低延迟和完整的PCIe 5.0信号,Retimer芯片不可或缺

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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