PCI Express X.X

[Flanger]

Цитата

Уже через год появится первый настольный чипсет с поддержкой PCI Express 2.0 - им станет флагманский набор системной логики Bearlake-X. Об этом стандарте известно, что он удвоит пропускную способность интерфейса, при этом сохранив обратную совместимость с нынешними устройствами PCI Express 1.1.

Между тем, на этой неделе компания Rambus предложила разработчикам пакет интеллектуальной собственности для создания продуктов с поддержкой PCI Express 2.0, а компания Intel поведала о прочих особенностях этого интерфейса:

Частота шины PCI Express может увеличиться со 100 МГц до 125 МГц и 250 МГц. Интерфейсный разъём типа PCI Express x16, используемый для установки видеокарт, в версии стандарта 2.0 сможет обеспечить поддержку видеокарт с уровнем энергопотребления от 225 до 300 Вт. При этом, правда, без внешних разъёмов питания не обойтись, но прирост поставляемой через разъём мощности налицо - версия 1.1 ограничивается 75 Вт.

Внедрение поддержки таких мощных видеокарт потребует переработки конструкции не только разъёмов питания или блоков питания, но и корпусов системных блоков, а также форм-факторов материнских плат. Впрочем, существенных отступлений от нынешнего форм-фактора ATX разработчики не ожидают.

Все эти изменения пока не утверждены официально, и будут подвергаться доработке. Тем не менее, уже сейчас ясно, что от эксплуатации непривычно мощных видеокарт любителям "быстрой езды" не уйти. По крайней мере, в случае покупки видеокарты класса high-end.

 

[unit16]

Согласно планам PCI Special Interest Group (PCI-SIG), выход новой версии стандарта PCI Express должен состояться не далее чем через два месяца. Основными отличиями от версии 1.0, вышедшей в 2003 г., будут: увеличение скоростных характеристик, введение поддержки технологий виртуализации и расширенные возможности по управлению электропитанием, в том числе для работы с «прожорливыми» высокопроизводительными видеокартами.

Согласно предварительной информации, PCI Express 2.0 по сравнению с v.1.0 будет предусматривать увеличение пропускной способности вдвое – с 2,5 до 5 Гбит/с на каждую линию последовательной передачи. Что касается видеокарт, тут разработчики стандарта предусматривают варианты работы с экземплярами, способными «употреблять» мощность до 225 Вт или даже 300 Вт. Введение функции виртуализации ввода-вывода (Input-Output Virtualization, IOV) должно упростить организацию взаимодействия с видеокартами в набирающих все большую популярность разделяющих одно и то же аппаратное обеспечение виртуальных средах.

Дислокация устройств расширения, согласно новой спецификации PCI Express Cable, не будет ограничиваться пределами системного блока – предусматривается также использование медных кабелей длиной до 10 м для подключения устройств во внешнем исполнении. Наконец, ожидается включение в состав PCI Express 2.0 длительное время разрабатываемого проекта Geneseo, предусматривающего возможность организации тесного взаимодействия центрального процессора с картами сопроцессоров – например, ускорителей обработки графики или выполнения операций шифрования.

[Flanger]

Группа PCI-SIG, ответственная за стандартизацию PCI Express, объявила о выходе новой версии спецификаций - PCI Express Base 2.0. Новая версия стала результатом 60-дневного рассмотрения предварительной версии, включающей предложения участников организации.

Наиболее заметным усовершенствованием новой спецификации является удвоение скорости потока. Кстати, для ее обозначения используется величина GT/s (GigaTransfers per second – миллиардов пересылок в секунду), а не Гбит/с, встречающаяся в некоторых материалах. В новой версии PCI Express максимальная скорость возросла с 2,5 до 5 GT/s. Более скоростная схема передачи сигналов позволила увеличить суммарную пропускную способность 16-линейного соединения (х16) примерно до 16 Гбайт/с.

Кроме того, в спецификации PCI Express Base 2.0 есть и другие улучшения, которые позволят разработчикам создавать более интеллектуальные устройства, оптимизировать их энергопотребление и сохранить совместимость с имеющимся оборудованием. Вот их краткий список:

Динамическое управление скоростью соединения;

Механизм уведомления программного обеспечения (ОС, драйвера и т.п.) об изменениях пропускной способности и скорости соединения;

Расширение структуры, хранящей информацию о возможностях устройства, которое позволит лучше управлять устройствами, слотами и соединениями;

Службы управления доступом;

Контроль истечения времени ожидания событий;

Механизм сброса на уровне отдельных функций многофункционального устройства;

Новый порог энергопотребления устройств, устанавливаемых в слот.

http://www.pcisig.com/

[Flanger]

Цитата

 

Организация PCI-SIG, ответственная за продвижение и стандартизацию технологии PCI Express, объявила о ратификации версии 0.9 спецификаций стандарта PCI Express 5.0. Это означает, что новый стандарт почти готов к тому, чтобы появиться в серийных устройствах.

На самом деле, различные производители начинают работу с новой спецификацией стандарта PCI Express уже после принятия версии 0.4, и многие не дожидаются появления финальной версии 1.0, а выпускают свои решения на стадии версии 0.9. Проще говоря, это означает, что осталось совсем немного времени до того, как на рынке появятся первые устройства с поддержкой PCI Express 5.0.

К сожалению, внедрение стандарта PCI Express 4.0 заняло куда больше времени, чем планировалось изначально. В серверном сегменте он появился лишь в 2017 году, то есть спустя семь лет после PCI Express 3.0. А в настольном сегменте рынка стандарт PCI Express 4.0 и вовсе дебютирует только в этом году. Лишь недавно были анонсированы первые потребительские процессоры с его поддержкой — Ryzen 3000.

В PCI-SIG считают, что стандарты PCI Express 4.0 и PCI Express 5.0 будут существовать параллельно. Последний найдёт применение в области высокопроизводительных устройств, которым требуется максимальная пропускная способность, например, в ускорителях вычислений для HPC и ИИ. В свою очередь PCI Express 4.0 займёт место в менее требовательных устройствах, например, в настольных и мобильных компьютерах.

Напомним, что стандарт PCI Express 4.0 предполагает пропускную способность в 64 Гбайт/с, тогда как PCI Express 5.0 — 128 Гбайт/с. В обоих случаях будет использоваться кодирование 128b/130b с избыточностью 1,5 %, дебютировавшее с актуальным стандартом PCI Express 3.0. Также PCI Express 5.0 принесёт ряд других изменений, например, повышение целостности сигнала за счёт доработок электрической составляющей. Сохранится и обратная совместимость с прежними версиями PCI Express.

Организация PCI-SIG определяет спецификацию, но не контролирует, когда конечные устройства появятся на рынке. Ожидается, что PCI-SIG ратифицирует финальную версию 1.0 стандарта PCI Express 5.0 уже в первом квартале 2019 года, и первые устройства с новым интерфейсом появятся уже в этом году. А в 2020 году новый стандарт получит большее распространение.

 

 

[Flanger]

Стартовала разработка оптической версии PCI Express, но реальные продукты появятся нескоро

Организация PCI-SIG доложила о формировании рабочей группы для разработки оптического интерфейса, который смог бы заменить используемую сейчас электронную шину. Это поможет сэкономить энергию, снизить тепловыделение и повысить производительность компьютеров в целом, но в первую очередь технология появится в серверах, дата-центрах и прочих мощных системах.

PCI Express, возможно, является важнейшей шиной ПК, соединяющей его наиболее важные компоненты: центральный процессор с дискретным графическим процессором и твердотельным накопителем, а также другими интерфейсами. Развитие этой технологии помогают повысить производительность компьютера в целом, но переход от электроники к оптике означал бы революцию.

Едва ли стоит ожидать, что оптическая версия PCIe появится в ближайшее время — будь то спецификация или тем более реальный прототип. Только в 2025 году ожидается выход спецификации PCI Express 7.0, которая предложит колоссальные 128 ГТ/с. На рынке же самыми актуальными остаются компоненты стандарта PCI Express 4.0, который был утверждён в 2017 году. Компоненты с PCIe 5.0 только начинают свой путь.

Применение оптики для передачи данных изучается более десяти лет: когда-то Intel предложила технологию Light Peak как замену USB, но впоследствии проект был переименован в Thunderbolt и претерпел значительные изменения. Тем не менее, оптические решения не утратили актуальности. Интерконнект вычислительных компонентов может потреблять до 80 % мощности чипов — оптика может снизить этот показатель и повысить скорость передачи данных.

Но в PCI-SIG так далеко пока не заглядывают. «Эта новая рабочая группа по оптическим технологиям будет работать над тем, чтобы сделать архитектуру PCIe более подходящей для оптических устройств», — говорится в заявлении организации.

[Flanger]

В PCIe 6.0 заложили механизм замедления и отключения линий при перегреве устройства

Пропуск тактов процессором при перегреве можно считать делом привычным, но скоро такое же поведение будут проявлять видеокарты и SSD, хотя они и сами комплектуются большими радиаторами и вентиляторами. Очередной жертвой регулирования температуры падёт сама шина PCI Express, которая будет запрограммирована на снижение скорости передачи данных или даже отключение линий.

Такой сценарий заложен в новом драйвере Intel. Ресурс Phoronix, который отслеживает разработку компанией Intel драйвера PCI Express для Linux, обратил внимание, что его последняя версия в случае роста температуры предполагает ограничение скорости — за это отвечает контроллер полосы пропускания или bwctrl. Другими словами, даже при наличии надлежащего охлаждения видеокарта или SSD лишатся доступа к необходимым объёмам данных, потому что замедляться будет само соединение PCI Express. Более того, если возникнет такая потребность, то для сохранения безопасной температуры драйвер будет отключать некоторые линии PCIe. То есть шина, работающая в режиме PCI Express x16, сможет сначала снижать скорость, а затем начнёт отключать линии и превратится в x8.

Неблагоприятный сценарий может оказаться реальностью с появлением PCI Express 6.0, до которого не так уж и далеко. «В этой серии добавлены контроллер полосы пропускания PCIe (bwctrl) и связанный с ним драйвер, ограничивающий [максимальную скорость передачи данных по одной линии] PCIe Link Speed из-за температуры. Контроллер пропускной способности PCIe — это драйвер службы порта шины PCI Express. Охлаждаемое устройство создаётся для каждого порта, который обнаруживает драйвер службы, если они поддерживают изменение скорости. В этой серии добавлена только поддержка управления PCIe Link Speed. Полезным также может оказаться [управление параметром] PCIe Link Width [, указывающим на количество линий, которые используются для соединения устройств], но, насколько мне известно, для этого не существует механизма до PCIe 6.0, поэтому ограничение Link Width для текущей серии не добавится», — пояснил инженер Intel Илпо Ярвинен (Ilpo Järvinen).

Спецификация PCI Express 6.0 была анонсирована в 2022 году, но соответствующее ей оборудование ещё не появилось. Это может произойти в ближайшее время, поскольку ответственная за стандарт организация PCI-SIG первоначально планировала выход совместимых устройств в марте 2024 года. Уже существуют твердотельные накопители PCIe 5.0, и они комплектуются кулерами. Можно допустить, что PCIe 6.0-устройства потребуют более мощного охлаждения, а в экстремальных сценариях ограничение скорости и числа активных линий на шине может стать неприятным побочным эффектом.