128 GByte/s: Cadence zeigt optische Übertragung für PCIe 7.0
Der PCIe-7.0-Standard ist noch nicht fertig, Anbieter entsprechender IP-Cores wie Cadence arbeiten aber bereits an der Hardware. Dabei zeigt sich, dass die klassische Kupferanbindung nicht allen Ansprüchen gerecht wird. Optische Anbindungen sollen als weitere Option deutlich längere Distanzen überbrücken. Bei der Entwicklerkonferenz der PCI Special Interests Group am 12. und 13. Juni 2024 demonstrierte Cadence bereits die optische Übertragung eines PCIe-7.0-Signals(öffnet im neuen Fenster) .
Für die optische Anbindung von PCIe-Hardware gibt es seit August 2023 eine offizielle Arbeitsgruppe, von der allerdings noch nicht viel Neues zu erfahren war. Bereits PCIe 6.0 soll optisch übertragen werden können, hier werden aber bis Ende 2024 noch Änderungen eingearbeitet. Bislang sind nicht einmal Parameter wie die maximale Kabellänge festgelegt. Deutlich mehr als die maximal zwei Meter für das Ende April 2024 vollendete Copprlink(öffnet im neuen Fenster) dürften es aber werden.
Interessant an der Demonstration von Cadence ist ein Detail der Verbindung: Der PCIe-IP-Core spricht die optischen Transceiver fast direkt an. Diese als Linear Pluggable Optics(öffnet im neuen Fenster) (LPO) bezeichneten Topologie kommt ohne zusätzliche Retimer für den optischen Datenpfad aus. Die Transceiver des PCIe-Bausteins übernehmen dabei deren Aufgabe, das Signal vor und nach der optischen Übertragung aufzubereiten. Das erhöht die Anforderungen an die Signalverarbeitung, Cadence IP-Core meisterte die Aufgabe aber mit einer Bitfehlerrate von 3,6 x 10 -8 ohne Vorwärtsfehlerkorrektur – rund zwei Größenordnungen besser, als die PCIe-Spezifikation verlangt.
Im Februar hatten Alphawave, ebenfalls ein Entwickler von IP-Cores, und Nubis Communications bereits die optische Übertragung eines PCIe-6.0-Signals demonstriert , ebenfalls mit LPO-Topologie. Die Demonstrationen sind direkt vergleichbar, auch Cadence nutzt acht Lanes und kommt damit dank verdoppelter Datenrate pro Lane auf insgesamt 128 GByte/s.
Ein Segen für Rechenzentren
Diese Bandbreite verblasst zwar im Vergleich zu Nvidias Nvlink, worüber sich aktuell die Hochleistungs-GPUs des Herstellers mit 1,8 TByte/s verbinden lassen . Interessant sind PCIe-Anbindungen über Glasfaser aber für die Anbindung externer Speicher. Auch für die aktuell beliebten kundenspezifischen KI-Beschleuniger könnte PCIe über Glasfaser interessant sein: Ohne zusätzliche Netzwerkhardware ließen sich die mit hoher Bandbreite und geringer Latenz verbinden. Dank zukaufbarer IP-Cores ist die Schwelle dafür niedrig.