微芯科技联手美光，展示PCIe Gen 6存储架构新突破

微芯科技（


Microchip




Te


chnology）和美光（Micron Technology）近日联合展示了一套基于PCIe Gen 6协议的高性能存储架构，两家公司用实际演示证明了下一代存储互连技术已经不只是纸面上的标准，而是可以落地的现实方案。对于正在被


AI


训练、大数据分析、


云计算


等应用不断推高存储性能需求的数据


中心


来说，这个消息来得正是时候。

先解释一下PCIe Gen 6意味着什么。PCIe全称是外围组件互连高速标准，可以理解为计算机内部各个部件之间传输数据的“高速公路”。


CPU


和固态硬盘、显卡、网卡这些设备之间，就是通过PCIe通道来交换数据的。PCIe标准每隔几年就会更新一代，每一代都把这条“高速公路”的车道拓宽、车速提高。PCIe Gen 5目前正在逐步普及，单通道的原始数据传输速率已经达到每秒32吉兆（GT/s）。而PCIe Gen 6直接把这个速率翻了一倍，达到每秒64吉兆，一个16通道的PCIe Gen 6


接口


，总带宽可以跑到128GB/s，这个速度比很多


电脑


的内存带宽还要高。

速度快到这个程度，技术实现的难度也成倍增加。


信号


在电路板上跑得越快，就越容易衰减和受干扰，就像一个跑步的人速度越快，越容易被路上的小石子绊倒。PCIe Gen 6引入了PAM4调制技术来解决这个问题，它在一个信号周期里能传输两个比特的数据，相当于用更聪明的编码方式在同样的物理条件下塞进了更多信息。但PAM4对信号完整性的要求极高，需要配套的


控制器


、重


定时器


、


连接器


等各个环节都做相应的升级。

微芯科技和美光这次联合展示，正是要证明整个链条已经打通了。微芯科技拿出了自己最新的PCIe Gen 6重定时器和交换芯片，美光则提供了支持PCIe Gen 6接口的固态硬盘原型。重定时器这个器件听起来陌生，但作用很关键，它相当于信号传输途中的“中继站”，把跑了一段距离后变弱变形的信号重新整理干净，再继续往前送。在PCIe Gen 6这种超高速率下，重定时器几乎成了标配，没有它，信号连主板上的那点距离都跑不稳。

两家公司搭建的演示系统，完整模拟了数据中心存储架构的典型场景：CPU通过PCIe Gen 6交换芯片连接多块美光的固态硬盘，中间经过微芯科技的重定时器做信号整形。演示中，这套系统跑出了接近PCIe Gen 6理论极限的读写速度，而且在大负载压力下保持了稳定的性能输出，没有出现掉速或者数据错误。这个结果说明，PCIe Gen 6存储架构在工程上已经具备了可行性，接下来就是逐步走向产品化和规模量产。

对于数据中心用户来说，PCIe Gen 6存储带来的好处是实实在在的。首先是吞吐量的大幅提升，一块PCIe Gen 6固态硬盘的读写速度，可以比现在主流的PCIe Gen 4硬盘快上好几倍。在AI训练场景中，海量训练数据从硬盘加载到


GPU


内存的时间能大幅缩短，减少GPU因为等数据而空闲的浪费；在数据库和大数据分析场景中，查询响应速度更快，实时处理能力更强。其次是每单位带宽的功耗效率更高，虽然总功耗会上升，但传输每比特数据消耗的能量在下降，对追求绿色节能的大型数据中心来说，这是一个重要的加分项。

微芯科技和美光这次联手，背后还有一层产业协同的意义。存储架构的升级不是一家公司能独立完成的，需要控制器厂商、存储芯片厂商、连接器厂商、系统集成商等整个生态链的配合。微芯科技在PCIe交换和信号调理领域有深厚积累，美光则是全球领先的存储


芯片制造


商，两家联手展示完整的PCIe Gen 6存储方案，相当于给整个行业打了个样，告诉上下游的合作伙伴：这条路能走通，大家可以放心跟进。

从时间节点来看，PCIe Gen 6的商用化进程正在加速。PCIe Gen 6标准规范早在2022年初就已经正式发布，经过两年多的技术打磨和产品开发，各家芯片厂商的控制器、重定时器等关键器件正在陆续就绪。存储设备厂商也在积极研发支持PCIe Gen 6的固态硬盘产品。按照行业惯例，新一代PCIe标准从发布到大规模商用，通常需要三到四年的时间，PCIe Gen 6目前正处于从技术验证走向产品落地的关键阶段。微芯科技和美光这次联合展示，可以看作是这个进程中的一个重要里程碑。