In de afgelopen tien jaar is de bandbreedte en de gegevensoverdracht die nodig zijn voor computertoepassingen jaar na jaar toegenomen.De vraag naar bandbreedte verdubbelt ongeveer om de drie jaarDit is voornamelijk te danken aan een samengestelde jaarlijkse groei van tot 45% voor telecommunicatiediensten, cloud computingdiensten en informatietechnologieleveranciers, met name in de banksector.effectenIn de sectoren van de verzekeraars en van het bedrijfsleven zijn er ook bedrijven met kunstmatige intelligentie (AI) die op grote taalmodellen (LLM's) zijn gebaseerd, die hun activiteiten blijven uitbreiden.met inbegrip van AI-ondersteunde detectie en autonoom voertuig, bevordert ook de behoefte aan hogere bandbreedte en snellere gegevenssnelheden.
De infrastructuur die hogesnelheidsgegevens voor deze toepassingen levert, omvat bekabelde en draadloze netwerken.en gaming hardware, moet de verbinding tussen de centrale verwerkingseenheid en de randapparatuur eveneens een voortdurend toenemende snelheid van gegevensoverdracht ondersteunen.
De kracht van PCIe
Netwerkinrichtingen of componenten die zijn aangesloten op de centrale verwerkingseenheid vereisen een vereenvoudigde manier om gegevens snel en nauwkeurig te verzenden, namelijk de technologie van perifere componenteninterconnect (PCI)..Verscheidene submarkten voor computing, waaronder servers en datacenters, automobielindustrie en industrie, werkstations en handheld apparaten,de PCI Express (PCIe) point-to-point seriële architectuur toepassen om een snelle en betrouwbare gegevensoverdracht te bereiken;.
PCI-SIG is de afkorting voor Peripheral Component Interdisciplinary Group.een alliantie van ongeveer 900 lidmaatschappen die verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling en het beheer van open industriële normen voor PCIe-technologie (figuur 1).
PCIe-specificatiegegevenssnelheid (Gb/s)
Eenrichtingsverkeer x16
Kanaalbandbreedte * jaarlijks
1.0 2.5 (8b/10b) 32 Gb/s 2003
2.0 5.0 (8b/10b) 64 Gb/s 2007
3.0 8.0 (128b/130b) 126 Gb/s 2010
4.0 16.0 (128b/130b) 252 Gb/s 2017
5.0 32.0 (128b/130b) 504 Gb/s 2019
6.0 64.0 (PAM-4, Flit) 1024 Gb/s
(~ 1 Tb/s) 2021
*- Bandbreedte na aftrek van de overhead voor codering
Figuur 1: Sinds 2003 ondersteunen de specificaties van de PCI-verbindingscomponenten van PCI-SIG de voortdurende groei van de gegevensoverdrachtsnelheid (fotobron: PCI-SIG).
De organisatie bracht in 2003 de PCIe 1.0-standaard uit, die 2,5 gigabits per seconde (GT / s) transmissie ondersteunt en voldoet aan de eisen van de 3G-draadloze standaard op dat moment.De daaropvolgende updates hebben de weg vrijgemaakt voor de jaarlijkse toename van de I/O-doorvoer, terwijl tegelijkertijd achterafcompatibiliteit werd gewaarborgd.Bijvoorbeeld, apparaten die voldoen aan de PCIe 5.0-specificatie kunnen een snelheid van 32,0 GT / s per kanaal bereiken en zijn compatibel met het 5G-netwerk dat vereist is voor streamingmedia en edge computing.
Deze hogere doorvoer biedt ondersteuning voor lage latentie die nodig is voor AI en edge-verwerking, industriële automatisering, testapparatuur en gaming.De point-to-point architectuur van PCIe-technologie ondersteunt ook een hoge energie-efficiëntieprestatie., wat een belangrijke overweging is voor geavanceerde computertoepassingen.
Onderhoud van de koeling van HPC-componenten
Zelfs met de verbeterde gegevenssnelheid en energie-efficiëntie die de nieuwste PCIe-technologie biedt, kunnen toepassingen voor high-performance computing (HPC), zoals realtime detectie van financiële fraude, niet worden gebruikt voor het opsporen van financiële fraude.AI-grote taalmodelleringssystemenHet beheer van warmteafvoer en ruimtebeperkingen terwijl aan deze vraag wordt voldaan, is geen gemakkelijke taak.Vooral wanneer er concurrentie bestaat om de ruimte tussen de datakabels en de luchtstroomkanalen die componenten en processoren verbinden..
In dit geval zullen ontwerpers van hoogwaardige computerapparaten overstappen op het gebruik van platte, opvouwbare PCIe-verlengkabelcomponenten, zoals de 8KDx-serie van 3M (figuur 2).
3M 8KDx-serie PCIe 5.0 Verlengkabel Component Image
Figuur 2: De PCIe 5.0 verlengkabel van 3M van de 8KDx-serie is een vlakke flexibele kabel die zichzelf kan vouwen.
De 8KDx-serie is ontworpen volgens de PCIe 5.0-standaard en is achterwaarts compatibel met systemen die zijn ontworpen volgens vroege PCIe-standaarden.met respectievelijk acht en zestien draden. Biedt opties voor de installatie van jumpers en oppervlakte-montage (SMT) -terminals.
De 30 AWG zilvergeplateerde draad is precies geplaatst in een continue stapel afschermingslagen met een totale dikte van 0,74 mm.De geleidersparen van traditionele draden zijn langszij in een spiraalvormige afschermingslaag gewikkeld, terwijl de verlengdraad van de 8KDx-serie dunner en zachter is.Een flexibeler ontwerp maakt het mogelijk meerdere PCIe-verlengkabels te bundelen en samen te vouwen zonder de kritieke luchtstroom te blokkeren (figuur 3).
Afbeelding van 30 AWG draad met continue stapelen en precieze plaatsing
Figuur 3: De continue stapeling en precieze plaatsing van 30 AWG-draden stelt de 8KDx-serie in staat componenten te verbinden zonder de luchtstroom te belemmeren.
Synchrone hoogsnelheidstestapparatuur
High-performance computing-toepassingen zijn afhankelijk van parallelle verwerking om grote datasets te verwerken, terwijl snelheidstestapparatuur moet worden aangesloten op andere randapparatuur, zoals processoren,signaalgeneratorenDeze systemen vereisen synchrone signalen en een lage latentie om de validiteit van de testgegevens te waarborgen.
PCIe 3.0、 De normen 4.0 en 5.0 ondersteunen de synchronisatie van het signaal met één of meerdere klokken.zijn afhankelijk van 128 b/130 b coderingIn dit coderingsprotocol bevat het datapakket 128 bits informatie, begrensd door de 2 bits die het begin en het einde van het pakket markeren.De start- en eindbits worden gebruikt voor kloksynchronisatie en foutdetectie, waarbij de overgebleven bits in het datapakket worden gebruikt voor de gegevensoverdracht.
De PCIe-verlengkabel van de 8KDx-serie maakt gebruik van draden met een impedantie van 87 ± 5 Ω om de gegevenssnelheid en -integriteit verder te waarborgen.Bij aansluiting op de basis 85 Ω-impedantie van systemen die zijn gebouwd volgens PCIe 3.0, 4.0, en 5.0 normen, kunnen deze geleiders de impedantie-mismatch en signaalreflectie zoveel mogelijk minimaliseren.
Bovendien kunnen testingenieurs met vertrouwen gebruik maken van de flexibiliteit en ruimtebesparende vormgeving van de componenten van de 8KDx-serie.de signaalintegriteit neemt niet af wanneer de kabel zichzelf vouwt (figuur 4).