因應(yīng)新應(yīng)用需求，PCIe Gen4規(guī)格飆高速

長(zhǎng)期在資料中心、伺服器佔(zhàn)有一席之地的PCI Express(PCIe)介面，不僅利用其優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展儲(chǔ)存之外的應(yīng)用市場(chǎng)，明年第一季更將底定PCIe 4.0(Gen4)規(guī)格。第四代規(guī)格傳輸速率將一舉提升至64GBps，以因應(yīng)資料中心、伺服器對(duì)于儲(chǔ)存資料量的增加，以及新應(yīng)用對(duì)于資料儲(chǔ)存速度須更快速的需求。

PCI-SIG董事會(huì)成員暨Synopsys DesignWare PCI Express技術(shù)行銷經(jīng)理Richard Solomon表示，隨著許多新興或是現(xiàn)有的應(yīng)用，如人工智慧(AI)運(yùn)算處理、高階網(wǎng)通設(shè)備，對(duì)于資料中心及伺服器儲(chǔ)存裝置傳輸速率的需求越來(lái)越高。為因應(yīng)市場(chǎng)變化，PCI-SIG推出PCIe 4.0規(guī)格，預(yù)計(jì)2019年第一季底定；并已開(kāi)始研擬PCIe 5.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以滿足應(yīng)用市場(chǎng)永遠(yuǎn)追求更高頻寬的要求。

PCIe 4.0規(guī)格目前制定的進(jìn)程是已于2018年6月提供PCI-SIG會(huì)員0.7版草案階段，預(yù)計(jì)到2019年第一季才會(huì)推出完整的1.0版。PCIe 4.0主要的特性除了傳輸速率可達(dá)64GBps外，還包括減少系統(tǒng)延遲、提升設(shè)備可靠度，以及可向下相容PCIe前幾代的版本。

Solomon指出，為了能夠支援64GBps的傳輸速率，PCIe 4.0技術(shù)架構(gòu)并未大改，但連接器的部分有些微的改動(dòng)，但對(duì)于相關(guān)廠商來(lái)說(shuō)，PCIe 4.0仍可向下相容過(guò)去版本的連接器，因此無(wú)須擔(dān)心要採(cǎi)用PCIe 4.0規(guī)格，就得將現(xiàn)有的裝置全數(shù)汰換掉。

PCIe 4.0主要目標(biāo)市場(chǎng)為透過(guò)低成本的方式提升頻寬，以解決大數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求，以及工作站、伺服器、桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、嵌入式系統(tǒng)、周邊裝置和高效能運(yùn)算市場(chǎng)…等。Solomon認(rèn)為，雖然目前PCIe在人工智慧、企業(yè)伺服器、汽車、云端服務(wù)系統(tǒng)、個(gè)人電腦(PC)與行動(dòng)裝置，以及儲(chǔ)存設(shè)備，都有其發(fā)揮的空間，也有業(yè)者開(kāi)始導(dǎo)入PCIe介面，但可預(yù)期PCIe 4.0首發(fā)應(yīng)用仍會(huì)以儲(chǔ)存系統(tǒng)和伺服器為大宗。

事實(shí)上，PCIe 4.0規(guī)格的催生主要是來(lái)自一些網(wǎng)通大廠如Google，全力發(fā)展人工智慧技術(shù)，對(duì)于資料中心伺服器對(duì)內(nèi)與對(duì)外資料儲(chǔ)存與讀寫速度的需求大幅提升，而現(xiàn)有PCIe 3.0 32GBps的傳輸速度已有些不足所致。Solomon強(qiáng)調(diào)，過(guò)去PCIe 3.0 32GBps的傳輸速度已足以應(yīng)付，因此PCIe 4.0版在PCIe 3.0底定相隔7年后才開(kāi)始于2017年提出討論。然而新應(yīng)用、新技術(shù)的發(fā)生，使得傳輸頻寬永遠(yuǎn)不足，這也是PCIe 4.0規(guī)格問(wèn)世后，PCI-SIG計(jì)畫將在2019年推出傳輸速率可再翻一倍的PCIe 5.0版的原因。

                                                                        PCIe各版本傳輸速率一覽表

針對(duì)PCIe 5.0規(guī)格，Solomon透露，PCIe 5.0將著重在傳輸速率的升級(jí)，可達(dá)128GBps，還有連接器的研究、可靠度，以及其向后相容性。其主要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ㄈ斯ぶ腔?、機(jī)器學(xué)習(xí)、游戲、視覺(jué)運(yùn)算、儲(chǔ)存和高階網(wǎng)路解決方案，即400Gb乙太網(wǎng)路和雙200Gbps無(wú)線頻寬(InfiniBand)解決方案…等，以及用于高頻寬解決方案的加速器和GPU附件。

不僅如此，PCI-SIG已與SD協(xié)會(huì)(SD Association)合作，將PCIe 3.0規(guī)格帶入SD Card(SD Express Card)中。使支援NVMe的SD Express Card擁有985MBps傳輸速率。未來(lái)PCIe 4.0與5.0的規(guī)格也將進(jìn)一步導(dǎo)入SD Express Card，以滿足不斷變化的行動(dòng)和從端裝置運(yùn)算效能的提升，以及成像、游戲、物聯(lián)網(wǎng)和汽車應(yīng)用所需。