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Apr 14, 2024

Cables internos PCIe Gen 1 a 7

Por ecady | 25 de agosto de 2021 La señalización de la interfaz PCIe y la implementación de la capa física generalmente involucran principalmente PCBA y varios conectores de borde. Sin embargo, cada generación de velocidad de señalización y

Por ecady | 25 de agosto de 2021

La señalización de la interfaz PCIe y la implementación de la capa física generalmente involucran principalmente PCBA y varios conectores de borde. Sin embargo, cada generación de velocidad de señalización y conectividad asociativa ha tenido soluciones de cableado estándar y no estándar que admiten una variedad de aplicaciones y topologías relacionadas. Incluso los estándares de interfaz ISA, EISA, PCI y PCI-X más antiguos implementaron varios cables planos internos utilizando conectores de borde de generaciones anteriores relacionados antes de los distintos conectores de borde PCIe CEM. Muchas de esas primeras aplicaciones incluían opciones de distribución de energía con cableado interno, a menudo combinadas dentro de las patas del cable plano IO.

Los estándares más nuevos, como CXL 1.0, también utilizan el último conector PCIe CEM y, por lo tanto, algunos cables internos más, ya que las aplicaciones PCIe 6.0 y PCIe 7.0 pueden implementarse este año o principios del próximo.

Las primeras aplicaciones PCIe 1.0 incluían bancos de pruebas de producción para placas complementarias PCIe, placas base, chasis de servidores y extensores de plano posterior. La atención a la terminación de los cables se volvió aún más importante.

PCIe2.0 Se conectaron 8 cables internos 5G por carril a tablas de paddle surf con conectores de borde estándar PCIe CEM, lo que generalmente formaba un extensor de bus completo en un conjunto de cables de enlace 40G plano a ovalado, suelto. Un nuevo y mejor cable biaxial admite alcances de enlace más largos; consulte el ejemplo de Meritec de alrededor de 2007 a continuación.

Las aplicaciones PCIe 2.0 incluían varios cables planos de computadora integrados para interconexiones cPCI y ATCA y varios factores de forma y topologías. Los diseños bien blindados admitían aplicaciones externas de cables biaxiales de bus completo redondos y planos.

Las soluciones de cable interno PCIe 3.0 fueron prolíficas, ya que había muchos otros tipos nuevos de aplicaciones además de los extensores de bus integrados y los adaptadores de prueba. Un mejor control de la diafonía, los cables internos biaxiales blindados con lámina plana fueron un avance importante y prolífico en la solución de interconexión de aplicaciones establecida en servidores y cajas de almacenamiento en ese momento. Las soluciones y envíos plegables para aplicaciones específicas se han extendido a aplicaciones PCIe 4.0 integradas. Estos cables internos blindados de lámina plana todavía se utilizan para muchas aplicaciones NRZ por carril de 16GT, 25Gbps y 32GT.

Posteriormente, la mayoría de los ensambles de cables biaxiales, con blindaje de aluminio, doblados y ajustados no cumplieron ni compitieron bien ni alcanzaron los requisitos de alcance y presupuesto de enlace con buenos márgenes, especialmente aquellos que funcionaban a 56G PAM4 o 112G PAM4 por carril y velocidades más altas debido al alcance. Limitación del presupuesto del enlace en cada pliegue doblado y consumiendo 0,5 dB o peor. Los conjuntos de cables internos rectos funcionaron mejor.

PCIe4.0 Cable interno 16GT NRZ por carril x16 con conector CEM para enlaces 256G alrededor de 2017. Los cables planos de paso más fino requerían un mejor diseño de terminación de cables, especialmente en lo que respecta a las estructuras y procesos simétricos del diseño SI de terminación de cables a tierra. Para facilitar una inspección óptica automatizada mejor y más rápida para los equipos de prueba de producción en línea, los fabricantes suelen utilizar material polimérico transparente como la silicona.

Los conjuntos de cables adaptadores de conector PCIe 5.0 x16 a GenZ 4C 1.1 tienen varias opciones de suministro de energía compatibles con conectores PCIe CEM r5.0 32GT NRZ por borde de carril. Los 5 pines RSVD son importantes para soportar el sistema Flex Bus, como se le llama. Las opciones de alimentación de 12 V y 48 V se especifican como opciones de cableado interno. Los tipos de conectores de factor de forma más pequeños GenZ SFF TA 1002 funcionan bien en 56G PAM4 y varios en 112G PAM4 por carril. Vea la imagen conceptual a continuación alrededor de 2019.

PCIe6.0 Las especificaciones de 64GT PAM4 por carril están casi completas y su lanzamiento está previsto para 2021. Se están desarrollando muchas aplicaciones y productos nuevos de ensamblaje de cables internos y conectores. Por ejemplo, se están desarrollando cables o mazos adaptadores de conector PCIe 6.0 CEM x16 a múltiples conectores M.2. Uno se pregunta si el conector SFF TA 1002 x32 u otro tipo se convertirá en el próximo conector PCIe 7.0 CEM para los diseños de cables internos PCIe más nuevos.

Los nuevos tipos de requisitos de empaque de sistemas de factor de forma más pequeño incluyen tener interiores muy calientes con requisitos de enrutamiento más estrictos dentro de la caja. Se están diseñando muchos más conjuntos de cables IO internos de alta velocidad para capacidades de rendimiento de dos generaciones, como 53G y 106G o 56G y 112G o 128G y 224G. Los enlaces de 8, 16 y 32 carriles parecen tener muy buenas previsiones de crecimiento, especialmente los cables de conector interno enchufable con tipo SFF TA 1002 en el otro extremo.

Afortunadamente, al menos un proveedor importante ha desarrollado un nuevo tipo de cable plano sin formato Twinax de muy alto rendimiento capaz de admitir conjuntos de cables internos PCIe 6.0 64GT y potencialmente PCIe 7.0 128GT, así como aplicaciones DAC externas de 56/112G por carril. Se ha demostrado que el nuevo cable Twinax Optamax™ de Luxshare Tech admite un rendimiento SI preciso y estable cuando está plegado y en aplicaciones de flexión activa. Ofrecen una gran cantidad de datos de prueba que superan muchos regímenes de prueba corporativos.

Parece que sus modelos de estimulación estaban muy cerca de sus medidas físicas reales incluso a través de todos los considerables regímenes de prueba. Este es un logro especial ya que la industria ha luchado mucho durante los últimos 2 años con modelos de señalización de 100G defectuosos, estimulación y resultados de pruebas de medición reales posteriores bastante diferentes, ¡así que felicitaciones a su equipo!

Este tipo de cable sin procesar de alto rendimiento permite varios enrutamientos estrechos de conjuntos de cables dentro de la caja dentro de factores de forma más pequeños y ajustados como PECL, EDSFF, OCP NIC, Ruler y varios otros.

Parece que el uso de algunos de los mejores y más recientes materiales de aislamiento dieléctrico y de conductores, diseños simétricos, control de tolerancia, control de procesos, pruebas completas de SI en línea, inspección óptica activa e histogramas respaldan una familia cada vez mayor de tipos de cables que se han sometido a varios Telcordia, TIA/EIA. Laboratorios de usuarios de nivel 1, ISO y múltiples regímenes de prueba por conjunto de aplicaciones. Parece que la envoltura optimizada protege la señal directamente hasta sus puntos de terminación y el aislamiento dieléctrico tiene una memoria simétrica fina. Vea la opción equilibrada 2021 a continuación.

El conjunto de características de la familia Optamax Twinax incluye:

PCIe7.0 Las soluciones de cable interno PAM4 de 128GT por carril pueden incluir dentro de la caja opciones de interconexión óptica como COBO OBO o diferentes tipos de CPO. ¿Probablemente el cable interno Optamax twinax de cobre podría admitir posibles aplicaciones PCIe 7.0 128GT y 128G PAM4 de corto alcance dentro de la caja y tal vez dentro de las aplicaciones del rack? Por ahora, este es al menos un esfuerzo incipiente de desarrollo de Birds of a Feather.

Algunas observaciones

La tendencia de utilizar señalización de mayor velocidad e interfaces IO PHY más amplias de 16 y 32 carriles probablemente aumentará en gran medida el requisito de más circuitos de control y potencia. El uso de un sistema de interconexión interna GenZ de menor tamaño que admita interfaces de 256 carriles puede admitir mejor algunos sistemas Hyperscaler DataCenter nuevos, mientras que PCIe solo admite 128 carriles.

Un mayor volumen de uso de cables internos puede exigir el uso de una línea de producción en rampa muy rápida, similar a las metodologías de fabricación de cableado de alta velocidad para el consumidor. Las fuentes deben proporcionar confiabilidad de calidad y objetivos de margen y costo del ciclo de vida del producto.

Actualmente, el enlace del acelerador CXL utiliza la última revisión del conector PCIe CEM. Este enlace CXL es principalmente una aplicación de cableado y conector interno, ya que GenZ tiene un acuerdo con el consorcio CXL para ser principalmente una interfaz de enlace externa para topologías entre bastidores. Pero, ¿los desarrolladores de CXL también utilizarán los conectores y cables SFF TA 1002 u otros tipos para lograr rendimientos PCIe 7.0 128GT por carril o GenZ o ambos reemplazarán a PCIe?