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Turbo-Bus

PCI-Express 4.0 mit 16 GBit/s pro Lane geplant

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Das Normierungsgremium PCI-SIG arbeitet bereits an Version 4.0 der Schnittstelle PCI-Express. In etwa vier Jahren soll der neue Bus auf den Markt kommen und doppelt so schnell wie PCIe-3.0 werden.

Auch bei PCI-Express 4.0 will die PCI-SIG weiterhin auf Kupferverbindungen setzen - der Einzug von optischen Verbindungen in PCs wird also wieder einmal verschoben. Wie Vertreter des Gremiums EE Times sagten, ist das Ziel der Entwicklung, "nochmal eine Umdrehung aus dem Kupfer herauszuholen".

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Um 16 Gigatransfers pro Sekunde für jede Verbindung zu erreichen, sind aber nach den Änderungen der Protokolle, die für PCIe-3.0 nötig waren, auch Einschränkungen der elektrischen Verbindungen nötig. Die PCI-SIG geht derzeit davon aus, dass das Design von Platinen verändert werden muss, um die Signalintegrität bei hohen Takten noch zu gewährleisten. Ebenso wird über eine Verkürzung der maximalen Leitungslänge von derzeit 20 auf 12 Zoll nachgedacht.

Wohl auch deshalb arbeitet das Konsortiums parallel zu PCIe-4.0 an einer Standardisierung von externen Verbindungen, die mehrere Meter lang werden können. Mit vier Lanes sollen sich dabei mit PCIe-3.0 32 GBit/s erreichen lassen. Da PCI-Express bisher stets abwärtskompatibel war, könnten solche Kabelverbindungen, etwa für die Vernetzung von Servern in einem Rack, auch eine Alternative für die kurzen Direktverbindungen von PCI-Express 4.0 darstellen. Repeater sollen aber auch die kurzen PCIe-4.0-Verbindungen verlängern können.

Wenn sich die 16 GBit/s über eine Lane erzielen lassen, könnten sich über x16-Verbindungen - so wie sie beispielsweise für Grafikkarten seit Jahren üblich sind - ganze 32 Gigabyte pro Sekunde übertragen lassen. Das schaffen derzeit nur zwei DDR3-Speicherkanäle, wenn die Module mit effektiven Frequenzen über 2 GHz laufen. Steckkarten könnten mit PCIe 4.0 also fast die gesamte Bandbreite des Arbeitsspeichers ausreizen, falls sich die DRAM-Technik nicht deutlich weiterentwickelt.

Bis zum Ende des Jahres 2011 will die PCI-SIG die Möglichkeiten für Version 4.0 der Schnittstelle analysieren und dann konkrete Vorschläge für die Umsetzung festschreiben. Danach könnten die Arbeiten an der Spezifikation beginnen, die in etwa vier Jahren abgeschlossen sein sollen. So lange brauchte auch PCI-Express 3.0.

Diese aktuelle Version von PCIe wurde zwar schon im Herbst 2010 spezifiziert, ist aber immer noch nicht in Produkten verfügbar. Als einer der ersten Kandidaten mit Version 3.0 von PCI-Express gilt Intels Sandy Bridge-E, der Ende 2012 erwartet wird.


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