Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

Specifikace PCIe 6.0 je hotová, PCI-SIG ji předal členům

Bývalo obvyklé, že v době uzavření specifikace PCIe nové generace se vědělo, nebo alespoň tušilo, jaké produkty ji nabídnou první. V případě PCIe 6.0 to zatím vypadá, že to nebudou desktopové grafiky…

Úvodem nebude na škodu připomenout, jak to šlo s posledními generacemi PCIe. Donedávna široce rozšířené PCIe 3.0 bylo ohlášeno v srpnu 2007 a s určitým zpožděním došlo k uzavření specifikace v listopadu 2010. První grafická karta tuto generaci využívající byl Radeon HD 7970 uvedený v prosinci 2011, tedy asi rok po uzavření specifikace. PCIe 4.0 se na trh s grafickými kartami dostalo podstatně později. První PCIe 4.0 GPU byla 7nm Vega 20 od AMD, která se na trh dostala v roce 2018, ovšem jen v podobě profesionálních karet. Herní varianta, která následovala začátkem roku 2019, zůstávala na PCIe 3.0, ovšem ve druhé polovině téhož roku (2019) uvedla AMD Radeony RX 5000, které již v herním desktopu PCIe 4.0 podporovaly. Mezi nasazením PCIe 3.0 a 4.0 v herních grafických kartách tak uteklo dlouhých 8 let.

Zatímco Intel PCIe 4.0 v době jeho nástupu spíše bagatelizoval, již kolem poloviny roku 2020 (kdy bylo jasné, že plán Intelu nasadit PCIe 4.0 s generací procesorů Comet Lake, nevyjde), se v prezentacích této značky začaly objevovat zmínky o podpoře PCIe 5.0 v roce 2021. Týkaly se jak desktopového procesoru Alder Lake, tak serverových Xeonů Sapphire Rapids, i grafik Xe. Xeony a grafiky to v roce 2021 nestihly, ale s Alder Lake Intel PCIe 5.0 - jen dva roky po nástupu bagatelizovaného PCIe 4.0 - na trh dostal. PCIe 5.0 navíc v prezentacích uváděl z novinek platformy na prvním místě (byť do něj zatím není a ještě dost dlouho nebude co strčit).

Marketing Intelu postavený na PCIe 5.0 nakonec přivedl AMD ke změně plánu. Ta na úrovni procesorů / platforem podporuje PCIe primárně prostřednictvím centrálního čipletu, takže může z tohoto ohledu pružně reagovat na vzniklou situaci. Jak potvrdil tzv. Gigabyte leak a nezávisle na něm i další zdroj, společnost má připravených více verzí centrálních čipletů, než kolik se jich v rámci sériové výroby dostane na trh. Původní záměr byl ponechat desktop se socketem AM5 pro rok 2022 na stále dost mladém PCIe 4.0 a rozhraním PCIe 5.0 vybavit jen profesionální segment (PCIe 5.0 zvyšuje náklady na základní desky, vyžaduje opakovače / posilovače signálu na kratších vzdálenostech než PCIe 4.0). Jeden ze zástupců AMD však již loni při setkání s novináři přiznal, že aktuální plán je vybavit rozhraním PCIe 5.0 již první generaci platformy AM5. Nebylo by na škodu, kdyby se to netýkalo alespoň low-endových desek s čipsety A620, protože v tomto segmentu je dopad na cenu skutečně znát.

Jednou stranou mince je marketing (Intel s PCIe 5.0 chvátal, aby zakryl fiasko se stabilitou vlastní implementace PCIe 4.0 - z technologického hlediska změna nebyla potřeba; pokud 8 let stačilo PCIe 3.0, pak lze jen těžko hledat opodstatněné argumenty, proč by PCIe 4.0 mělo padnout již po 2 letech). Druhou stranou mince je však fakt, že PCIe 5.0 vůbec mohlo přijít tak brzy po PCIe 4.0. Důvodem je skutečnost, že PCI-SIG již při vývoji PCIe 4.0 obávalo, že dosažení dvojnásobné přenosové frekvence PCIe 3.0 bude problematické, a tak se na tento problém zaměřilo (dá se říct) více, než by nutně bylo potřeba. V důsledku toho se podařilo dosáhnout stabilně podstatně vyšších frekvencí, než bylo potřebné pro generaci 4.0, což znamenalo, že podstatná část příprav generace 5.0 byla hotová již s předchozí generací.


Mezi PCIe 5.0 a PCIe 6.0 je však potřeba udělat čáru. Generace 6.0 není dalším zvýšením frekvencí, tkví v implementaci pulzně-amplitudové modulace PAM4, která umožňuje namísto dvou stavů přenášet stavy čtyři (00, 01, 10, 11). Při stejné taktovací frekvenci se tedy přenosová rychlost zdvojnásobí. Výhodou je, že není potřeba hledat další cesty ke zvyšování frekvencí a přesto se může přenosová rychlost zdvojnásobit. Má to ale i své nevýhody. Implementace PAM4 stojí další křemík, obzvlášť pokud má být zachována kompatibilita s PCIe 5.0 a staršími (bez čehož to asi nepůjde). Druhý problém je, že ač se nejde cestou vyšších fyzických frekvencí, v některých ohledech se jde stejným směrem jako při podpoře vyšších frekvencí: PAM4 totiž pro rozlišení zmíněných čtyř stavů vyžaduje vyšší čistotu a konzistenci signálu než by při stejném taktu vyžadovalo klasické NRZ (0, 1). Pokud se nedaří dosáhnout dostatečné stability, může být nejrychlejším řešením určité zvýšení napětí, které však má za následek smazání výhod nižší fyzické frekvence (vede k vyšší spotřebě a zahřívání) - takže čistě teoreticky samotný fakt, že se frekvence nezvyšuje, nemusí být zárukou nezvyšování spotřeby.

PAM4 známe například z pamětí GDDR6X, které - navzdory faktu, že běží na téměř poloviční fyzické frekvenci než GDDR6 - dosahují podstatně vyšší spotřeby. Samozřejmě nelze říct, nakolik je tato spotřeba daná výrobním procesem společnosti Micron, nakolik samotným PAM4 a nakolik konkrétním způsobem implementace PAM4 ze strany Micronu. Rozhodně však lze říct, že výsledný produkt - navzdory významnému snížení fyzických taktů - spotřebu nesnížil.

Ač je tedy specifikace PCI 6.0 uzavřena, stojí před výrobci více úsilí a složitějších strategických rozhodnutí, než bylo u minulých generací PCIe obvyklé. Už když se o PCIe 6.0 začalo mluvit, proslýchalo se, že půjde primárně o rozhraní pro profesionální segment, zatímco klasický desktop bude silně upozaděn. V profesionálních systémech za desítky tisíc dolarů se pár desítek dolarů na implementaci PCIe 6.0 snáze ztratí, při násobně vyšším výkonu oproti desktopu se dvojnásobná přenosová rychlost spíše využije a případné watty navíc ztratí v TDP procesorů a akcelerátorů, které v té době bude běžně přesahovat 500 wattů (což se děje už nyní).

Jenže podobně to s předností nové generace PCIe v profi systémech zprvu vypadalo i u PCIe 5.0. Jen zpoždění PCIe 5.0 Xeonů a akcelerátorů způsobilo, že se na první místo dostal desktopový Alder Lake, v důsledku čehož si marketingové oddělení AMD prosadilo, aby i desktop AMD byl generací 5.0 vybaven. Pokud se konkurenční situace takto vyhrotila jednou, může k tomu z principu dojít znovu a PCIe 6.0 tak může být nacpáno desktopu do chřtánu již za další dva roky. Jistě bude záležet i na tom, jak se budou vyvíjet ceny hardwaru. Pokud nadále (třeba v důsledku neutuchající kryptománie) porostou a výrobci budou potřebovat záminky, proč je hardware zase dražší, může PCIe 6.0 dobře posloužit.

Tagy: 

Diskuse ke článku Specifikace PCIe 6.0 je hotová, PCI-SIG ji předal členům

Sobota, 15 Leden 2022 - 19:55 | IT Joker | „dva se mohou domluvit relativně dobře a zbytku...
Pátek, 14 Leden 2022 - 15:07 | danieel | Ale PCIe neni otazkou jenom vasich notebooku (...
Pátek, 14 Leden 2022 - 14:23 | krakora | Jo s tím se dá souhlasit, že to může udělat jen...
Pátek, 14 Leden 2022 - 10:14 | TOW | Jestli to jde nebo nejde záleží na typu zákazníků...
Pátek, 14 Leden 2022 - 09:36 | Butrus Butrus | To bude až přechod na optiku. Ale do té doby bude...
Pátek, 14 Leden 2022 - 09:31 | Butrus Butrus | "Jak potvrdil tzv. Gigabyte leak..."...
Pátek, 14 Leden 2022 - 09:18 | krakora | S tou zpětnou kompatibilitou by to neměli tolik...

Zobrazit diskusi