北京2024年7月16日 /好意思通社/ -- 近日，海潮信息前瞻性布局的PCIe光互连时候决议顺利通过原型样机考据。该决议竣事了混杂速度线性光传输，不休了PCIe公约与光传输时候之间的兼容性问题。测试后果自大，该决议有用地将PCIe Gen5信号传输距离拓展至30米，比拟传统铜互连传输距离栽种了20倍，同期幸免了高速电信号长距离传输中的信号衰减问题，竣事了更高性能、更低延长、更牢固的数据传输，可舒服大范畴数据中心，机柜内和机柜间长距离高速总线信号互连的需求。
大模子期间对PCIe时候杰出的需求
PCIe总线公约（Peripheral Component Interconnect Express）动作运筹帷幄机和办事器中使用最普通的高速数据传输时候，其传输性能的栽种关于舒服这些需求至关遑急。传斡旋语气决议主要依赖于铜缆进行电信号传输，用于单机里面运筹帷幄芯片和拓荒之间互连。无人不晓，铜缆在信号完好性、延长、传输距离和功耗等方面存在日益凸起的局限，无法舒服PCIe高性能互联络统的需求。
1 三区分析（三区划分：一区01-12段12码，二区13-24段12码，三区25-35段11码）
同期，跟着AIGC的发展，千亿参数成为大模子智能自大的临界点，参数范畴越大，意味着运筹帷幄复杂度越高，因此所需要的算力范畴也变得越来越大，万卡成为算力系统诡计的着手，单机里面的PCIe一语气依然不可舒服需求，机柜内互连和跨机柜的互连成为新的发展标的，以竣事更高效的数据交换和资源分享。光互连时候在这里开动发达作用，欺诈光纤来替代铜缆，进一步栽种带宽和传输距离。为不休这些问题，包括PCI-SIG（PCI Special Interest Group）和海潮信息等在内的繁密组织或公司，正在积极接洽和推动PCIe光互连时候，该时候将颠覆数据中心的互连形势，为Data Center as a Computer的竣事奠定基础。
PCIe时候演进中的光互连挑战
经过20多年的发展，PCIe时候依然成为运筹帷幄系统中数据通讯的中枢时候，自降生以来，PCIe公约资格了从1.0到6.0版块的迭代，PCIe数据传输速度也从1.0的2.5GT/s，栽种为6.0的64GT/s。这一杰出的同期也带来了新的挑战。
PCIe时候快速发展与电互连局限的矛盾日益凸起。传统的PCIe电互连传输形势天然熟练，但在面对日益增长的数据传输需求时，其传输带宽和传输距离方面的抑止渐渐突显，已无法舒服高性能PCIe互连对应的业务场景。海潮信息开动探索使用光互连时候替代传统的电互连决议，光互连时候不错竣事更远的距离、更高的带宽和更低的延长，这为PCIe架构带来了冲破的可能，有望成为办事器系统往日高速数据传输的遑急发展标的。
在接洽流程中，海潮信息的工程师们发现尽管光互连时候有彰着的上风，但PCIe公约与光传输时候之间的兼容性问题却成为了新的挑战。PCIe公约制定之初并未琢磨遴选光互连来传输，导致现存光传输时候与PCIe公约之间存在很多不兼容的地点，如图1。
图1
最初，PCIe链路的诞生包括接纳端检测、电气安静气象和协商链路速度等流程，旧例的光模块诡计时时针对的是浅易的光信号传输，企业软件定制开发企业不具备处理这些复杂的公约流程的才智。
其次，PCIe链路的牢固诞生需要辅助信号的扶植，如PERST#、PRSNT# 等，而光模块里面时时莫得预遗留输辅助信号的通说念。这些不兼容的地点袭击了PCIe公约与光传输的团结。
无人不晓，跟着PCIe速度的加多，传统铜缆在长距离传输濒临着越来越大的挑战。举例，PCIe 1.0时，铜缆传输距离可达10米，而PCIe 4.0时，这一距离裁减至3、4米；当速度进一步提高到64 GT/s和128 GT/s，也即PCIe 6.0和往日的PCIe 7.0，铜缆传输距离将进一步裁减至几十厘米，无法舒服数据中心的长距离传输需求，PCIe光互连变得不可或缺。
海潮信息PCIe光互连决议：冲破距离抑止，竣事高着力数据中心互连
海潮信息针对PCIe电互连在传输带宽和距离上的局限性，更始研发了PCIe光互连决议，得胜将PCIe信号从1.4米传输距离拓展至30米，舒服数据中心对长距离高性能互连汇注的需求。
针对光传输中与PCIe公约的不兼容问题，海潮信息的工程师们真切接洽了PCIe公约以及光电调遣组件的职责旨趣，提议了混杂速度线性光传输决议，如图2。
小程序开发图2
该决议包含三大要害时候特征：
将辅助信号汇并吞编译为600Mbps的低压差分信号，与宽速度范围的高速数据信号沿途，通过光纤链路竣事同步传输。 欺诈线性直驱时候构建了高速信号的光传输链路，这不仅优化了光电调遣流程，还扩大了光电器件的传输带宽，同期减少了光链路的能耗和传输延长。 通过硬件升级来扩张和升级链路，确保概况顺应往日PCIe Gen6和Gen7拓荒的组网互连需求。基于上述决议，海潮信息的工程师们开发了PCIe光互连的原型，并进行了传输考据。测试后果自大，该原型不仅竣事了30米光纤链路PCIe Gen5信号传输，还竣事了PCIe辅助信号的光传输，图3为30米光互连链路眼图测试后果。动作对比，雷同的系统架构，铜缆决议最远传输距离约1.4米，因此光互连决议得胜竣事将PCIe Gen5信号传输距离栽种20倍。况兼在性能测试尺度，PCIe光互连链路通过2小时的NVMe-based FIO读写测试和24小时GPU带宽测试，远距离传输性能与NVMe盘和GPU直连CPU的测试数据基本一致，讲明了该决议的有用性和可靠性。
而且在针对不同距离条目下信号传输质地的测试中，30米长度的光纤链路眼高和眼宽后果与1米长度的光纤链路基本一致。这标明信号的传输质地险些不随光链路长度加多而衰减，这种上风是电互连传输时候所不具备的。
备注：眼高和眼宽是用于评估高速信号质地的两个遑急参数，据此可直不雅地不雅察高速信号在传输流程中受到的噪声和抖动影响，从而评估信号的举座传输质地。
图3
PCIe公约仍在陆续迭代，数据传输速度和功能陆续栽种，在办事器系统高速互连中的作用愈发要害。光互连传输时候通过提供更远的传输距离、更低的延长和更低的功耗，克服了传统电互连的局限性。料到往日，PCIe光互连时候将在智算中心、大范畴数据中心等领域发达更大作用软件开发资讯，为当代运筹帷幄和数据通讯领域带来更多更始和冲破。
