PCI Express 6.0 com 256 GB / s chegando em 2022 devido às restrições de largura de banda do parafuso

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Hoje, o PCI-SIG anunciou que já começou a trabalhar no PCI-Express 6.0. Se você acompanhou as notícias recentes sobre PCIe 4.0 e 5.0, isso pode parecer um exagero absoluto. O PCIe 4.0 ainda não está no mercado, o PCIe 5.0 não chegará antes de 2020, e agora o PCI-SIG quer terminar o PCIe 6.0 em 2021. Dado o prazo típico de 12 meses para adoção, isso seria colocar o PCIe 6.0 no mercado em 2022.

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Essa é uma taxa significativa de melhoria em comparação com as velocidades relativamente pokey com as quais vivemos nos últimos dezesseis anos. Quando comecei na computação, o agora venerável barramento ISA oferecia 8,33 MB / s de largura de banda. Quando eu cheguei na faculdade, PCI e seu primo gráfico dedicado, AGP, eram ambos os padrões de escolha, mas os limites de largura de banda do PCI rapidamente se tornaram os maiores limites quando as placas de vídeo 3D entraram em cena. PCI-Express, que foi lançado em 2003, inicialmente ofereceu melhorias tremendas na largura de banda, mas por muitos anos, não estava claro o que poderia praticamente esticar a interface. Placas de vídeo individuais nunca forçaram o PCIe de maneira particularmente difícil, e embora a GPU dupla as configurações mostraram escalonamento superior em slots x8 / x8 combinados, que tinha mais a ver com a latência do chipset causada pela suspensão de uma configuração x16 / x4 desequilibrada do southbridge.



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Duas coisas aconteceram para mudar o mercado desde então. Em primeiro lugar, as unidades de estado sólido foram migradas para PCI Express como meio de armazenamento, o que significa que as melhorias no desempenho do armazenamento ficaram atreladas, pelo menos em parte, a melhorias no padrão subjacente. Claramente, ninguém que se irritou com as restrições de uma configuração PCIe 3.0 x4 terá motivos para se irritar por muito mais tempo. Se o PCIe 6.0 chegar às prateleiras em 2022, uma conexão x1 oferecerá a mesma largura de banda que um SSD x8 PCI-Express 3.0 topo de linha hoje. As poucas unidades que oferecem esse tipo de interface hoje são produtos corporativos.



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Aumentar a largura de banda PCIe 6.0 para 256 GB / s de largura de banda bidirecional colocaria uma conexão x16 no mesmo nível da largura de banda VRAM disponível em uma GPU de baixo custo como o RX 560 hoje. É significativamente mais largura de banda do que esperávamos que mesmo o DDR5 fornecesse em 2022 em uma configuração de canal duplo. Eu não iria exagerar na comparação - a latência vai ser muito diferente entre as duas soluções - mas isso é parte da razão pela qual empresas como a Intel estão empurrando para a ideia de armazenamento não volátil assumindo algumas das funções que foram desempenhadas principalmente pela DRAM.

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Embora as cargas de trabalho sensíveis à latência sempre respondam bem a caches de alta velocidade e interfaces rápidas, há uma janela de oportunidade comprovada para produtos de alta largura de banda e alta latência também. As GPUs são frequentemente citadas como um exemplo de produtos que não são particularmente sensíveis à latência. O PCI-Express 6.0 também pode ser útil em sistemas autodirigidos, IoT industrial e qualquer sistema que manipule vários sensores para combinar a entrada de vários periféricos em um todo coeso. O aumento da largura de banda por pino pode dar ao fabricante a flexibilidade de realizar o mesmo trabalho com uma quantidade menor de tamanho de matriz ou fiação dedicada ao próprio barramento.

Se o PCI-SIG conseguir isso, fornecerá um aumento de largura de banda 8x efetivo em apenas quatro anos. Considerando que levou 15 anos para entregar esse tipo de ganho até o momento, o salto seria considerável. Não esperaríamos que as GPUs do consumidor fossem necessariamente as maiores beneficiárias, mas os storage arrays e a memória não volátil poderiam ter grandes ganhos, junto com aceleradores de IA e FPGAs em implantações com largura de banda limitada. Se o PCIe 6.0 estiver realmente pronto em 2022, poderemos ver menos empresas adotando o 5.0 ou 4.0 - ou, inferno, eles podem simplesmente descartar um novo produto por ano para obter o fácil aumento de desempenho. De qualquer forma, se o PCI-SIG atingir essa cadência de entrega, os controladores de armazenamento serão o fator limitante no desempenho de armazenamento mais uma vez.

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