全球业内PCIe Gen6目前互联互通碰到的问题总结
2025-01-13 10:25:50

参考《PCIe5&6.0, CXL, NVMeNVMoF, SSD, NAND, DDR5, 800GE测试技术和工具白皮书》chapter 2.1.1 PCIe协议发展的历史,PCIe Gen6已经正式发布3年了!

"2022年1月11日,PCI-SIG官方正式发布了PCIe 6.0规范,PCIe 6.0采用了和之前全然不同的编码格式,即PAM4 FEC编码格式,这个和之前PCIe Gen 1~5采用NRZ编码格式有了很大的不同,同时也对于Gen6产品的实现带来相当大的挑战。"

目前全球业内PCIe Gen6的产品(大多是是test chip)之间的互联到底怎么样呢?以下是结合我们和业内的紧密关系看到的关于PCIe Gen6产品互联互通中RCRoot Complex)连接EPEndpoint)碰到的各种问题的一个综合图景:

当前行业PCIe Gen6互联互通现状

根据2024年10月份的PCIe 6.x Preliminary FYI Workshop内部反馈以及我们了解的厂商之间的互联互通情况,PCIe Gen6的物理层和协议层测试尚处于逐步成熟的阶段。虽然业界对64 GT/s高速链路的支持已有初步成果,但互联互通测试仍然暴露出一系列问题(为了信息保护,下面的公司名称采用代码),特别是在以下几个关键领域:

1. 高速链路建立问题

  • 链接可靠性差:在X个测试设备中,仅有Y个能够成功建立64 GT/s链路,其中只有Z个设备能偶尔达到完全干净的链路状态。

  • 链路恢复问题:多次出现链路进入恢复模式(Recovery)的情况。例如,M公司和S公司设备都表现出NAKNegative     Acknowledgment)问题,导致链路频繁断开重连。

  • 预编码(pre-coding)影响:部分设备在启用或禁用预编码(pre-coding)时表现出不同的链路稳定性,但预编码(pre-coding)的具体影响机制尚未完全明确。

2. 设备兼容性与行为差异
  • 兼容性不足:部分设备因预编码(pre-coding)问题无法正常工作。M2公司和S公司设备对测试链路的反馈表现出明显差异。

  • 行为异常:某些设备在非FLIT模式下表现出特定行为问题,例如错误的TLPTransaction Layer Packet)捕获和异常的测试行为。

3. 协议层与物理层的协作挑战
  • 速度变化问题:测试中发现从高速向低速切换存在问题,可能导致设备锁死或数据丢失。

  • 信号完整性挑战:设备在更高速率下(如64 GT/s)对信号质量的需求增加,RX均衡(Receiver Equalization)的优化尚未完全解决。

互联互通面临的具体问题与改进方向

物理层挑战

  • 信号干扰:某些设备的硬件规格超出PCI SIG标准(例如,金属覆盖范围不当),影响互联。

  • 信号捕获优化:某些协议分析工具在某些情况下无法正确捕获TLP,尤其是在高性能模式下。

协议层问题
  • 数据包丢失FLIT模式中,当TLP处于FLIT中间时,部分数据包未能成功传递。

  • NAK问题:某些设备反复发送NAK信号,可能由于协议实现或设备固件中的缺陷。

测试工具改进
  • 预编码(pre-coding)支持:需要完善TXRX端的预编码(pre-coding)实现,确保设备能自动适配。

  • 测试方案扩展:引入更全面的合规性测试,尤其是在更高带宽和多链路通道(如x4)场景下。

当前解决方案与行业趋势
  1. 与设备厂商协作

    • 建议进一步深入设备厂商(如M公司、M2公司)之间的联合调试,优化问题诊断。

    • 推动厂商在更复杂的使用场景下测试其产品,例如跨多根通道的稳定性。

  2. 合规性测试的逐步推进

    • 尽早通过更多FYI Workshop对设备进行互联互通验证,逐步接近正式的Gen6合规性认证测试。

未来展望

PCIe Gen6作为一项高性能互联技术,尽管初期测试表现出许多问题,但业界对其高速率、低延迟的潜力充满信心。通过进一步改进测试方法、加强厂商协作,以及在协议实现上增加Robustness,PCIe Gen6的全面普及很快就会到来。

感兴趣的朋友也可以多多关注我们频道,了解业内领先的SerialTek PCIe Gen6协议分析仪,训练器,兼容性测试套件,以及SanBlaze, SerialCables, Quarch等公司推出的测试PCIe Gen6和CXL 3.X的测试工具。

最后,如果你有其他任何关于PCIe5&6.0, CXL, NVMe/NVMoF, NAND, DDR5/LPDDR5以及UFS测试方面的问题想咨询,请添加saniffer公众号留言,或致电021-50807071 / 13127856862,sales@saniffer.com。