電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）2022年1月，PCI-SIG發(fā)布了PCIe 6.0規(guī)范，正式拉開(kāi)了接口帶寬大幅升級(jí)的序幕。然而，在規(guī)范公布的兩年時(shí)間里，也已經(jīng)更新了6.0.1和6.1版本，PCIe 6.0似乎在設(shè)計(jì)層面上已經(jīng)完善了。但我們這期間并沒(méi)有看到PCIe 6.0產(chǎn)品的實(shí)際落地，甚至PCIe 5.0產(chǎn)品只是在消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品小批量落地而已。而在今年三月，根據(jù)PCI-SGI的預(yù)測(cè)，PCIe 6.0的硬件終于快要面世。

AI/ML、HPC和云端圖形負(fù)載渴求的翻倍帶寬

作為從服務(wù)器與PC起家的接口，PCIe近幾年已經(jīng)開(kāi)始輻射到以數(shù)據(jù)為核心的應(yīng)用中去，比如IoT、汽車和醫(yī)療電子等。從PCIe 3.0開(kāi)始，每一代接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范都會(huì)為速率帶來(lái)翻倍的提升，PCIe 6.0更是將速率提升至64GT/s，x16單向帶寬拔高至256GB/s。

這樣的速率或許在IoT應(yīng)用中顯得有些多余，但在時(shí)下大熱的AI/ML應(yīng)用中，可以說(shuō)是大幅提高計(jì)算效率的殺手锏。要知道目前爆火的生成式AI應(yīng)用ChatGPT等，可謂受盡了大量同時(shí)訪問(wèn)與需求的困擾，即便H100的帶寬再高，在PCIe 5.0下依然計(jì)算效率受限，得靠NVLink才能突破限制。

目前的數(shù)據(jù)中心，尤其是其中的AI服務(wù)器，已經(jīng)成了帶寬無(wú)底洞。何況對(duì)于處理AI/ML訓(xùn)練模型來(lái)說(shuō)，以快制勝可以說(shuō)是一條市場(chǎng)鐵則。更快的帶寬意味著生成式AI的并發(fā)響應(yīng)更快，給到更短的文本、圖形生成時(shí)間，從而進(jìn)一步提升用戶體驗(yàn)。而對(duì)于大部分托管/租用服務(wù)器的應(yīng)用開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，這也意味著運(yùn)營(yíng)成本大幅降低。

HPC也不例外，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的HPC服務(wù)器中，帶寬就意味著計(jì)算效率，尤其是量子力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)所用到的軟件，所需內(nèi)存帶寬更高。如果沒(méi)有足夠的帶寬，就只能分節(jié)點(diǎn)來(lái)減小不同進(jìn)程之間的帶寬競(jìng)爭(zhēng)。最后一大痛點(diǎn)是云游戲帶來(lái)的，對(duì)于這種需要多并發(fā)高圖形負(fù)載的運(yùn)用而言，帶寬就決定了云游戲的并發(fā)數(shù)以及圖形質(zhì)量。

AI/ML會(huì)加速PCIe 6.0的落地嗎

從PCIe的發(fā)展歷史來(lái)看，平均3到4年就會(huì)正式推出新的規(guī)范，只有從3.0到4.0經(jīng)歷了7年的漫長(zhǎng)的時(shí)間，這也是因?yàn)楸藭r(shí)的PCIe 3.0已經(jīng)算是超前的標(biāo)準(zhǔn)，直到2015年后，全球數(shù)據(jù)流量進(jìn)入爆發(fā)期。此后從4.0演進(jìn)至5.0花了2年時(shí)間，從5.0演進(jìn)至6.0花了三年時(shí)間。據(jù)推測(cè)，PCIe 7.0規(guī)范將在2025年正式推出。

然而我們也發(fā)現(xiàn)，基于新標(biāo)準(zhǔn)的PCIe產(chǎn)品在落地速度上并沒(méi)有那么快。往往最先落地的是AI加速器、SSD等設(shè)備，畢竟本地處理速度再快也要網(wǎng)絡(luò)速度跟上才行。就拿還未實(shí)現(xiàn)的800G以太網(wǎng)為例，其所需要的單向帶寬也就是100GB/s，正好在PCIe 6.0的帶寬覆蓋范圍內(nèi)。

所以即便有著AI/ML的推進(jìn)，今年應(yīng)該只會(huì)有少數(shù)PCIe 6.0產(chǎn)品能夠落地，且落地場(chǎng)景還是集中在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，且先一步用于AI服務(wù)器上，這點(diǎn)從PCIe 6.0控制器IP、服務(wù)器CPU IP廠商的動(dòng)向上也可以看出。

寫在最后

PCIe 6.0作為目前最先進(jìn)的接口標(biāo)準(zhǔn)之一，注定會(huì)為下一輪計(jì)算、存儲(chǔ)技術(shù)的創(chuàng)新帶來(lái)設(shè)計(jì)便利。但我們也應(yīng)該實(shí)時(shí)關(guān)注市場(chǎng)需求，過(guò)去的PCIe能夠維持主流接口的地位，正是靠的聯(lián)合硬件廠商穩(wěn)步推進(jìn)市場(chǎng)需求，這個(gè)策略在AI時(shí)代依舊通用。