低延迟和完整的PCIe 5.0信号,Retimer芯片不可或缺
来源:电子发烧友网 发布时间:2023-01-29 分享至微信

电子发烧友网报道(文/周凯扬)随着每代PCIe单通道速度的翻倍提高,电路板上的PCIe信号覆盖范围其实是在减小的,所以现在的服务器都开始用上了PCIe信号增强器。在PCIe 3.0时代,主要用于放大模拟信号的redriver芯片往往就能解决问题,实现更长的线缆长度。


而到了PCIe 4.0、5.0,以及即将到来的6.0时代,为了实现低延迟和完整的信号再生,就需要在数字域工作的retimer芯片,采用信号调理技术来增加传输距离。否则的话,就只能在PCB材料上采用低损耗设计,提升的成本也会多上不少。正因如此,不少厂商都开始推出自己的PCIe Retimer芯片,与此同时也开始兼容基于PCIe,且对延迟更加敏感的CXL。


澜起科技

1月初,澜起科技宣布其PCIe 5.0/CXL 2.0 Retimer芯片成功实现量产,这也是其PCIe 4.0 Retimer芯片的换代产品。该芯片产品型号为M88RT51632,是一个16通道的PCIe 5.0/CXL 2.0 Retimer芯片。据澜起科技给出的数据,该芯片符合PCI-SIG和CXL组织的技术规范,并采用了主流封装,支持到5.0下的最高32GT/s传输速率,传输延迟更是低至5ns。


PCIe 5.0/CXL 2.0 Retimer芯片 / 澜起科技


由于同时支持SRIS和Retimer级联等复杂拓扑结构,PCIe 5.0 Retimer可以帮助CPU、GPU、SSD和NIC等实现更高速率和更低延迟的互联。对CXL的支持,也证明了这一互联标准开始在服务器市场呈现普及的趋势,未来的智算中心、CXL内存池等都将受益于此。


面对未来必将普及的PCIe 6.0,速率已经高达64GT/s,澜起科技表示也在紧跟互联技术前沿,已经开始了PCIe 6.0 Retimer芯片的研发。这类PCIe Retimer芯片的存在,也能为澜起科技本身的服务器CPU产品提供支持,比如最新发布的第四代津逮CPU,就支持PCIe 5.0和CXL 1.1。


Microchip

Microchip更是早在2020年就发布了XpressConnect PCIe 5.0和CXL Retimer系列,包含PM8658、PM8659两款芯片,分别是8通道和16通道的,所以单个芯片可以用于多个X1、X2或X4链路。在延迟上,Microchip表示比PCIe规范低80%以上,管脚延迟可以做到10ns以内。


XpressConnect系列Retimer芯片 / Microchip


Microchip称XpressConnect系列Retimer为PCIe 5.0和CXL 1.1/2.0提供了优秀的信号调理技术,在支持英特尔PCIe 5.0 Retimer补充特性的同时,也采用了标准BGA封装,当然16通道的PM8659芯片在封装上也要更大一些。


Microchip也介绍Retimer芯片几种常见应用,除了用于Riser卡这种扩展卡以外,还可以用在主板上,从而支持PCIe或CXL附加卡,也能用于NVMe背板,支持到更多PCIe 5.0的固态硬盘。值得一提的是,Microchip的XpressConnect Retimer也可以与其Switchtec PCIe交换机芯片配对,从而在低延迟的信令模式下工作,将系统延迟额外降低70%。


Astera Labs

另一大PCIe Retimer厂商Astera Labs,也推出了支持PCIe 5.0和CXL的智能Retimer。Astera Labs称其智能Retimer既是百分百在云端设计的,也是专为云端打造的。结合其Cloud-Scale Interop Lab测试方案,可以测试那些客户尚未拥有的主流CPU、GPU和交换机等设备,并给到一份完整的测试报告,缩短开发时间。


Astera Labs的PCIe 5.0智能Retimer芯片分为8通道的PT5081L和16通道的PT516L,同时也给出了仅支持PCIe 5.0和同时支持CXL的型号。据其规格书可以看出,其智能Retimer芯片可在使用低成本PCB材料和连接器,并保证32GT/s速率的情况下,将信号扩展36dB。


小结

除了以上三家企业外,谱瑞也在准备其PCIe 5.0 Retimer芯片,早在2020年16通道PCIe 4.0 Retimer PS8926的发布公告中,谱瑞就表示PCIe 5.0的版本已经在开发准备中,想必很快就会推出。至于从PCIe Retimer的设计来看,目前几家厂商还是与英特尔的联系更为紧密,尤其是在对英特尔PCIe Retimer的补充特性支持上,可想而知英特尔在服务器市场,仍处于优势地位。



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