1.引言

自2003年推出以來，PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）作為高速串行計算機擴展總線標準，已經成為AI服務器和PC中不可或缺的接口。它主要用于連接主板與各種硬件設備，如GPU、顯卡、固態硬盤（SSD）、網卡等，為現代計算提供了關鍵支持。

2.PCIe 連接器的技術演進

自從2003年首次亮相，PCIe規范已經進化到第七代（PCIe 7.0）。每一代的進步都以帶寬翻倍為目標，并確保向下兼容性。以下是幾個關鍵版本的對比：

• PCIe 3.0（2010年）

  ：8 GT/s，x16配置下提供32 GB/s單向帶寬。

• PCIe 4.0（2017年）

  ：16 GT/s，x16配置下實現64 GB/s單向帶寬。

• PCIe 5.0（2019年）

  ：32 GT/s，x16配置下提供128 GB/s單向帶寬。

• PCIe 6.0（2022年）

  ：64 GT/s，采用PAM4調制技術，x16雙向帶寬達到256 GB/s。

• PCIe 7.0（2024年發布草案）

  ：128 GT/s，繼續使用PAM4技術，x16雙向帶寬高達512 GB/s。

盡管大多數消費者尚未完全過渡到PCIe 5.0，但由于AI服務器對性能的迫切需求，推動了PCIe技術的快速迭代。

3.PCIe 7.0 部分SI參數變化

• PCIe 7.0規范的0.7版本現已向成員開放審查，由于部分內容暫時不能非官方的發布，我們僅能從已經發布的非官方平臺搜尋給各位參考

• 頻率翻倍

工作頻率由PCIe 6.0的32GHz提升至64GHz。

• 損耗不變

頻率提升一倍，而損耗維持在PCIe 6.0的-32dB。

• 回波損耗

回波損耗的要求還是蠻高的，如下圖所示：

• 串擾參數

以上內容隨著版本的持續更新，可能還會變化，僅供大家參考交流。

3.PCIe 7.0核心特性

• 帶寬增加

  ：在x16配置下，雙向帶寬可達512 GB/s；而在x4配置下，單向帶寬為64 GB/s，非常適合高性能AI服務器應用。

• 信號調制技術

  ：延續了PCIe 6.0中的PAM4技術，通過結合1b/1b FLIT編碼和前向糾錯（FEC），增強了數據傳輸密度和可靠性。

• 能效與可靠性優化

  ：通過優化信道參數和低延遲設計提高了能源效率。

• 應用場景擴展

  ：主要服務于大規模數據中心的需求，包括AI訓練、800G以太網和量子計算等；消費級市場短期內對此類高性能需求有限。

• 光學連接探索

  ：PCI-SIG成立了專門的工作組研究基于光通信的PCIe接口，Cadence已展示了初步原型，但尚未正式納入PCIe 7.0規范。

  
  

4.PCIe 7.0的研發與落地進程

目前，PCIe 7.0規范草案已于2024年發布，功能凍結，預計2025年底將發布正式規范。首批商用產品，例如AI服務器，可能在2025年內上市，而消費級產品的普及則需要更長時間。

總結

PCIe 7.0標準的推出代表了高速互連技術的重要進步，特別適用于數據密集型應用。雖然消費級市場的廣泛采用還需時日，但它在專業領域的潛力（比如AI訓練和實時數據分析）無疑將促進下一代計算架構的發展。未來，隨著光學連接技術的成熟，PCIe有望在帶寬和能效方面取得更大的突破.

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