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PCIe 4.0 auf der Zielgeraden

Das Standardisierungsgremium PCI-SIG hat Version 0.9 des Standards für PCI Express 4.0 vorgelegt und Detail zu PCI Express 5.0 genannt.

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PCI Express 4.0 auf der Zielgeraden

100-GBit-Netzwerkkarte von Mellanox mit PCIe-4.0-Unterstützung

(Bild: c't / Florian Müssig)

Das Festklopfen der nächsten Generation von PCI Express ist in der finalen Phase angelangt: Das Standardisierungsgremim PCI-SIG (Peripheral Component Interconnect Special Interest Group) hat Version 0.9 der Spezifikation von PCIe 4.0 fertiggestellt, welche eine Verdopplung der Datenrate auf 16 GT/s gegenüber dem heutzutage üblichen PCIe 3.0 (8 GT/s) mit sich bringt. In dem Entwurf sind alle angedachten Funktionen versammelt – sofern man in der finalen Überprüfung jetzt keine Showstopper findet, ist der neue Standard fertiggestellt. Bis man als Endkunde mit PCIe 4.0 in Berührung kommt, dürften allerdings locker 2019er-Kalender an den Wänden hängen: Weder Intel noch AMD haben in ihren Roadmaps bislang Produkte gezeigt, die den neuen Standard mit sich bringen. Die ersten Prozessoren mit PCIe-4.0-Unterstützung werden wohl IBMs Server-CPUs der Power-9-Generation sein – mit 48 Leitungen pro 24-Kern-CPU.

Mit jeder PCIe-Generation verdoppelt sich die verfügbare Bandbreite.

(Bild: PCI-SIG)

Dies liegt unter anderem daran, dass anders als bislang nicht mehr die CPU- und GPU-Hersteller die treibende Kraft hinter der neuen PCIe-Version waren: Es sind die Netzwerk- und Storage-Controller, die nach immer höheren Bandbreiten lechzen. PCIe 3.0 kommt auch mit 16 parallelen Leitungen bei Netzwerkkarten jenseits der 100-GBit-Klasse ans Limit. NVMe-SSDs sind durch ihren M.2- oder U.2-Anschluss auf vier parallele PCIe-Lanes beschränkt – mehr Bandbreite erreicht man nur, indem die Transferrate pro Leitung angehoben wird.

Weil der Bedarf auch künftig weiter steigen wird, stellt die PCI-SIG für PCIe 5.0 eine erneute Bandbreitenverdopplung auf 32 GT/s in Aussicht. Diese Spezifikation steckt derzeit noch in der sehr frühen Version 0.3. Ob man die volle Bandbreite dann wie bisher auch noch über Steckverbindungen nutzen können wird, ist unklar. Schon PCIe 4.0 erreicht seine maximale Datenrate nur dann, wenn maximal eine Steckverbindung im Leitungspfad hängt – es klappt also nicht, wenn Netzwerkkarten über passive 90-Grad-Riserkarten in flache Server-Gehäuse gebaut werden. Möglicherweise schafft PCIe 5.0 die avisierten 32 GT/s nur, wenn die beteiligten Chips allesamt auf dieselbe Platine gelötet sind. (mue)