PCIe 6.0 là gì? Với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học và công nghệ, dù chuẩn kết nối PCIe 4.0 đang được phổ biến rộng rãi trong các sản phẩm công nghệ và tiêu chuẩn PCIe 5.0 cũng chỉ mới được phát hành chính thức gần đây, nhưng ngành công nghiệp máy tính lại bắt đầu ráo riết tập trung phát triển chuẩn kết nối PCIe 6.0.

Có thể thấy, với tốc độ phát triển như vậy, chuẩn kết nối PCIe 6.0 mới có khả năng sẽ sớm được công bố. Vậy, chuẩn kết nối PCIe 6.0 sẽ có gì mới và khi nào nó sẽ khả dụng? Đọc bài viết để biết nhé!

PCIe 6.0 là gì?

PCIe 6.0 hay PCI Express 6.0 là một tiêu chuẩn kết nối mới được PCI-SIG công bố thông số kỹ thuật vào tháng 1/2022. Thế hệ mới nhất của tiêu chuẩn PCIe phổ biến này giới thiệu đến chúng ta một loạt tính năng mới thú vị nhằm cải thiện hiệu suất cho máy tính và khối lượng công việc nặng.

Tiêu chuẩn PCIe 6.0 tăng gấp đôi băng thông và hiệu suất năng lượng so với tiêu chuẩn PCIe 5.0 (32 GT/s), đồng thời tiếp tục đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp về kết nối tốc độ cao, độ trễ thấp.

Công nghệ PCIe 6.0 là một giải pháp kết nối hiệu quả về về chi phí cũng như có khả năng mở rộng cho các lĩnh vực sử dụng lượng dữ liệu lớn như trí tuệ nhân tạo/học máy, trung tâm dữ liệu, HPC, IoT, ô tô và quân sự/hàng không vũ trụ.

PCIe 6.0 có gì mới?

PAM4

Tìm hiểu PCIe 6.0 là gì ta thấy so với chuẩn PCIe 5.0 và các thế hệ trước đó, PCIe 6.0 sử dụng tín hiệu PAM4 (“Pulse Amplitude Modulation với bốn cấp độ”) ở electrical layer, kết hợp hai bit ở trên mỗi chu kỳ xung nhịp cho 4 mức biên độ (00, 01, 10, 11). Điều chế NRZ đã được sử dụng, với một bit trên mỗi chu kỳ xung nhịp và hai mức biên độ (0, 1).

Forward Error Correct

Chuyển đổi sang mã hóa tín hiệu PAM4 sẽ làm cho Bit Error Rate (BER) cao hơn nhiều so với NRZ. Để giảm tỷ lệ lỗi cao hơn, cơ chế Forward Error Correction (FEC) đã được triển khai. May mắn thay, PCIe 6.0 FEC đủ nhẹ nên ít ảnh hưởng đến độ trễ.

Nó hoạt động cùng với CRC (Cyclic Redundancy Check) mạnh mẽ để giữ xác suất Link Retry dưới 510-6. Tính năng FEC mới này hướng tới độ trễ dưới 2 giây. Do bản chất của kỹ thuật điều chế, phạm vi tiếp cận của tín hiệu PCIe 6.0 trên PCB sẽ giống như phạm vi tiếp cận của tín hiệu PCIe 5.0, mặc dù thực tế là tín hiệu PAM4 dễ bị lỗi hơn.

Flit Mode

Biết PCIe 6.0 là gì bạn hãy nhớ FLIT Mode được giới thiệu trong PCIe 6.0, trong đó các gói được sắp xếp trong thiết bị điều khiển luồng có kích thước cố định thay vì kích thước thay đổi trong các thế hệ PCIe trước đây.

FLIT Mode ban đầu được giới thiệu để đơn giản hóa việc gỡ lỗi bằng cách làm việc với các gói có kích thước cố định. Tuy nhiên, FLIT Mode cũng đơn giản hóa việc quản lý dữ liệu ở cấp bộ điều khiển và mang lại hiệu quả băng thông cao hơn, độ trễ thấp hơn và dấu chân của bộ điều khiển nhỏ hơn. 

Hãy xem xét hiệu quả băng thông trong giây lát: với các gói có kích thước cố định, việc tạo khung gói ở Physical Layer không còn cần thiết nữa, tiết kiệm 4 byte cho mỗi gói. Mã hóa FLIT cũng loại bỏ chi phí mã hóa 128B/130B và DLLP (Data Link Layer Packets) của các thông số kỹ thuật PCIe trước đó, dẫn đến hiệu quả TLP (Transaction Layer Packet) cao hơn đáng kể, đặc biệt đối với các gói nhỏ hơn.

Những cải tiến khác

• Chế độ L0p – cho phép lưu lượng chạy trên một số làn giảm để tiết kiệm năng lượng
• Thông số kỹ thuật PIPE mới – dành cho giao diện PHY đến Controller interface.

Hiểu PCIe 6.0 là gì, hãy chú ý sự thú vị của PCIe 6.0: các độ rộng giao diện x32 và x12 từ các thế hệ trước đã bị loại bỏ. Trong thông số kỹ thuật của PCIe 5.0 và thông số kỹ thuật các các chuẩn trước đó, các độ rộng này chưa bao giờ được triển khai trên thị trường.

Thông số kỹ thuật PCIe 6.0

• Tốc độ dữ liệu thô GT/giây và lên đến 256 GB/giây thông qua cấu hình x16.
• Pulse Amplitude Modulation với 4 cấp độ (PAM4) truyền tín hiệu, tận dụng PAM4 hiện có đã có sẵn trong ngành.
• Forward Error Correct nhẹ (FEC) và Cyclic Redundancy Check (CRC) giảm thiểu sự gia tăng tỷ lệ lỗi bit liên quan đến tín hiệu PAM4.
• Mã hóa dựa trên Flit (đơn vị điều khiển luồng) hỗ trợ điều chế PAM4 và hoạt động kết hợp với FEC và CRC để tăng gấp đôi băng thông.
• Cập nhật bố cục gói tin được sử dụng trong Flit Mode để cung cấp chức năng bổ sung và đơn giản hóa quá trình xử lý.
• Duy trì tính tương thích ngược với tất cả các thế hệ trước của công nghệ PCIe.

Lợi ích của PCIe 6.0 là gì?

Gấp đôi băng thông

Tăng tốc độ truyền dữ liệu lên 64 GT/giây, gấp đôi tốc độ truyền dữ liệu của thông số kỹ thuật PCIe 5.0 và cung cấp băng thông hai chiều tối đa lên đến 256 GB/giây cho 16 làn.

Độ trễ thấp

Utilizes Flow Control Units với kích thước cố định (Flits), cho phép sử dụng Forward Error Correction (FEC) với Pulse Amplitude Modulation với 4 cấp độ (PAM4) và kiểm tra dự phòng theo chu kỳ mạnh (CRC) – mà không ảnh hưởng đến độ trễ.

Khả năng tương thích ngược

Duy trì tính tương thích với tất cả các thế hệ trước của công nghệ PCIe, bảo vệ các khoản đầu tư của khách hàng và hỗ trợ kết nối với hàng triệu sản phẩm hiện có.

Vì sao phải nâng cấp lên PCIe 6.0?

Tìm hiểu PCIe 6.0 là gì ta nhận ra trước năm 2015, PCIe dẫn đầu thị trường về băng thông khả dụng cần thiết cho các trường hợp sử dụng. Nếu không có một yếu tố thúc đẩy thị trường để hoạt động nhanh hơn, thì quá trình phát triển của thông số kỹ thuật chậm hơn. Sau năm 2015, lưu lượng dữ liệu toàn cầu đã tăng vọt.

Trung tâm dữ liệu chuyển sang 100G Ethernet (và cao hơn), đẩy các hạn chế đến các kết nối nội bộ PCIe trong các máy chủ và thiết bị mạng. Chuẩn PCIe 6.0 hoàn toàn hỗ trợ chuyển đổi sang 800G Ethernet trong các trung tâm dữ liệu: 800 gigabit mỗi giây (Gb/s) yêu cầu 100 GB/s băng thông, nằm trong khoảng 128 GB/giây của một liên kết PCIe 6.0 x16; 800G Ethernet, giống như PCIe, là song công hoàn toàn. 

Hơn nữa, việc tính toán chung và kết nối mạng trong trung tâm dữ liệu không phải là động lực duy nhất đằng sau PCIe 6.0. Các bộ gia tốc AI/ML có nhu cầu vô độ với nhiều băng thông hơn. Xử lý các mô hình đào tạo AI/ML đều phụ thuộc vào tốc độ và máy gia tốc có thể di chuyển dữ liệu vào và ra càng nhanh thì quá trình đào tạo càng được thực hiện hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Khi nào PCIe 6.0 sẽ khả dụng?

Tìm hiểu PCIe 6.0 là gì bạn nên biết theo PCI-SIG, các thiết bị hỗ trợ PCIe 6.0 sẽ chỉ được tung ra thị trường sớm nhất vào khoảng 12 đến 18 tháng sau khi tiêu chuẩn này được công bố chính thức. PCIe 6.0 được giới thiệu vào ngày 11/1/2022, vì vậy, các sản phẩm PCIe 6.0 sẽ có mặt trên thị trường vào đầu năm 2023, nếu mọi thứ diễn ra theo đúng kế hoạch.

Mặt khác, sẽ mất nhiều thời gian hơn cho thị trường tiêu dùng vì các nhà sản xuất CPU phải tính toán kỹ lưỡng thời điểm tung ra các thiết bị hỗ trợ PCIe 6.0. 

Với những điều đã nói ở trên, ta có thể hy vọng rằng quá trình chuyển đổi sang PCIe 6.0 sẽ diễn ra nhanh chóng, giả sử không có thách thức kỹ thuật lớn nào phát sinh.

Lời kết

Trên đây là tất cả những thông tin sẽ giúp các bạn biết PCIe 6.0 là gì. Có thể thấy, PCIe hiện diện ở khắp mọi nơi trong kiến trúc tính toán hiện đại và chúng ta có thể kỳ vọng PCIe 6.0 sẽ nhanh chóng được áp dụng rộng rãi trong các ứng dụng quan trọng về hiệu suất trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo/học máy, HPC, điện toán đám mây và mạng.

Nếu các bạn còn bất kỳ thắc mắc nào về PCIe 6.0 hãy để lại bình luận bên dưới bài viết này. Hãy tiếp tục theo dõi Website hoặc Fanpage của Máy Chủ Sài Gòn để không bỏ lỡ những bài viết mới nhất nhé!