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Évolution des débits de données PCIe

Les innovations de PCIE slot card edge connector PCIE 4.0, PCIE 5.0, PCIE 6.0, PCIE7.0 PCIExpress comprennent la modulation d’amplitude d’impulsion à quatre niveaux (PAM4), la correction d’erreur ascendante (FEC) légère, le contrôle de redondance cyclique (CRC) et les unités de contrôle de flux (Flits). La technologie PCIe 7.0 est conçue pour être une solution d’interconnexion évolutive pour les marchés à forte intensité de données tels que l’IA/ML, les centres de données, le HPC, l’automobile, l’IoT et le militaire/aérospatial.

Compte tenu des développements actuels et futurs, l’itération rapide de grands modèles de langage repose sur le support robuste de clusters de GPU massifs. Cette échelle a atteint le niveau de milliers de clusters de GPU, devenant un standard dans l’IA. Les interconnexions entre ces clusters sont généralement basées sur l’interface PCIe native des GPU. Il est pratiquement impossible d’atteindre des vitesses de transfert de données de l’ordre de PCIE slot card edge connector PCIE 4.0, PCIE 5.0, PCIE 6.0, PCIE7.0 PCIExpress et au-delà sur des dizaines de mètres en utilisant des câbles en cuivre standard. Les interfaces électriques PCIe traditionnelles sont limitées par les caractéristiques électriques des câbles et des cartes, la bande passante et la distance étant restreintes. La distance de transmission est généralement d’environ un mètre, ce qui fait de l’utilisation de retimers ou de la transmission optique la seule solution pratique.

En fait, lorsque les normes PCIe 5.0 et 6.0 ont été introduites, les câbles en cuivre étaient déjà en difficulté. C’est pourquoi PCI-SIG (l’organisation qui définit les normes PCIe) a annoncé les nouvelles spécifications des câbles internes et externes CopprLink le 1er mai 2024. Les câbles CopprLink partagent le même facteur de forme et peuvent assurer la transmission de signaux à 32,0 et 64,0 GT/s, en s’appuyant sur des facteurs de forme de connecteurs standard bien établis dans l’industrie et gérés par la SNIA. Cependant, la distance de transmission de CopprLink reste limitée – jusqu’à 1 mètre dans un système unique et un maximum de 2 mètres pour les connexions de rack à rack.

En outre, étant donné que l’utilisation de retimers est complexe, coûteuse, gourmande en énergie et limitée par le fait que chaque lien ne peut utiliser que deux retimers, les interconnexions optiques deviendront une partie cruciale de l’évolution continue de l’architecture PCIe.

C’est ce qui ressort des récentes actions du PCIE slot card edge connector PCIE 4.0, PCIE 5.0, PCIE 6.0, PCIE7.0 PCIExpress. En août 2023, PCI-SIG a formé un groupe de travail optique pour explorer les connexions optiques, prévoyant d’adopter plusieurs technologies optiques pour prendre en charge PCIe, y compris des émetteurs-récepteurs optiques enfichables, des optiques embarquées, des optiques co-packagées et des E/S optiques. L’objectif est de normaliser le fonctionnement et le comportement de PCIe sur fibre. La communication par fibre optique offre la possibilité de parcourir de plus longues distances et d’obtenir des débits de données plus élevés tout en réduisant considérablement la consommation d’énergie par rapport à la transmission par fil de cuivre, de plus en plus gourmande en énergie.

Le travail de câblage de PCIE slot card edge connector PCIE 4.0, PCIE 5.0, PCIE 6.0, PCIE7.0 PCIExpress est divisé en trois groupes de travail distincts : le groupe de travail électrique (EWG), le groupe de travail sur le câblage (CWG) et le groupe de travail optique (OWG) (Source de l’image : PCIE slot card edge connector PCIE 4.0, PCIE 5.0, PCIE 6.0, PCIE7.0 PCIExpress).

En résumé, PCIE slot card edge connector PCIE 4.0, PCIE 5.0, PCIE 6.0, PCIE7.0 PCIExpress adopte une double stratégie : d’une part, le développement de câbles CopprLink pour l’architecture PCIe 7.0 à 128,0 GT/s ; d’autre part, la promotion active des interconnexions optiques PCIe. Les interconnexions optiques PCIe sont essentielles pour la mise à l’échelle des clusters de GPU basés sur PCIE slot card edge connector PCIE 4.0, PCIE 5.0, PCIE 6.0, PCIE7.0 PCIExpress sur plusieurs racks et rangées, l’amélioration des performances des modèles d’IA et l’amélioration de l’utilisation des GPU. PCI-SIG espère que les câbles CopprLink et les interconnexions optiques pourront se compléter.

Traduit avec DeepL.com (version gratuite)

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