Selama dekade terakhir, bandwidth dan kecepatan transmisi data yang dibutuhkan untuk aplikasi komputasi telah meningkat dari tahun ke tahun.Permintaan bandwidth meningkat dua kali lipat sekitar setiap tiga tahunHal ini terutama didorong oleh tingkat pertumbuhan tahunan komposit hingga 45% untuk layanan telekomunikasi, layanan komputasi awan, dan penyedia teknologi informasi, terutama di bidang perbankan,sekuritasSelain itu, perusahaan kecerdasan buatan (AI) yang berbasis pada Large Language Models (LLM) juga terus memperluas bisnis mereka.termasuk deteksi yang dibantu AI dan kendaraan otonom, juga mendorong kebutuhan untuk bandwidth yang lebih tinggi dan kecepatan data yang lebih cepat.
Infrastruktur yang menyediakan data berkecepatan tinggi untuk aplikasi ini termasuk jaringan kabel dan nirkabel.dan perangkat keras game, koneksi antara unit pemrosesan pusat dan periferal juga harus mendukung peningkatan kecepatan transfer data yang terus meningkat.
Kekuatan PCIe
Perangkat jaringan atau komponen yang terhubung ke unit pemrosesan pusat membutuhkan cara yang disederhanakan untuk mengirimkan data dengan cepat dan akurat, yaitu teknologi interkoneksi komponen periferal (PCI).Berbagai submarket komputasi, termasuk server dan pusat data, otomotif dan industri, workstation dan perangkat genggam,mengadopsi arsitektur serial titik ke titik PCI Express (PCIe) untuk mencapai transmisi data yang cepat dan dapat diandalkan.
PCI-SIG, Singkatan dari Peripheral Component Interdisciplinary Group,sebuah aliansi yang terdiri dari sekitar 900 perusahaan anggota yang bertanggung jawab untuk mengembangkan dan mengelola standar industri terbuka untuk teknologi PCIe (Gambar 1).
Kecepatan data spesifikasi PCIe (Gb/s)
(Enkoding) Unidirectional x16
Bandwidth saluran * tahunan
1.0 2.5 (8b/10b) 32 Gb/s 2003
2.0 5.0 (8b/10b) 64 Gb/s 2007
3.0 8.0 (128b/130b) 126 Gb/s 2010
4.0 16.0 (128b/130b) 252 Gb/s 2017
5.0 32.0 (128b/130b) 504 Gb/s 2019
6.0 64.0 (PAM-4, Flit) 1024 Gb/s
(~ 1 Tb/s) 2021
*- Bandwidth setelah mengurangi overhead pengkodean
Gambar 1: Sejak tahun 2003, spesifikasi komponen koneksi PCI dari PCI-SIG telah mendukung pertumbuhan terus-menerus tingkat transmisi data (sumber gambar: PCI-SIG).
Organisasi ini merilis standar PCIe 1.0 pada tahun 2003, yang mendukung transmisi 2,5 gigabit per detik (GT / s) dan memenuhi persyaratan standar nirkabel 3G pada saat itu.Pembaruan berikutnya membuka jalan bagi peningkatan tahunan dalam throughput I/O sambil memastikan kompatibilitas ke belakangMisalnya, perangkat yang memenuhi spesifikasi PCIe 5.0 dapat mencapai kecepatan 32,0 GT / s per saluran, dan kompatibel dengan jaringan 5G yang diperlukan untuk streaming media dan edge computing.
Throughput yang lebih tinggi ini memberikan dukungan untuk latensi rendah yang diperlukan untuk AI dan pemrosesan tepi, otomatisasi industri, peralatan pengujian, dan game.Arsitektur titik ke titik teknologi PCIe juga mendukung kinerja efisiensi energi yang tinggi, yang merupakan pertimbangan utama untuk aplikasi komputasi canggih.
Mempertahankan pendinginan komponen HPC
Bahkan dengan peningkatan kecepatan data dan efisiensi energi yang disediakan oleh teknologi PCIe terbaru, aplikasi komputasi berkinerja tinggi (HPC) seperti deteksi penipuan keuangan real-time,Sistem pemodelan bahasa besar AI, dan dinamika fluida komputasi (CFD) masih membutuhkan beberapa prosesor paralel.terutama ketika ada persaingan untuk ruang antara kabel data dan saluran aliran udara yang menghubungkan komponen dan prosesor.
Dalam hal ini, desainer perangkat komputasi berkinerja tinggi akan beralih menggunakan komponen kabel ekstensi PCIe datar yang dapat dilipat, seperti seri 8KDx 3M (Gambar 2).
Gambar Komponen Kabel Ekstensi 3M 8KDx Seri PCIe 5.0
Gambar 2: 3M seri 8KDx PCIe 5.0 sambungan kabel perakitan adalah perakitan kabel fleksibel datar yang dapat melipat sendiri (sumber gambar: 3M).
Seri 8KDx dirancang sesuai dengan standar PCIe 5.0 dan kompatibel ke belakang dengan sistem yang dirancang sesuai dengan standar PCIe awal.dengan delapan dan enam belas kabel masing-masing. Berikan pilihan untuk instalasi jumper dan terminal permukaan (SMT).
30 AWG kawat berlapis perak tepat diletakkan dalam tumpukan berkelanjutan dari lapisan pelindung, dengan ketebalan keseluruhan 0,74 mm.Pasangan konduktor kabel tradisional dibungkus secara longitudinal dalam lapisan pelindung spiral, sedangkan kabel ekstensi seri 8KDx lebih tipis dan lebih lembut dibandingkan dengan itu.Desain yang lebih fleksibel memungkinkan beberapa kabel ekstensi PCIe untuk dibundel dan dilipat bersama-sama tanpa menghalangi aliran udara kritis (Gambar 3).
Gambar 30 AWG kawat dengan continuous stacking dan penempatan yang tepat
Gambar 3: Pemasangan terus menerus dan penempatan yang tepat dari 30 kabel AWG memungkinkan seri 8KDx untuk menghubungkan komponen tanpa menghalangi aliran udara.
Peralatan pengujian kecepatan tinggi sinkron
Aplikasi komputasi berkinerja tinggi bergantung pada pemrosesan paralel untuk menangani set data besar, sementara peralatan pengujian kecepatan tinggi harus terhubung ke perangkat perifer lainnya seperti prosesor,Generator sinyalSistem ini membutuhkan sinyal sinkron dan latensi rendah untuk memastikan validitas data pengujian.
PCIe 3.0、 Standar 4.0 dan 5.0 mendukung sinkronisasi sinyal dengan satu jam atau beberapa jam.Bergantung pada 128 b/130 b pengkodeanDalam protokol pengkodean ini, paket data berisi 128 bit informasi, dibatasi oleh 2 bit yang menandai awal dan akhir paket.Bit awal dan akhir digunakan untuk sinkronisasi jam dan deteksi kesalahan, sehingga menggunakan sisa bit dalam paket data untuk transmisi data.
Kabel ekstensi PCIe seri 8KDx menggunakan kabel dengan impedansi 87 ± 5 Ω untuk lebih memastikan kecepatan dan integritas data.Ketika terhubung ke impedansi garis dasar 85 Ω dari sistem yang dibangun sesuai dengan PCIe 3.0, 4.0, dan standar 5.0, konduktor ini dapat meminimalkan ketidakcocokan impedansi dan refleksi sinyal sejauh mungkin.
Selain itu, insinyur pengujian dapat dengan percaya diri memanfaatkan fleksibilitas dan desain hemat ruang dari komponen seri 8KDx.integritas sinyal tidak berkurang ketika kabel melipat sendiri (Gambar 4).