借助 PCIe 發展，引領資料中心的未來

來源：Molex 莫仕連接器

隨著人工智慧（AI）、機器學習（ML）和雲計算的發展，資料中心不得不面對爆炸式增長的資料，壓力不斷增長。這些工作負載需要更快、更高效的基礎設施，以前所未有的速度處理和存儲資料。

要實現這一轉型，核心在於 PCIe（週邊元件高速互連），這是高速資料傳輸的關鍵推動因素。隨著時間推移，PCIe 不斷發展，已可滿足現代資料中心不斷增長的性能需求，成為其架構中不可或缺的一部分。但 PCIe 的未來是什麼，它將如何繼續塑造資料中心格局？

借助 PCIe 提高資料傳輸率和頻寬效率

每一代 PCIe 都致力於提高資料傳輸速率，以支援資料密集型工作負載。例如，PCIe 6.0 提供 64GTps 的資料傳輸率，比 PCIe 5.0 的 32GTps 翻了一倍，更是顯著超過 PCIe 2.0 的 5GTps。這些改進與 AI/ML、雲計算和大資料分析的發展保持同步，其中高頻寬和低延遲至關重要。

PCIe 6.0 的一個突出特性是使用 PAM4（四電平脈衝幅度調製）。

傳統的 NRZ（不歸零）編碼每個時鐘週期傳輸一比特邏輯資訊，而 PAM4 使用四個不同的電壓電平，每個週期可以傳輸兩比特邏輯資訊。這樣一來，PCIe 6.0 能夠在不增加頻寬消耗的情況下將資料傳輸率提高一倍，這一點至關重要，因為現代工作負載需要效率，但又不能壓垮現有的基礎設施。

PAM4 調製：為未來的 PCIe 世代鋪平道路

隨著資料需求的增加，PAM4 調製已成為一項基礎技術，不僅體現在 PCIe 6.0 中，還體現在未來更迭中。它能夠在不擴大頻寬的情況下顯著提高資料傳輸率，因此是頻寬效率至關重要的環境的理想選擇。

高性能計算（HPC）和 AI/ML 等應用程式需要處理大量資料集，對減少延遲的要求極高。PAM4 通過使輸送量翻倍來實現這一目標，因此非常適合頻寬佔用大的工作負載。然而，這項技術也帶來了挑戰。PAM4 的多個電壓水準對雜訊更加敏感，因此在高速下保持資料準確性更加困難。

為解決這個問題，需要前向糾錯（FEC）和通道均衡等技術來確保資料完整性。展望未來，隨著 PCIe 7.0 等 PCIe 標準的發展，PAM4 將繼續在實現更快的資料傳輸方面發揮關鍵作用。

利用高級解決方案解決信號完整性問題

隨著 PCIe 資料傳輸率的攀升，信號完整性越發成為一項巨大的挑戰。高頻傳輸會帶來插入損耗、回波損耗和符號間干擾（ISI）等問題，這些問題會降低信號品質，導致資料錯誤和性能下降，特別是在 PCIe 6.0 及更高版本的高速下。

PAM4 在提高資料傳輸率的同時，也降低了信噪比（SNR），使得系統對雜訊和信號失真更加敏感。為確保可靠的資料傳輸，資料中心依靠信號中繼器和重計時器來輔助傳輸。信號中繼器放大和重塑信號以抵消衰減，而重計時器則清除抖動並重新生成信號，從而提高高速信號完整性。

除了信號調節，電纜解決方案對於維持信號品質也至關重要。有源電纜具有內置放大器和等化器，有助於保持大型資料中心長距離的信號完整性。對於較短的距離，無源電纜提供了一種具有成本效益的替代方案，因為信號衰減不是什麼大問題。這些解決方案協同作用，支持高速資料傳輸的同時也不影響性能。

分離架構和 AI/ML 的崛起

資料中心正朝著分離架構發展，其中計算、存儲和網路資源被分成模組化元件。這種方法可提供更大的靈活性和可擴展性，使資料中心能夠根據工作負載需求動態地分配資源。它還避免了傳統整體式基礎設施中出現的效率低下問題，即經常過度配置資源。

PCIe 是分離架構中的關鍵元件，可提供連接計算、存儲和網路元件所需的高速、低延遲連接。它具有可擴展性和靈活性，因此是高效連接分散式資源的理想解決方案。

這對於資源密集型AI和ML工作負載尤其重要，因為它們是資源密集型的，需要以最小的延遲實現大量的資料輸送量。PCIe 可在提供高頻寬的同時保持低延遲，確保資料中心能夠應對日益增長的 AI/ML 需求，同時支援未來的技術擴展。PCIe 可實現跨分離式系統的無縫資料傳輸，幫助資料中心管理日益複雜的工作負載。

展望未來：PCIe 6.0 及更高版本

雖然 PCIe 6.0 的 64 GT/s 資料傳輸率已令人矚目，但看起來未來能實現更快的速率。PCIe 7.0 等下一代標準有望進一步推動資料傳輸速率，以滿足 AI、ML 和雲計算日益增長的資料需求。

PAM4 調製仍將是這些進步的核心，可在不增加頻寬需求的情況下實現更高的資料輸送量。由 PCI-SIG 主導的全行業標準化將確保新的 PCIe 技術在各個系統之間順利集成。這些標準化工作對於保持相容性和可擴展性至關重要，使資料中心能夠在不發生重大中斷的情況下採用 PCIe 技術。

Molex 莫仕實現 PCIe 更迭

在 PCIe 不斷更迭的背景下，高速互連對於支持現代資料中心至關重要。這些互連提供可擴展性和相應性能，可應對不斷增長的工作負載，推動高效的資料處理和大輸送量。

在資料中心不斷突破性能界限的過程中，Molex 莫仕始終積極採用現代 PCIe 標準（5.0 到 7.0），成為高速互連領域的領軍企業。Molex 莫仕提供廣泛的解決方案，可滿足資料中心不斷發展的需求，確保無縫、高速的資料傳輸和卓越的可靠性。

NextStream 電纜組件：NextStream 支援 PCIe 6.0 及更高版本，可為計算、AI 伺服器、存儲和網路連接元件提供高速、低延遲的連接。這些元件採用先進的信號完整性技術，旨在最大限度地減少延遲，改善分離式資料中心的性能。此外，NextStream 電纜還支援有源電纜選項（包括內部信號中繼器），可滿足需要更薄電纜（32 AWG/34 AWG）或需要儘量減少信號衰減的系統的嚴苛插入損耗要求。

擴展閱讀 👉 NearStack PCIe 連接器系統：這款低型連接器系統針對 PCIe 6.0 進行了優化，可提供直接連接以增強信號完整性並減少延遲，支持高達 64Gbps 的資料傳輸率。其設計改善了熱管理，因此是高性能計算和 AI 應用的理想選擇。

PCIe 7.0 準備就緒：Molex 莫仕已經為下一代 PCIe 7.0 標準做好了準備，開發了相應的解決方案，可通過 PAM4 調製等技術提供更高的資料傳輸率，同時保持頻寬效率。

借助 Molex 莫仕全面的 PCIe 解決方案組合，資料中心架構師可以確保其基礎設施能夠適應未來的工作負載需求，包括 AI、ML、雲計算和大資料分析。Molex 積累了數十年的工程專業知識並提供多種創新產品，是 PCIe 更迭歷程中值得信賴的合作夥伴。

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