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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Das alte PCI Express bald am Ende?


Windi
2019-06-19, 15:40:17
Ich wollte damit jetzt nicht wieder die anderen Themen voll spamen.

Bei den ganzen News über PCIe6 bin ich zufälig über einen etwas älteren Artikel gestolpert.

https://www.eetasia.com/news/article/18061502-pcie-45-higher-bandwidth-but-at-what-cost

The big tradeoff of the higher speeds is that signals won’t travel as far on existing designs. In the days of PCIe 1.0, the spec sent signals as much as 20 inches over traces in mainstream FR4 boards, even passing through two connectors. The fast 4.0 signals will peter out before they travel a foot without going over any connectors.
Anscheinend werden die Probleme mit der Signalqualität durch die Leitungslängen und den Steckverbindungen immer größer.

Arnaud Schleich thinks that the situation is even worse. PCIe 4.0 signals are only travelling three to five inches, said the CEO of PLDA Inc., a designer of PCIe controller cores that came out with 4.0 products three years ago.
Die möglichen Leitungslängen haben sich mehr als halbiert.

Retimer chips for a full 16-lane full PCIe 4.0 could cost $15 to $25 — if you can find them. Upgrading an adapter card from Megtron-2 to Megtron-4 materials might only add a dollar or so. However, the cost of a similar upgrade for a motherboard is about $100, and if the upgrade is to even higher quality Megtron-6 it would cost about $300.

“The data center will go to Megtron-4 for PCIe 4.0 and that will add maybe $10 cost — and you may still need retimers,” said Krause. “For version 5.0, people will weigh even higher-cost PCB materials and retimers or move to cables.”
Man kann viele Probleme ja mit Geld erschlagen, Consumer-Boards können aber nicht einfach beliebig teuer werden. Bei PCIe4 sollte es gerade noch reichen da GPU-Slot, erster M.2-Slot und der Chipsatz recht nah an der CPU liegen. Wer mehr will braucht dann teurere Mainboards mit Retimern. Ab PCIe5 könnte es aber extrem brenzlich werden.

“What we have been using for 4.0 and expect to use for 5.0 is twinax cables and firefly connectors,” he added. “The cost is very low compared to retimers, you can get whatever you want in distance, and the latency is really good.”

Indeed, Krause noted that “there’s been a lot of interest in using cables … for every inch on a board, you can go 10 inches on cables for the same power and loss budget, but cables have costs in being routed and connected.”
Vieleicht binden wir in Zukunft unsere Karten per Kabel an?

An even bigger shift that engineers are discussing is to new mechanical designs. The industry has thrived for nearly 18 years on the PCIe mechanicals, but some say that it’s time for a change.

A shift would be slow and painful given the market of hundreds of PCIe cards and millions of sockets. The GenZ interconnect group is already exploring new designs that put a connector 60 mm closer to a processor.

“You can recover 4-dB loss at 16 GT/s and 8 dB at 32 GT/s — that can make the difference,” said Krause.

“We’re just starting education on new form factors and new connectors. I would expect a lot of people to stick with what they know and pay the cost of new PCB materials and retimers. I don’t think anyone will change mechanicals quickly, but PCIe Gen 4 or Gen 5 could be the intercept point for some designs.”
Oder es wird doch weiterhin auf den Erweiterungsslot gesetzt. Dann aber mechanisch überarbeitet und nicht mehr mit den alten Karten kompatibel.


PCI Express 4.0 wird ja jetzt von AMD flächenddeckend eingeführt. Das geht anscheinend noch, ohne das die Kosten zu sehr explodieren.
Mit PCIe5/6 müsste etwas neues kommen. Ansonsten werden die Probleme viel zu groß.

][immy
2019-06-19, 16:27:12
Hmm, spätestens durch den tot von Sli und Crossfire sehe ich aktuell keinen Grund das PCIe interface noch weiter auszubauen.
Ja ich weiß, die Zukunft und so, aber schon PCIe 3 hat kaum mehr was gebracht gegenüber PCIe 2 (in der Praxis).
Und da SLI und Crossfire nun auch mehr oder minder komplett verschwunden sind, macht das Interface mit immer mehr Bandbreite weit weniger sinn (außer in Grenzfällen).
Vor müssen sich wohl erst mal andere Dinge verbessern, so das überhaupt mal das aktuelle Interface ausgenutzt wird.

Für SSDs könnte das noch interessant werden, aber auch hier sind inzwischen Geschwindigkeiten erreicht, wo eher das Problem besteht die vorhandenen Geschwindigkeit überhaupt irgendwo sinnvoll zu nutzen (nicht jeder schneidet den ganzen Tag Terrabytes an Videos).

Mit Kabeln könnte ich mir das schon vorstellen, da man dann etwas flexibler mit der Abschirmung ist, allerdings ist der Übergang immer die Problemstelle. Es gibt ja auch keinen wirklichen Grund mehr warum die Kontakte "so groß" sein müssten wie sie aktuell sind (zumindest nicht für die Datenübertragung)

Ich geb dem Ganzen aber noch mindestens ein Jahrzehnt. Die Hardware-Branche ist ja inzwischen auch deutlich "langsamer" geworden in der Entwicklung, da es auch immer schwieriger/teurer wird sinnvolle Verbesserungen durchzuführen.

Zossel
2019-06-19, 16:41:29
Anscheinend werden die Probleme mit der Signalqualität durch die Leitungslängen und den Steckverbindungen immer größer.

Die Physik ist immer noch die gleiche wie vor 100 Jahren, daher haben sich die Probleme nicht geändert :-)

Mehr als die halbe Bandbreite des RAMs macht dann auch irgendwann wenig Sinn.
Aktuelles Dual-Channel-DDR4 liegt so bei ~50GB/s also reicht 25GB/s pro PCIe-Device für so ein System.

Loeschzwerg
2019-06-19, 16:54:39
"Kosten explodieren" ist irgendwie relativ, du musst halt wie immer auf Stückzahlen kommen.

PCIe 5.0 setzt noch auf die geläufigen Steckverbindungen und bleibt abwärtskompatibel, für PCIe 6.0 ist selbiges geplant (bei identischer möglicher Leitungslänge). Mit PCIe 6.0 wird nicht die Frequenz weiter angehoben, es wird stattdessen die Signalkodierung von NRZ ("PAM2") auf Multilevel PAM (Pulse Amplitude Modulation; PAM4 -> 4-level PAM) verändert um eine entsprechende Bandbreitensteigerung zu erreichen. Gerade aus dem Netzwerkbereich (100G/400G) dürfte hinsichtlich PAM4 bereits ordentlich Erfahrung in der Industrie vorhanden sein.

https://42xtjqm0qj0382ac91ye9exr-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2018/02/pam4vsrnrz.jpg

SKYNET
2019-06-19, 16:57:33
sie könnten ja einfach mal die mainboards in 3D bauen, also PCIe steckplatz rückseitig anbringen, somit lässt sich locker 90% der leitungslänge einsparen, gleiches für den arbeitsspeicher...

weil das 2D format was aktuell ist, ist dermassen retro und schränkt die möglichkeiten einfach nur ein.

Windi
2019-06-19, 16:58:57
Also meint ihr, das man beim Desktop erst einmal bei PCIe 4.0 hängen bleiben wird?

Und im Server Bereich dann nach neuen Lösungen sucht.
edit: zu langsam

dildo4u
2019-06-19, 17:03:41
Es gibt kein zwang für was schnelleres als PCI-E 4 im Desktop Bereich,da die neuen Konsolen die Grundklage für 90% der Games für die nästen 5-7 Jahre sind,und dort wird keiner über 500€ gehen.
Das Problem bisher ist das Low Level APIs zu selten sind daher musste man immer ein bissel mehr Power kaufen als eigentlich nötig wäre.

Windi
2019-06-19, 17:04:29
@Loeschzwerg
Ist die Einführung von PCIe5/6 mit den alten Steckern schon fest eingeplant?
Der Artikel hörte sich da schon etwas pessimistischer an.
Schließlich haben wir bei PCIe5/6 umgerechnet 16Ghz anliegen.

Zossel
2019-06-19, 17:05:53
Mit PCIe 6.0 wird nicht die Frequenz weiter angehoben, es wird stattdessen die Signalkodierung von NRZ ("PAM2") auf Multilevel PAM (Pulse Amplitude Modulation; PAM4 -> 4-level PAM) verändert um eine entsprechende Bandbreitensteigerung zu erreichen.

Um mehr Spannungen auswerten zu können braucht es allerdings höhere Rauschabstände.

Loeschzwerg
2019-06-19, 17:11:37
Ja, die SNR wird da ein großes Thema.

@Loeschzwerg
Ist die Einführung von PCIe5/6 mit den alten Steckern schon fest eingeplant?


Für PCIe 5.0 ist das schon gesichert, aber es wird entsprechende Anpassungen an Board/Steckverbindung geben um die 3216GHz (Brainfart: natürlich 16GHz bei 32GT/s) zu stemmen. Die "neue" Steckverbindung bleibt mechanisch und elektrisch abwärtskompatibel.

Mit PCIe 6.0 soll sich an den elektrischen Eigenschaften nichts verändern, lediglich die Kodierung. Wobei PAM4 auch so genügend Hürden mitbringt, die Fehlerkorrektur kann z.B. ein größeres Thema werden (Taktversatz und Signalsymmetrie).