第六代PCIe (Peripheral Component Interconnect)互連規格在2022年初才剛問世，負責訂定該產業標準的組織PCI-SIG (PCI Special Interest Group)已經開始展望再下一代的PCIe 7.0。

於6月下旬在美國舉行的年度開發者大會(PCI-SIG Developers Conference 2022)上，PCI-SIG宣佈將於2025年公佈PCIe 7.0規格；PCI-SIG總裁暨主席Al Yanes表示，其技術工作小組已經展開相關工作，目標是將下一代規格的資料傳輸速率加倍至128GT/s，並透過16頻道的配置達到雙向512GB/s的速率。

PCIe規格每三年會將I/O頻寬加倍，預計在2025年公佈的PCIe 7.0也將維持相同步伐。

(來源：PCI-SIG)

第七代的PCIe目標是持續實現低延遲、高可靠性，改善電源效率，並繼續能維持與前幾代規格的相容性。PCI-SIG表示，下一代PCIe規格將採用四階脈衝振幅調變(Pulse Amplitude Modulation with 4 levels，PAM4)訊令，聚焦於通道參數與範圍(reach)。

Yanes指出，在PCIe 6.0的成功基礎上，PCI-SIG對於自己實現以上目標的能力信心十足。PCIe 6.0已經從NRZ轉向PAM4訊令，採用支援PAM4調變、以流量控制單位(flow control unit)為基礎的編碼，並與新添加的前向糾錯(Forward Error Correction)以及循環冗餘校驗(Cyclic Redundancy Check)結合，實現頻寬的加倍。

「對我們來說，從NRZ切換到PAM4是革命性的轉變；」他強調，這些功能是在未犧牲延遲性與向下相容的前提下實現的。

為PCIe 7.0所訂定的目標，反映了PCI-SIG鎖定的新興應用需求，例如800G乙太網路、人工智慧(AI)與機器學習(ML)、雲端運算，甚至是量子運算，還有資料密集的應用案例，像是超大規模資料中心、高性能運算，以及軍事、航太等應用。

「顯然並非人人需要PCIe 7.0或是PCIe 6.0的頻寬，」Yanes表示：「那些從事HPC、AI與ML的人們，就是會需要更高速度以實現頻寬目標的對象。」不只如此，PCI-SIG也將探索車用領域的商機，由已經問世的PCIe 6.0打前鋒。但Yanes也指出，PCIe 7.0部署於車輛的前景還不清晰：「我們正在密切關注並嘗試進入該領域。」

PCI-SIG已經成立了一個工作小組專注於車用領域，主要是考量到車中有越來越多感測器會生成資料。目前大多數支援Level 2.5自動駕駛功能的車輛，約配備30~50顆感測器支援各種功能，也帶動對資料傳輸頻寬的需求。

不過就目前而言，因為缺乏車廠所需的可靠度認證，例如ISO 26262之下的ASIL (Automotive Safety Integrity Level) D，甚至連PCIe 6.0都還沒有能真正進軍車用。Yanes強調，ASIL D是最嚴苛的車用安全完整性等級認證，會需要花費一年的時間才能取得。

美光(Micron Technology)不久前宣佈，其LPDDR5 DRAM已經獲得ASIL D認證，預期可打入Level 5自動駕駛應用，比該公司一開始的預期走得更遠。PCIe匯流排標準已經成為許多需要資料搬移的其他技術與規格之基礎，相對較成熟的NVMe (Non-Volatile Memory Express)協定以及正在發展中的新興CXL (Compute Express Link)等介面規格都是以無所不在的PCIe為基礎。

本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2022年7月號

編譯：Judith Cheng

(參考原文：PCIe 7.0 To Double Data Rate – Again，By Gary Hilson)

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