم هو ان PCI Express 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 كلياً، 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, فبدلاً 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.

بكل الاحوال هي قفزة كبيرة من منظمة PCI-SIG التي قدمت لنا مع واجهة PCI Express 5.0 مؤخراً معدل نقل يصل إلى 32GT/s لكل مسار مضاعف عن PCI Express 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.