PCIe 5.0 സ്പെസിഫിക്കേഷനുകളുടെ ആമുഖം

• PCIe 5.0 സ്പെസിഫിക്കേഷനുകളുടെ ആമുഖം

PCIe 4.0 സ്പെസിഫിക്കേഷൻ 2017-ൽ പൂർത്തിയായി, എന്നാൽ AMD-യുടെ 7nm റൈഡ്രാഗൺ 3000 സീരീസ് വരെ ഉപഭോക്തൃ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾ ഇതിനെ പിന്തുണച്ചിരുന്നില്ല, കൂടാതെ മുമ്പ് സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്, എന്റർപ്രൈസ്-ക്ലാസ് ഹൈ-സ്പീഡ് സ്റ്റോറേജ്, നെറ്റ്‌വർക്ക് ഉപകരണങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ മാത്രമേ PCIe 4.0 സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നുള്ളൂ. PCIe 4.0 സാങ്കേതികവിദ്യ ഇതുവരെ വലിയ തോതിൽ പ്രയോഗിച്ചിട്ടില്ലെങ്കിലും, PCI-SIG ഓർഗനൈസേഷൻ വളരെക്കാലമായി വേഗതയേറിയ PCIe 5.0 വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്, സിഗ്നൽ നിരക്ക് നിലവിലെ 16GT/s ൽ നിന്ന് 32GT/s ആയി ഇരട്ടിയായി, ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് 128GB/s ൽ എത്താം, കൂടാതെ പതിപ്പ് 0.9/1.0 സ്പെസിഫിക്കേഷൻ പൂർത്തിയായി. PCIe 6.0 സ്റ്റാൻഡേർഡ് ടെക്സ്റ്റിന്റെ v0.7 പതിപ്പ് അംഗങ്ങൾക്ക് അയച്ചു, കൂടാതെ സ്റ്റാൻഡേർഡിന്റെ വികസനം പാതയിലാണ്. PCIe 6.0 ന്റെ പിൻ നിരക്ക് 64 GT/s ആയി വർദ്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് PCIe 3.0 ന്റെ 8 മടങ്ങാണ്, കൂടാതെ x16 ചാനലുകളിലെ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് 256GB/s നേക്കാൾ വലുതായിരിക്കും. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, PCIe 3.0 x8 ന്റെ നിലവിലെ വേഗത കൈവരിക്കാൻ ഒരു PCIe 6.0 ചാനൽ മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ. v0.7 നെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, PCIe 6.0 ആദ്യം പ്രഖ്യാപിച്ച മിക്ക സവിശേഷതകളും നേടിയിട്ടുണ്ട്, പക്ഷേ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം ഇപ്പോഴും കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.d, കൂടാതെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് പുതുതായി L0p പവർ കോൺഫിഗറേഷൻ ഗിയർ അവതരിപ്പിച്ചു. തീർച്ചയായും, 2021 ലെ പ്രഖ്യാപനത്തിനുശേഷം, PCIe 6.0 2023 അല്ലെങ്കിൽ 2024 ൽ വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമാകും. ഉദാഹരണത്തിന്, PCIe 5.0 2019 ൽ അംഗീകരിച്ചു, ഇപ്പോൾ മാത്രമാണ് അപേക്ഷാ കേസുകൾ ഉള്ളത്.

മുൻ സ്റ്റാൻഡേർഡ് സ്പെസിഫിക്കേഷനുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, PCIe 4.0 സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ താരതമ്യേന വൈകിയാണ് വന്നത്. PCIe 4.0 അവതരിപ്പിച്ചതിന് 7 വർഷത്തിനുശേഷം, 2010 ൽ PCIe 3.0 സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ അവതരിപ്പിച്ചു, അതിനാൽ PCIe 4.0 സ്പെസിഫിക്കേഷനുകളുടെ ആയുസ്സ് കുറവായിരിക്കാം. പ്രത്യേകിച്ചും, ചില വെണ്ടർമാർ PCIe 5.0 PHY ഫിസിക്കൽ ലെയർ ഉപകരണങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ തുടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്.

PCI-SIG ഓർഗനൈസേഷൻ രണ്ട് മാനദണ്ഡങ്ങളും കുറച്ചു കാലത്തേക്ക് നിലനിൽക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, കൂടാതെ PCIe 5.0 പ്രധാനമായും ഉയർന്ന ത്രൂപുട്ട് ആവശ്യകതകളുള്ള ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്കാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്, ഉദാഹരണത്തിന് AI-യ്‌ക്കുള്ള Gpus, നെറ്റ്‌വർക്ക് ഉപകരണങ്ങൾ മുതലായവ, അതായത് PCIe 5.0 ഡാറ്റാ സെന്റർ, നെറ്റ്‌വർക്ക്, HPC പരിതസ്ഥിതികളിൽ ദൃശ്യമാകാനുള്ള സാധ്യത കൂടുതലാണ്. ഡെസ്‌ക്‌ടോപ്പുകൾ പോലുള്ള കുറഞ്ഞ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ആവശ്യകതകളുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക് PCIe 4.0 ഉപയോഗിക്കാം.

PCIe 5.0 ന്, സിഗ്നൽ നിരക്ക് PCIe 4.0 ന്റെ 16GT/s ൽ നിന്ന് 32GT/s ആയി വർദ്ധിപ്പിച്ചു, ഇപ്പോഴും 128/130 എൻകോഡിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ x16 ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് 64GB/s ൽ നിന്ന് 128GB/s ആയി വർദ്ധിപ്പിച്ചു.

ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഇരട്ടിയാക്കുന്നതിനു പുറമേ, PCIe 5.0 മറ്റ് മാറ്റങ്ങളും കൊണ്ടുവരുന്നു, സിഗ്നൽ സമഗ്രത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി ഇലക്ട്രിക്കൽ ഡിസൈൻ മാറ്റുന്നു, PCIe-യുമായുള്ള ബാക്ക്‌വേർഡ് കോംപാറ്റിബിലിറ്റി, കൂടാതെ മറ്റു പലതും. കൂടാതെ, ദീർഘദൂരങ്ങളിൽ ലേറ്റൻസിയും സിഗ്നൽ അറ്റൻവേഷനും കുറയ്ക്കുന്ന പുതിയ മാനദണ്ഡങ്ങളോടെയാണ് PCIe 5.0 രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്.

ഈ വർഷം ഒന്നാം പാദത്തിൽ സ്പെസിഫിക്കേഷന്റെ 1.0 പതിപ്പ് പൂർത്തിയാക്കുമെന്ന് PCI-SIG ഓർഗനൈസേഷൻ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, പക്ഷേ അവർക്ക് മാനദണ്ഡങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, പക്ഷേ ടെർമിനൽ ഉപകരണം വിപണിയിൽ അവതരിപ്പിക്കുമ്പോൾ അവർക്ക് നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയില്ല, കൂടാതെ ആദ്യത്തെ PCIe 5.0 ഉപകരണങ്ങൾ ഈ വർഷം അരങ്ങേറുമെന്നും 2020 ൽ കൂടുതൽ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുമെന്നും പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന വേഗതയുടെ ആവശ്യകത സ്റ്റാൻഡേർഡ് ബോഡിയെ അടുത്ത തലമുറ PCI എക്സ്പ്രസിനെ നിർവചിക്കാൻ പ്രേരിപ്പിച്ചു. PCIe 5.0 ന്റെ ലക്ഷ്യം ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ സമയത്തിനുള്ളിൽ സ്റ്റാൻഡേർഡിന്റെ വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുക എന്നതാണ്. അതിനാൽ, മറ്റ് കാര്യമായ പുതിയ സവിശേഷതകളൊന്നുമില്ലാതെ PCIe 4.0 സ്റ്റാൻഡേർഡിലേക്ക് വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനാണ് PCIe 5.0 രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്.

ഉദാഹരണത്തിന്, PCIe 5.0 PAM 4 സിഗ്നലുകളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നില്ല, കൂടാതെ PCIe സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ സമയത്തിനുള്ളിൽ 32 GT/s പിന്തുണയ്ക്കാൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ പുതിയ സവിശേഷതകൾ മാത്രമേ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുള്ളൂ.

ഹാർഡ്‌വെയർ വെല്ലുവിളികൾ

പിസിഐ എക്സ്പ്രസ് 5.0 പിന്തുണയ്ക്കുന്ന ഒരു ഉൽപ്പന്നം തയ്യാറാക്കുന്നതിലെ പ്രധാന വെല്ലുവിളി ചാനൽ ദൈർഘ്യവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതായിരിക്കും. സിഗ്നൽ നിരക്ക് കൂടുന്തോറും പിസി ബോർഡിലൂടെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന സിഗ്നലിന്റെ കാരിയർ ഫ്രീക്വൻസിയും വർദ്ധിക്കും. എഞ്ചിനീയർമാർക്ക് പിസിഐഇ സിഗ്നലുകൾ പ്രചരിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന പരിധി രണ്ട് തരത്തിലുള്ള ഭൗതിക നാശനഷ്ടങ്ങൾ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു:

· 1. ചാനലിന്റെ ശോഷണം

· 2. പിന്നുകൾ, കണക്ടറുകൾ, ത്രൂ-ഹോളുകൾ, മറ്റ് ഘടനകൾ എന്നിവയിലെ ഇം‌പെഡൻസ് തുടർച്ചയില്ലായ്മ കാരണം ചാനലിൽ സംഭവിക്കുന്ന പ്രതിഫലനങ്ങൾ.

PCIe 5.0 സ്പെസിഫിക്കേഷൻ 16 GHz-ൽ -36dB അറ്റൻവേഷൻ ഉള്ള ചാനലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. 16 GHz ഫ്രീക്വൻസി 32 GT/s ഡിജിറ്റൽ സിഗ്നലുകൾക്കുള്ള Nyquist ഫ്രീക്വൻസിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, PCIe5.0 സിഗ്നൽ ആരംഭിക്കുമ്പോൾ, അതിന് 800 mV എന്ന സാധാരണ പീക്ക്-ടു-പീക്ക് വോൾട്ടേജ് ഉണ്ടായിരിക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, ശുപാർശ ചെയ്യുന്ന -36dB ചാനലിലൂടെ കടന്നുപോയ ശേഷം, തുറന്ന കണ്ണുമായുള്ള ഏതെങ്കിലും സാമ്യം നഷ്ടപ്പെടും. ട്രാൻസ്മിറ്റർ അധിഷ്ഠിത ഇക്വലൈസേഷനും (ഡി-ആക്സന്റുവേറ്റിംഗ്) റിസീവർ ഇക്വലൈസേഷനും (CTLE, DFE എന്നിവയുടെ സംയോജനം) പ്രയോഗിച്ചാൽ മാത്രമേ PCIe5.0 സിഗ്നൽ സിസ്റ്റം ചാനലിലൂടെ കടന്നുപോകാനും റിസീവർ കൃത്യമായി വ്യാഖ്യാനിക്കാനും കഴിയൂ. ഒരു PCIe 5.0 സിഗ്നലിന്റെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന കണ്ണിന്റെ ഉയരം 10mV (പോസ്റ്റ്-ഇക്വലൈസേഷൻ) ആണ്. ഏതാണ്ട് പൂർണ്ണമായ ഒരു ലോ-ജിറ്റർ ട്രാൻസ്മിറ്റർ ഉണ്ടെങ്കിലും, ചാനലിന്റെ ഗണ്യമായ അറ്റൻവേഷൻ സിഗ്നൽ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഷൻ കുറയ്ക്കുകയും പ്രതിഫലനവും ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്കും മൂലമുണ്ടാകുന്ന മറ്റേതെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള സിഗ്നൽ കേടുപാടുകൾ കണ്ണ് പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ അടയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഘട്ടത്തിലേക്ക് കുറയ്ക്കുന്നു.