Schnittstellenstandard: PCIe Gen6 verdoppelt die Datenrate

Bis zu 256 GByte/s mit einem x16-Slot: Mit PCIe Gen6 verdoppelt sich die Datentransferrate für Beschleuniger, CPUs, Grafikkarten und SSDs.

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PCIe Gen6 verdoppelt die Datenrate.
PCIe Gen6 verdoppelt die Datenrate. (Bild: PCI-SIG)

Die PCI-SIG hat die finale Spezifikation von PCIe Gen6 bereitgestellt: Der neue Schnittstellenstandard für Prozessoren und damit verknüpfter Peripherie wie Beschleuniger, Grafikkarten oder SSDs verdoppelt laut Peripheral Component Interconnect Special Interest Group die Geschwindigkeit verglichen mit PCIe Gen5.

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Konkret erfolgt ein Sprung von 32 GT/s auf 64 GT/s, was in 8 GByte/s pro Lane und Richtung resultiert. Ein typischer Gen6-x16-Slot wie der PEG für Grafikkarten liefert somit 256 GByte/s, wohingegen Gen5 x16 auf 128 GByte/s kommt. Erneut ist der Standard abwärtskompatibel zu vorherigen Generationen, weshalb ältere Beschleuniger oder SSDs problemlos laufen.

Um die verdoppelte Datentransferrate zu erreichen, setzt PCIe Gen6 auf PAM4 - also eine Puls-Amplituden-Modulation mit vier Zuständen - und ein Encoding mit 1b/1b per FLIT-Verfahren (Flow Control Unit). Sowohl PAM4 als auch FLIT stammen aus dem Netzwerkbereich, etwa für 200/400-GBit-Ethernet. Bei PCIe Gen5 hingegen kommt NRZ (Non Return to Zero) mit zwei Signalzuständen und 128b/130b-Encoding zum Einsatz, so wie schon bei PCIe Gen4/Gen3.

Praxiseinsatz frühestens 2023/2024

Bis PCIe Gen6 eingesetzt wird, dauert es noch einige Jahre. Derzeit bietet IBM mit dem Power10 eine Server-CPU mit PCIe Gen5 an, von Amazon AWS gibt es den Graviton3 und AMD sowie Intel werden mit Genoa/Bergamo respektive Sapphire Rapids in den kommenden Monaten nachziehen. Im Desktop-Segment gibt es mit Alder Lake wie dem Core i9-12900K (Test) ebenfalls schon Prozessoren mit PCIe Gen5, wohingegen AMD den Sockel AM5 mit den Ryzen 7000 alias Raphael erst noch einführen wird.

  • Datenraten von PCIe im Vergleich (Bild: PCI-SIG)
  • Neu sind PAM4 und FLIT statt NRZ und 128b/130b-Encoding. (Bild: PCI-SIG)
  • Mit PCIe Gen6 verdoppelt sich die Geschwindigkeit. (Bild: PCI-SIG)
Datenraten von PCIe im Vergleich (Bild: PCI-SIG)
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Passende Peripherie sind etwa NVMe-SSDs mit PCIe Gen5, beispielsweise Samsungs PM1743. Beschleuniger oder Grafikkarten mit PCIe Gen5 sind bisher Mangelware, allerdings existiert mit dem CXL 2.0 (Compute Express Link) eine auf dem Standard basierende Verbindung für eben solche Peripherie.

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