Стандарт PCIe 7.0 ускоряет связь между «мозгом» и «мышцами» компьютера до 512 ГБ/с — а дальше, похоже, тупик

Организация PCI-SIG представила финальную версию стандарта PCI Express 7.0 — новую ступень в развитии высокоскоростных шин, предназначенных для оборудования, работающего с большими объёмами данных. Сюда входят сетевые интерфейсы на 800 Гбит/с, ИИ-ускорители , накопители и серверные решения, где каждый гигабайт в секунду имеет значение.

Главное достижение — удвоенная скорость передачи по сравнению с шестым поколением. Теперь одна линия способна пропускать до 128 гигапередач в секунду (GTps), а при использовании шестнадцати таких каналов в обе стороны суммарная скорость достигает 512 ГБ/с. В PCIe 6.0 этот показатель ограничивался 64 GTps и 256 ГБ/с соответственно.

Такая прибавка в производительности особенно актуальна для дата-центров , где ресурсоёмкие задачи постоянно повышают требования к инфраструктуре. Однако между выпуском спецификации и выходом реальных устройств обычно проходит минимум полтора года. Так было и с предыдущей версией: несмотря на то, что её утвердили в 2022 году, продукты с поддержкой PCIe 6.0 по-прежнему встречаются крайне редко. Например, SSD от Micron, представленный в прошлом году, пока остаётся демонстрационным образцом, а не серийной моделью.

Сейчас участники PCI-SIG — от чипмейкеров до производителей серверных платформ — получили официальный доступ к спецификациям. Основные параметры давно были известны по черновикам, но теперь компании могут начинать адаптацию своей продукции без оглядки на изменения.

Помимо роста скорости, в PCIe 7.0 появился принципиально новый элемент: впервые шина официально поддерживает работу через оптоволокно. Это стало возможным благодаря дополнению под названием Optical Aware Retimer ECN. Оно добавляет в стандарт поддержку ретаймеров — микросхем, которые восстанавливают форму сигнала и синхронизируют его, позволяя передавать данные на большие расстояния без потерь. Такие элементы очень полезны при соединении стоек в дата-центрах, где обычные медные каналы уже не справляются.

До сих пор для работы PCIe через оптические линии использовались разрозненные, несовместимые между собой решения. Новый стандарт упрощает задачу: теперь у разработчиков есть единый подход, позволяющий внедрить оптику без нарушения совместимости с экосистемой PCI Express.

Первыми такие технологии наверняка начнут использовать крупные провайдеры облачных платформ, а также компании, занимающиеся ИИ и высокопроизводительными вычислениями . Со временем, по мере удешевления компонентов, они могут появиться и в менее специализированных сферах.

Тем временем работа над восьмым поколением уже началась. Комитет PCI-SIG перешёл к стадии предварительных исследований, оценивая, возможно ли в очередной раз удвоить пропускную способность. Однако впервые за долгие годы представители организации не дают чётких обещаний. Глава PCI-SIG Эл Янс, выступая на конференции разработчиков в Санта-Кларе, признал, что на данном этапе нет уверенности, что такая цель достижима.

Физические ограничения передачи сигнала становятся всё ощутимее: на высоких частотах стабильная работа требует не только точной инженерии, но и серьёзных компромиссов — будь то в энергопотреблении, тепловыделении или стоимости компонентов. И если седьмое поколение ещё удалось вписать в прежнюю архитектуру, то следующая итерация может потребовать куда более радикальных шагов.

Если всё же удастся сохранить прежний темп развития, PCIe 8.0 будет способен передавать данные со скоростью до одного терабайта в секунду при использовании шестнадцати линий. Но на пути к этой цели могут встать не только инженерные задачи, но и экономические — масштабное внедрение потребует от производителей серьезных расходов.

Отвечая на вопрос о том, станет ли PCIe 8.0 исключительно оптическим, Янс опроверг такую возможность. Будущее видится ему гибридным: электрические и оптические каналы будут использоваться параллельно, в зависимости от потребностей конкретной системы.

Таким образом, PCIe 7.0 продолжает следовать заданному ранее курсу: увеличение скорости сочетается с добавлением новых возможностей для масштабирования. Однако впервые в истории развития стандарта неясно — останется ли прежняя формула роста работоспособной в будущем.