（原標題：PCIE，博通的新芯片路線圖）

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來源：內容編譯自nextplatform，謝謝。

PCI-Express 帶寬每隔三年增加一次，從首次談論換擋到其芯片首次投入使用也間隔了三年，因此很難不焦急地等待下一個 PCI-Express 版本投入使用。

因此，人們都在等待服務器和交換機上的 PCI-Express 6.0 端口以及用於擴展和互連端口的重定時器，因此很多人都在爲此而努力。但是，據博通稱，其母公司 Avago Technologies於 2014 年 6 月以 3.09 億美元收購了 PCI-Express 交換機製造商 PLX Technology ，從而進入了 PCI-Express 交換機市場。

那次收購發生之前（2015 年 5 月 Avago 以 670 億美元收購博通並更名之前），部分原因是系統架構師試圖將大量 GPU、其他類型的加速器、閃存和網絡接口塞進端口太少的服務器中。因此需要某種交換機。此外，公司還在尋找一種在機架規模上聚合計算的方法，該方法比使用 InfiniBand 和以太網具有更低的延遲和更低的成本。PCI -Express 交換機符合這兩種要求。

快進十年，在服務器內部和機架頂部擁有大量 PCI-Express 交換機已經完全正常，儘管 Nvidia 利用其專有的 NVSwitch 架構做得更好，該架構擁有更大的帶寬來將 GPU 和現在的 CPU 耦合在一起，並在節點內部甚至跨節點共享內存。

全世界都希望有一種開放且價格合理的 NVSwitch 替代方案，用於將組件粘合在一起以創建服務器節點或機架式系統，而 PCI-Express 交換是其中的核心。PCI-Express 6.0 是一個特別棘手的速度飛躍，因爲很多東西都在同時發生變化，因爲如果要將帶寬加倍，並且延遲要或多或少地保持不變，那麼它們就必須這樣做，因爲隨着信號速率的提高，糾錯需求會變得更加複雜。

正如我們之前討論過的那樣，PCI-Express 6.0 轉向 PAM-4 編碼（以太網和 InfiniBand 已經採用了這種編碼），與早於 PAM-4 且每個信號只有一位的不歸零 (NRZ) 編碼相比，這種編碼每個信號可獲得兩位，從而有效地將數據速率提高了一倍。但 PAM-4 的信號更髒，在相同時鐘速度下，其誤碼率比 PCI-Express 5.0 及其 NRZ 編碼高出三個數量級。高錯誤率需要前向糾錯 (FEC)，這會增加延遲。哎呀。因此，由英特爾、博通和其他公司牽頭的 PCI-SIG 使用了流控制單元 (FLIT) 和循環冗餘校驗 (CRC) 錯誤檢測的混合體，這隻會增加小數據包大小的延遲，而實際上將大數據包大小的延遲減少了一半。本壘打！

遺憾的是，服務器平臺、以太網和 InfiniBand 互連每兩年更新一次，而 PCI-Express 端口、重定時器和交換機需要三年才能投入使用——多年來，我們一直對此感到遺憾，認爲這是阻抗不匹配。但事實就是如此。

博通一直遵循 PCI-SIG 設定的節奏，推出了多代“Atlas”PCI-Express 交換機和“Vantage”重定時器。重定時器變得越來越重要，因爲每次將銅線上的帶寬提高兩倍時，銅線上的噪聲就會變得非常嚴重，以至於你只能通過將銅線長度減半來減輕噪聲。因此，你需要一個重定時器來增強信號，將其推到以前在較低帶寬下幾乎可以免費獲得的距離。

以下是去年 PCI-Express 交換機和重定時器的路線圖：

以下是本週發佈的版本：

Vantage 5 重定時器支持 PCI-Express 5.0 32 Gb/秒 NRZ 和 PCI-Express 6.0 PAM-4 編碼，這是通過 Broadcom 創建的“Talon 5”SerDes 實現的。我們強烈懷疑 Talon 5 SerDes 也用於 Atlas 3 PCI-Express 交換機並提供 PAM-4 支持。

對於那些希望構建更開放、更便宜的 AI 和 HPC 系統的人來說，你可以想象 PCI-Express 6.0 的到來速度是遠遠不夠的。好消息是，它正在按計劃進行，Broadcom 數據中心解決方案集團 PCI-Express 交換產品線經理 Sreeni Bagalkote 告訴The Next Platform。本週，Broad 推出了其 PCI-Express 6.0 Interop 開發平臺，其中包括“Atlas 3”PEX90144 交換機和配套的“Vantage 5”BCM85668A1 重定時器，

Bagalkote 表示：“PCI-Express Gen 6 可能是 PCI-Express 領域最重要的一步。我們不僅宣佈了交換機和重定時器產品組合，還爲生態系統中的合作伙伴提供了互操作開發平臺。Gen 6.0 將是一個艱難的過渡，因爲很多事情都在發生變化。這種轉變將首先發生在測試人員中。有些人已經開始使用我們的 Atlas 3 交換機構建他們的測試設備。然後，您將看到公司進入製造測試階段，到第三季度末或第四季度初，您將開始看到使用 Gen 6 設備的系統製造。真正的 Gen 6 AI 服務器將在明年某個時候開始增加。”

在 PCI-Express 3.0 時代以及 PCI-Express 4.0 過渡的早期階段，推動 PCI-Express 交換機和重定時器採用率的是英特爾，其次是 IBM 和 AMD（程度較小）。到了 PCI-Express 5.0 代，對更高帶寬 PCI-Express 交換機和重定時器的需求，以及在 AI 服務器中塞入更多加速器、閃存和網絡接口的需求推動了時序。Bagalkote 說，隨着 PCI-Express 6.0 代的出現，AI 服務器成爲各公司如此努力實現性能更上一層樓的主要原因。一臺典型的配備八個 GPU 的 AI 服務器有四個 PCI-Express 交換機，而對於 Broadcom Atlas 2 和 3 設備，每個交換機有 144 個通道，實現爲 72 個端口。Bagalkote 稱，這比其他 PCI-Express 6.0 交換機多 2.25 倍的通道數；我們不確定這些數據來自哪裏。（我們還沒有看到 Microchip 發佈 PCI-Express 6.0 的消息，但應該很快就會發布。）

我們確實知道，現代人工智能服務器需要更多更快的通道，不僅用於連接，還用於遙測和排除這些複雜系統的故障。

“與傳統 PCIe 不同，在傳統 PCIe 中，所有流量都通過 CPU 流動，而在 AI 服務器中，沒有中央 CPU 編排，因爲 AI 加速器使用 GPUDirect 相互通信，並使用 GPUDirect 與存儲通信。加速器和網絡接口使用點對點通信。因此，這些設備之間有很多交互，而且複雜性很高。因此，我們不僅需要非常強大的 PCI-Express 交換機，而且我們還發現，我們在不知不覺中幾乎是偶然地成爲了世界上大多數 AI 服務器的遙測和診斷中心。我們一直擁有大量的調試能力，但我們意識到這還不夠。我們需要在機架級別啓用 AI 生態系統才能進行調試，因此我們將所有底層功能連貫地拼接起來，並開始將其展示給服務器供應商以及 AI 部署者，即超大規模者。”

互操作開發平臺旨在將合作伙伴和客戶聚集在一起，構建一套連貫的遙測系統並使其正常運轉。

該互操作工具包括來自 Broadcom 的 ASIC、來自 Teledyne 的 LeCroy 訓練器和分析儀以及來自 Micron Technology 的閃存驅動器接口。

這一切都很好，我們很高興 PCI-Express 正在不斷發展。但我們有一個想法。是的，PCI-Express 交換機非常適合將閃存和 NIC 綁定到 AI 服務器或任何類型的 HPC 服務器或數據分析服務器中的加速器和 CPU。

但也許我們需要的是看起來和聞起來更像 NVLink 端口和 NVSwitches 的東西？像 Nvidia 使用 NVSwitch 那樣聚合 PCI-Express 端口怎麼樣？您需要在計算引擎上創建一個匹配的 NVLink 模擬，以便它們可以相互鏈接或鏈接到主機 CPU。比 PCI-Express x16 通道聚合大得多的東西。

Nvidia 在 NVLink 和 NVSwitch 上可能並沒有發揮出應有的魔力。我們在 2024 年 3 月詳細介紹過的NVSwitch 4 ASIC在總共 288 條以 200 Gb/秒速度運行的通道上擁有 57.6 Tb/秒的總帶寬。Nvidia 需要 72 條通道來構成一個 NVLink 5 端口，因此每個 NVSwitch 4 只有四個端口。該 NVLink 5 端口提供 1.8 TB/秒的帶寬，這看起來很瘋狂，但對於 AI 工作負載來說，有時這是必要的。

PCI-Express 通道在 PCI-Express 6.0 下以 64 Gb/秒的速度運行，並且通過 x16 通道聚合，可爲您提供 256 GB/秒的帶寬（雙工）。如果您創建了某種意義上的 x64 端口，那麼您將擁有 1 TB/秒的帶寬，並且您將有 16 個 PCI-Express 6.0 通道剩餘，可用於 144 通道交換機中的其他用途。您可以將其稱爲 PCI-Link 1.0，然後着手爲 PCI-Express 6.0 交換機提供比目前更多的帶寬。在 CPU 和 GPU 上添加一些 CXL 內存尋址，您也可以在其上執行一致性內存。

https://www.nextplatform.com/2025/02/26/broadcom-itching-to-get-pci-express-6-0-into-the-field/

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