Консорциум PCI-SIG официально выпустил финальную версию спецификации PCI Express 7.0, которая позволит удвоить скорость передачи данных до 128 гигатранзакций в секунду (ГТ/с) на одну линию. Одновременно с новой версией PCI Express, PCI-SIG представила первое в отрасли стандартизированное оптическое решение PCIe, открывающее новые горизонты для применения технологии в центрах обработки данных и системах искусственного интеллекта.
Новый стандарт, представленный на конференции PCI-SIG Developers Conference 2025, обеспечивает пропускную способность до 512 ГБ/с в полнодуплексном режиме для конфигурации x16. Такой скачок производительности стал возможен благодаря сохранению ключевых технологий, зарекомендовавших себя в PCIe 6.0, включая амплитудно-импульсную модуляцию с четырьмя уровнями (PAM4) и кодирование на основе блоков фиксированного размера (FLIT), которое обеспечивает упреждающую коррекцию ошибок (FEC).
Сохранение этих технологий, по мнению экспертов, должно упростить и ускорить внедрение нового стандарта производителями оборудования. При этом PCI-SIG подчеркивает, что одной из главных целей при разработке была повышенная энергоэффективность и полная обратная совместимость со всеми предыдущими поколениями PCIe.
Удвоение пропускной способности каждые три года — это уже традиция для PCI-SIG, и выпуск PCIe 7.0 строго следует этому графику. Потребность в таких скоростях продиктована, в первую очередь, взрывным ростом технологий искусственного интеллекта и машинного обучения (AI/ML), которые требуют обработки колоссальных массивов данных с минимальными задержками.
«Поскольку приложения искусственного интеллекта продолжают быстро масштабироваться, следующее поколение технологии PCIe удовлетворяет потребности в пропускной способности рынков с интенсивным использованием данных, включая гипермасштабируемые центры обработки данных, высокопроизводительные вычисления (HPC), автомобильную и военно-космическую отрасли», — заявил Эл Янес, президент и председатель PCI-SIG.
Помимо ИИ, новый стандарт нацелен на поддержку сетей 800G Ethernet, облачных и квантовых вычислений. Ожидаемое появление коммерческих продуктов: не ранее 2028 года.
Параллельно с утверждением стандарта, компания Cadence продемонстрировала первое в отрасли рабочее решение для оптического соединения PCIe 7.0. На мероприятии PCI-SIG DevCon 2024 компания показала передачу данных на скорости 128 ГТ/с через неретимированное (non-retimed) линейное оптическое соединение. Эта демонстрация, по сути, является доказательством жизнеспособности концепции, так как сам стандарт PCIe 7.0 был финализирован позже.
Переход на оптические соединения является логичным шагом в развитии интерфейса. С ростом скоростей передачи данных, традиционные медные соединения сталкиваются с физическими ограничениями, такими как сокращение допустимой длины кабелей для сохранения целостности сигнала. Оптика же позволяет передавать данные на большие расстояния с меньшими задержками и невосприимчива к электромагнитным помехам.
В ответ на эту потребность PCI-SIG еще в августе 2023 года сформировала рабочую группу по оптическим технологиям. Вместе с выпуском PCIe 7.0 консорциум анонсировал и новую редакцию спецификаций для оптического соединения "Optical Aware Retimer", которая стандартизирует использование технологии PCIe по оптоволокну для версий 6.4 и 7.0. Это позволит создавать более компактные и эффективные соединения, выводя PCIe за пределы одного сервера, в масштабы стойки или даже нескольких стоек.
«Решения PCIe over Optics обычно включают в себя... передовые электрооптические приемопередатчики для преобразования электрических сигналов... в оптические сигналы», — поясняют эксперты из FiberMall.
Хотя финальная спецификация PCIe 7.0 уже доступна для членов консорциума, появления первых коммерческих продуктов на его основе придется подождать. Программа предварительного тестирования на соответствие запланирована на 2027 год, а массовое внедрение в серверы, видеокарты, SSD и другие устройства ожидается не раньше 2028 года. Стоит отметить, что и стандарт предыдущего поколения, PCIe 6.0, представленный еще в январе 2022 года, только начинает свой путь на рынок.
Несмотря на это, разработчики IP-блоков и чипов уже активно работают над решениями нового поколения. Например, компания Synopsys анонсировала первое в отрасли комплексное IP-решение для PCIe 7.0 ещё в прошлом 2024 году — до окончательно утверждения стандарта.
Эксперты отмечают, что PCI-SIG не стремится угнаться за проприетарными интерфейсами вроде NVLink от NVIDIA по максимальной скорости, а фокусируется на предоставлении оптимального соотношения производительности и цены. При этом разработчики уже смотрят в будущее: PCI-SIG подтвердила, что уже ведутся предварительные исследования для стандарта PCIe 8.0.
Выпуск спецификации PCIe 7.0 и первые шаги в сторону стандартизации оптических соединений являются важнейшей вехой для всей IT-индустрии. Удвоенная пропускная способность станет фундаментом для следующего поколения серверов, систем искусственного интеллекта и суперкомпьютеров, позволяя им справляться с постоянно растущими объемами данных. Переход на оптику обещает решить проблемы масштабирования, с которыми сталкиваются медные соединения, и открывает дорогу для создания более гибких и мощных вычислительных архитектур. Хотя конечным пользователям придется подождать несколько лет, чтобы ощутить преимущества нового стандарта, для инженеров и разработчиков гонка за будущее уже началась.
