Schnittstellenstandard: PCIe Gen7 überträgt ein halbes Terabyte pro Sekunde

Bis zu 512 GByte/s mit einem x16-Slot: Mit PCIe Gen7 verdoppelt sich die Datentransferrate für Beschleuniger, CPUs, Grafikkarten und SSDs.

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PCIe Gen7 verdoppelt die Datenrate.
PCIe Gen7 verdoppelt die Datenrate. (Bild: PCI-SIG)

Die PCI-SIG hat die vorläufige Spezifikation von PCIe Gen7 angekündigt: 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 Gen6.

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Konkret erfolgt ein Sprung von 64 GT/s auf 128 GT/s, was in 16 GByte/s pro Lane und Richtung resultiert. Ein typischer Gen7-x16-Slot wie der PEG für Grafikkarten liefert somit 512 GByte/s, wohingegen Gen6 x16 auf 256 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 Gen7 wie 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 2025/2026

Bis PCIe Gen7 eingesetzt wird, dauert es noch einige Jahre: Die Spezifikation soll bis 2025 fertig- und für die PCI-SIG-Mitglieder bereitgestellt werden. Mit ersten Produkten ist erst danach zu rechnen, Ankündigungen gibt es folglich keine.

  • PCIe Gen7 setzt auf 128 GT/s und PAM4, ... (Bild: PCI-SIG)
  • ... um bis zu 512 GByte/s bei einem x16-Slot zu erreichen. (Bild: PCI-SIG)
  • Damit verdoppelt sich die Datenrate verglichen mit Gen6. (Bild: PCI-SIG)
PCIe Gen7 setzt auf 128 GT/s und PAM4, ... (Bild: PCI-SIG)
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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 Desktopsegment 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 im Herbst 2022 einführen wird.

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 solche Peripherie.

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