Während die vom PCIe-Protokoll unterstützten Datenübertragungsraten steigen, wird es immer schwieriger, diese über Kupferkabel über längere Strecken zu ermöglichen. Am Mittwoch gab die PCI-SIG die Gründung der PCI-SIG Optical Workgroup bekannt, die PCIe auf die Nutzung optischer Verbindungen vorbereiten soll.
Mit der Zeit werden optische PCIe-Verbindungen vor allem für Anwendungen in den Bereichen künstliche Intelligenz, Rechenzentren und High-Performance-Computing von Vorteil sein.
Zu hoher Abstand für Kupfer
Die Implementierung erweiterter PCIe 5.0-Verbindungen (32 GT/s) in Servern erfordert die Verwendung von PCIe 5.0-Retimern aufgrund der Signalverschlechterung über größere Entfernungen, wodurch sich die Leiterbahnlänge von PCIe 5.0-Verbindungen im Vergleich zu älteren Spezifikationen generell verringert. Dieser Abstand kann je nach Auswahl der Materialien und Umgebungsbedingungen schwanken, aber im Allgemeinen sind PCIe 5.0-Retimers in modernen KI- und HPC-Maschinen üblich. Die Herausforderung der Signalintegrität über Kupferverbindungen wird mit der zukünftigen Einführung von PCIe 6.0 mit 64 GT/s und PCIe 7.0 mit 128 GT/s noch deutlicher, weshalb die PCI-SIG Alternativen in Form von optischen Verbindungen erforscht.
Die Arbeitsgruppe ist bestrebt, technologieunabhängig zu bleiben, verschiedene optische Technologien zu berücksichtigen und möglicherweise technologiespezifische Formfaktoren zu schaffen. Optische Verbindungen können zahlreiche Vorteile für PCIe- und CXL-Verbindungen bieten, darunter verbesserte Leistung, geringerer Stromverbrauch (PCIe 5.0-Retimer verbrauchen weit über 10 W), größere Reichweite und geringere Latenzzeiten.
Zukunftsorientiert
„Optische Verbindungen werden einen wichtigen Fortschritt für die PCIe-Architektur darstellen, da sie eine höhere Leistung, einen geringeren Stromverbrauch, eine größere Reichweite und eine geringere Latenzzeit ermöglichen“, sagte Nathan Brookwood, Research Fellow bei Insight 64. „Viele datenintensive Märkte und Anwendungen wie Cloud und Quantum Computing, Hyperscale Data Centers und High-Performance Computing werden von einer PCIe-Architektur profitieren, die optische Verbindungen nutzt.“
Während die bestehenden PCI-SIG-Arbeitsgruppen weiter auf die Erreichung einer Datenrate von 128 GT/s in der PCIe 7.0-Spezifikation hinarbeiten, wird sich die neu gegründete Optical Workgroup darauf konzentrieren, die PCIe-Architektur kompatibler mit optischen Technologien zu machen. Zum jetzigen Zeitpunkt hat die PCI SIG noch nicht bekannt gegeben, welche Version von PCIe die Vorteile von optischen Verbindungen nutzen wird.
Lichtgeschwindigkeit und Reichweite
„Wir haben ein starkes Interesse der Industrie festgestellt, die Reichweite des etablierten, generationenübergreifenden und energieeffizienten PCIe-Technologiestandards zu erweitern, indem optische Verbindungen zwischen Anwendungen ermöglicht werden“, sagte der Präsident und Vorsitzende der PCI-SIG, Al Yanes. „Die PCI-SIG begrüßt den Input aus der Industrie und lädt alle PCI-SIG-Mitglieder ein, der Optical Workgroup beizutreten, ihr Fachwissen einzubringen und bei der Festlegung spezifischer Ziele und Anforderungen der Workgroup mitzuwirken.“
