PCI-SIG探索光互连 以实现更高的PCIe技术性能

  ICC讯（编译：Nina）根据PCI-SIG最新发布的公告，PCI Express互连标准在未来几年可能会发生一些重大变化。美国东部夏令时2023年8月2日，PCI-SIG®今天宣布成立一个新的工作组，旨在通过光学连接提供PCI Express®(PCIe®)技术。该PCI-SIG光学工作组旨在与光学技术无关(optical technology-agnostic)，支持广泛的光学技术，同时有可能开发技术特定的外形尺寸(Form factors)。

  Insight 64研究员Nathan Brookwood表示：“光学连接将是PCIe架构的一个重要进步，因为它们将实现更高的性能、更低的功耗、更长的覆盖范围和更低的延迟。许多数据需求旺盛的市场和应用，如云和量子计算、超大规模数据中心和高性能计算，将受益于利用光学连接的PCIe架构。”

  PCI-SIG总裁兼主席Al Yanes表示：“我们看到业界对通过实现应用之间的光学连接，来扩大已建立的、多代节能PCIe技术标准的覆盖范围的浓厚兴趣。PCI-SIG欢迎来自业界的意见，并邀请所有PCI-SIG成员加入光学工作组，分享他们的专业知识，并帮助制定具体的工作组目标和要求。”

  新闻稿表示，现有的PCI-SIG工作组将继续向PCIe 7.0规范中的128GT/s数据速率迈进，而这个新的光学工作组将致力于使PCIe体系结构更加光学友好。

  光互连取代铜互连?

  据anandtech报道，虽然该小组仍处于早期阶段，但其可能会对传统铜绑定标准产生重大影响，因为光学技术将绕过传统PCIe即将接近的铜信号的一些日益顽固的限制。

  PCI-Express首次发布于2000年，最初是围绕高密度边缘连接器的使用而开发的，这些连接器至今仍在使用。PCIe卡机电规范(CEM)定义了过去二十年中使用的PCIe附加卡外形尺寸，范围从x1到x16连接。

  但是，尽管PCIe CEM多年来几乎没有变化——很大程度上是为了确保向后和向前兼容性——但信号标准本身已经经历了无数次的速度升级。包括最新的PCIe 6.0标准在内，自2000年以来，单个PCIe通道的速度已经提高了32倍，而PCI-SIG将在2025年推出PCIe 7.0，再一次将速度提高一倍。由于每个引脚传输的数据量大幅增加，该标准使用的实际频带宽度也增加了类似程度，PCIe 7.0设置为近32GHz的运行频率。

  在开发更新的PCIe标准时，PCI-SIG已经努力将这些问题最小化，例如通过采用不需要更高频率的替代信号方式(例如带有PAM-4的PCIe 6)，以及使用中途重定时器以及材料改进，帮助跟上标准实际使用的更高频率。但是，PCB内铜走线的频率限制从未完全消除，这就是为什么近年来PCI-SIG为基于铜布线的PCIe制定了官方标准。

  这就引出了PCI-SIG光学工作组的成立。与以太网社区一样，PCI-SIG倾向于走在高频信号创新的前沿，它正在将基于光的通信视为PCIe未来的一部分。正如我们已经在光网络技术中看到的那样，相对于高得多的光频率，光通信拥有提供更远范围和更高数据速率的潜力，并且与日益耗电的铜传输相比，可以降低功耗。出于这些原因，PCI-SIG组建这样一个光学工作组，以帮助开发通过光学连接提供PCIe所需的标准。

  严格地说，创建新的光学标准并不是通过光连接驱动PCIe的必要条件。一些供应商已经提供了专注于外部连接的专有解决方案。但是创建一个光学标准的目的就是为了标准化PCIe在光纤上的工作和行为方式。工作组公告还显示，传统上基于共识的PCI-SIG明确表示，他们不会为任何单一的光学技术制定标准，而是旨在使其与技术无关，从而允许该规范支持广泛的光学技术。

  但PCI-SIG相对广泛的声明并不仅仅局限于用光学布线替代目前的铜布线，该组织还在考虑“有可能开发特定技术的外形尺寸”。虽然经典的CEM连接器不太可能在短时间内完全消失(向后和向前兼容性非常重要)，但CEM连接器是当今传输PCIe的最弱/最困难的方式。因此，如果PCI-SIG正在考虑新的外形尺寸，那么光学工作组很可能至少会考虑某种基于光学的CEM后继产品。如果这成为现实，这将很容易成为PCIe规范23多年历史上最大的变化。

  但是，可以肯定的是，如果发生任何这样的变化，那将是多年以后的事情。新的光学工作组尚未组建，更不用说设定目标和要求了。由于其广泛的职责是使PCIe更加光学友好，该小组的任何影响都是几年以后的事了——可能不会比制定PCIe 7.0的布线标准更快，如果不是对PCIe 8.0规范产生更直接的影响的话。但它显示了PCI-SIG领导层对PCIe标准未来的看法，假设他们能从成员那里得到共识。而且，虽然PCI-SIG的新闻稿中没有详细说明，但以这种方式使用光PCIe的任何重要用途似乎都是基于低廉的光收发器，即硅光子学。

  无论如何，看看PCI-SIG的新光学工作组最终会有什么结果将是一件有趣的事情。随着PCIe开始接近铜的实际极限，行业标准外围互连的未来很可能会走向光。

  关于PCI-SIG

  PCI-SIG是拥有并管理PCI规范作为开放行业标准的联盟。该组织定义符合其成员需求的行业标准I/O(输入/输出)规范。目前，PCI-SIG由900多家行业领先的成员公司组成。要加入PCI-SIG，并查看会员名单，请访问www.pcisig.com。

  PCI-SIG、PCI Express和PCIe是PCI-SIG的商标或注册商标。所有其他商标均为其各自所有者的财产。

  PCI-SIG成员可以在成员工作区中加入新的光学工作组。要成为PCI-SIG的成员并参加技术工作组，请访问www.pcisig.com/membership。

  原文链接1：PCI-SIG® Exploring an Optical Interconnect to Enable Higher PCIe Technology Performance | Business Wire | https://www.businesswire.com/news/home/20230802715619/en/PCI-SIG%C2%AE-Exploring-an-Optical-Interconnect-to-Enable-Higher-PCIe-Technology-Performance

  原文链接2：PCI-SIG Forms Optical Workgroup - Lighting The Way To PCIe's Future - https://www.anandtech.com/show/19990/pcisig-forms-optical-workgroup-lighting-the-way-to-pcies-future