Стандарт PCIe 6.0, официально выпущенный PCI-SIG в январе 2022 года, уже достиг критического уровня коммерческого внедрения. Эта технология позволяет удвоить скорость передачи данных на каждую дорожку до 64 ГТ/с. При конфигурации с x16 дорожками она обеспечивает двунаправленную пропускную способность 256 ГБ/с. Это на 100% больше, чем у PCIe 5.0. Среди ключевых инноваций - технология передачи сигнала PAM4, которая позволяет передавать больше данных за цикл сигнала. Дополнительными усовершенствованиями являются облегченная прямая коррекция ошибок и блок протокола FLIT. Вместе они снижают уровень битовых ошибок на высоких скоростях. Динамическое управление питанием также оптимизирует эффективность, автоматически переводя незадействованные каналы в состояние низкого энергопотребления. Это значительно снижает затраты на электроэнергию для центров обработки данных.
Реальные тесты производительности подтверждают эти достижения. В начале 2025 года компания "Микрон" и Astera Labs достигли скорости последовательного чтения 27,14 ГБ/с в ходе тестирования совместимости. Это стало новым рекордом производительности систем хранения данных. Что касается контроллеров, то чип корпоративного класса SM8466 компании Silicon Motion выполнен по 4-нм техпроцессу TSMC. Он поддерживает скорость последовательного чтения/записи 28 ГБ/с и 7 миллионов случайных операций ввода-вывода в секунду. При максимальной емкости 512 ТБ он обеспечивает основу для обучения ИИ и масштабных рабочих нагрузок по анализу данных.
Корпоративный рынок лидирует по коммерческому внедрению
Спрос на вычислительные мощности ИИ ускоряет внедрение PCIe 6.0 в корпоративном секторе. Samsung планирует выпустить твердотельный накопитель PM1763 с жидкостным охлаждением для предприятий в начале 2026 года. Он работает при мощности 25 Вт и обеспечивает втрое большую производительность по сравнению с предыдущими поколениями. Образцы корпоративных SSD 9650 от Micron уже находятся у заказчиков. Благодаря форм-фактору E3.S и жидкостному охлаждению он предназначен для высококонкурентных рабочих нагрузок ИИ. SK Hynix также подтвердила, что присоединится к цепочке поставок в 2026 году.
Одновременно развиваются системы хранения данных сверхвысокой емкости. Объем таких продуктов, как серия LC9 от Kioxia и 6600 ION от Micron, уже превышает 245 ТБ при использовании технологии QLC. Это позволяет создавать массивные озера данных с искусственным интеллектом. Важнейшим прорывом стали тепловые решения. Первый в отрасли eSSD с жидкостным охлаждением от Solidigm получил награды за инновации на саммите 2025 Flash Memory Summit. Он устраняет тепловые узкие места в системах хранения данных высокой плотности.
Потребительский рынок сталкивается с многочисленными барьерами
Потребительский рынок требует больше времени для ожидания. Генеральный директор Silicon Motion Уоллес Коу (Wallace Kou) заявил на выставке COMPUTEX 2025, что потребительские твердотельные накопители PCIe 6.0, скорее всего, появятся не раньше 2030 года. Существуют три основных препятствия. Деградация сигнала на более высоких скоростях: тестирование Astera Labs показало, что сигналы PCIe 6.0 проходят всего 3,4 дюйма по меди против 11 дюймов у PCIe 4.0. Стоимость микросхем ретаймера составляет около $20 за единицу, что превышает доступность для потребителей. AMD и Intel не уделяют приоритетного внимания поддержке потребительских платформ, а производителям ПК не хватает мотивации для их внедрения.
Нынешняя технология PCIe 5.0 уже удовлетворяет потребности в играх и создании контента при меньших затратах. По прогнозам Silicon Motion, корпоративные контроллеры PCIe 6.0 будут стоить на 25%-30% больше, чем предыдущие поколения, что еще больше замедлит их внедрение потребителями.
Сотрудничество с промышленностью способствует развитию экосистемы
Технологии тестирования и межсоединений быстро развиваются. Компания YITe Technology выпустила специализированные средства тестирования для проверки OCP NIC 3.0, массовое производство которых начнется во II квартале 2025 года. Появляются дополнительные решения по объединению памяти CXL. Системы от Samsung и SK Hynix позволяют пяти серверам совместно использовать 5 ТБ памяти через соединения PCIe 6.0, создавая гетерогенные вычислительные архитектуры.
Технологии оптической передачи данных также развиваются. Прототип оптического SSD от Kioxia и Kyocera поддерживает 40-метровые расстояния передачи данных, ориентируясь на будущие стандарты PCIe 8.0. Samsung разрабатывает оптические межсоединения, чтобы преодолеть существующее ограничение в 1 метр по медному кабелю и обеспечить сверхскоростное соединение следующего поколения.
Постоянное развитие технологической дорожной карты
Консорциум PCI-SIG опубликовал спецификацию PCIe 7.0 с теоретической пропускной способностью 512 ГБ/с. Отраслевой консенсус указывает на медленное коммерческое внедрение, которое может занять более десяти лет для выхода на потребительский рынок. Такие компании, как Broadcom, повышают конкурентоспособность PCIe 6.0 за счет объединения каналов. Объединение 64 дорожек позволяет достичь пропускной способности в 1 ТБ/с, приближающейся к фирменной технологии NVLink от Nvidia.
Создание основы для вычислений с использованием искусственного интеллекта
Фундаментальные преобразования PCIe 6.0 выходят за рамки возможностей подключения и обеспечивают концентрацию вычислительной мощности. Корпоративные приложения сочетают жидкостное охлаждение, объединение памяти CXL и сверхемкую флэш-память, чтобы переосмыслить архитектуру центров обработки данных. Для широкого распространения на потребительском рынке необходимо преодолеть барьеры, связанные со стоимостью, энергоэффективностью и экосистемой. По мере развития революционных технологий оптической передачи данных стандарты PCIe будут и дальше определять будущее вычислительной инфраструктуры.
