【每日一题】PCIe 6.0 与 CXL 3.0 发展现状

PCIe 6.x Protocol Pre-FYI Workshop刚结束2周同时结合我们最近的一次技术交流今天来聊聊当前这个时间PCIe与CXL生态的最新进展、测试环境搭建及关键设备选型等等涵盖从芯片、主控到服务器平台的全链路挑战与应对策略并对主流分析工具和验证方案进行了深入分析我们只聊核心大家关注的内容。当然这里面提到的很多内容我们Saniffer之前也有拍摄过高清视频做过介绍可以查询相关关键词查找回看。PCIe 6.0 与 CXL 3.0 发展现状PCIe 6.0 推进节奏PCIe 6.0协议基础规范Base Spec 6.1于2022年1月11日发布距今已四年。自2024年6月9日首次小规模互通测试以来已举办五次官方组织的pre-FYI workshop第五次于2026年3月底March 24-27, 2026完成。 目前根据本次PCIe 6.x Protocol Pre-FYI Workshop的PCIe 6.0协议层Compliance测试数据的各厂家的对比corelation分析SerialTek是所有工具里面最好的一家。第四次测试2025年10月27日中除参与的其中一家公司外其余厂商产品间互联互通表现良好。目前仍处于初步阶段电气合规性Electrical compliance与协议层合规性Protocol layer compliance规范尚未正式定稿。CXL 3.0 发展受阻CXL 3.0优先级非常低因PCI-SIG将重心放在PCIe 6.0兼容性上导致CXL相关工作推进缓慢。主流公司发布的PCIe switch目前均不支持CXL switch一家虽有IP但未推出产品。国内公司也有尝试研发CXL switch IP短期内难以量产。服务器与主控芯片供应预期服务器上市时间AMD的Zen6服务器原型机已于初步给到各个server OEM/OD研发中心等合作伙伴进行验证。验证周期预计长达一年主流服务器厂家明确表示在2028年底前无法买到Zen6服务器。英特尔进度更慢其服务器上市时间将晚于AMD。测试环境构建与关键设备核心测试组件在真实CPU服务器缺位的情况下需依赖Switch卡、Retimer卡、Redriver卡等构建仿真环境。Switch卡基于博通芯片可实现x16上行转为两对PCIe 6.0 x8 MCIO接口通过Saniffer提供的MCIO X8 to 2* X4 EDSFF female用于连接多块SSD盘。Retimer卡用于长距离信号增强防止因走线过长导致信号劣化前提是先得有PCIe 6.0链路。Saniffer已具备完整的Gen6配套线缆体系包括延长线、转接线、金手指转接卡等。NVMe SSD测试配置典型测试环境可接入8-9块SSD盘通过轮询方式施加压力验证每块盘是否能达到99.9%的性能达标率。环境可用于模拟CPU与SSD间的建链过程支持从Gen1 x4到Gen6 x4的全速率协商测试。PCIe 6.0分析仪与训练器和SSD测试设备选型主流设备对比市面上主流的针对PCIe 6.0的electrical Tx和Rx测试主要来自是德协议层的CTS测试主要来自SerialTek/Ellisys等公司SerialTek是PCI-SIG官方指定的PCIe 5.0协议层兼容性CTS测试设备。SanBlaze是UNH-IOL实验室全面采的针对PCIe 5.0/6.0和NVMe 1.0~2.3 SSD进行NVMe complianceI2C/I3C带外管理OCP 1.0a~2.6/2.7以及NVMe over Fabric认证测试的全球唯一工具。SanBlaze 针对SSD研发测试的设备优势内嵌超过2000个由三星、Intel/Solidigm、Kioxia、SK Hynix、Micron、Marvell、IBM, HPE, DellMeta、Microsoft等头部客户贡献的标准或者定制等认证测试用例开箱即用。支持OCP 2.6规范认证且是唯一被微软SR-IOV技术授权的硬件平台支持在SanBlaze硬件内部直接登录用户UNH IOL账户在设备内运行最新的NVMe一致性测试套件CTS无需额外维护PC平台。提供故障注入功能可精确到10纳秒级别远超同类竞品。提供众多针对消费类和企业级特性的测试例如NVMe-MI带外和带内VDM测试ZNSSRISTCGSPDMFDPOCPSR-IOV关键物料与信号完整性挑战连接器与接口演进PCI SIG在2024年宣布PCIe 6.0仅保留E1、E3两种规格U.2和M.2已被官方淘汰。在个别终端用户的要求下安费诺Amphenol已开发出Gen6 M.2连接器SerialTek也已支持但目前看实际应用有限国内客户有些表示仍旧对于老旧的M.2 U.2可能存在一定的需求。三星明确表示不会推出Gen6 U.2 SSD产品。信号质量严峻挑战受限于PAM4编码对信噪比的高要求Gen5/Gen6信号极易劣化。实测显示某知名服务器PCIe 5.0的U.2背板的PCIe链路上信号每秒发生高达30万次Link Recovery严重影响性能。 市场上大部分的服务器背板都有类似问题这种情况只有通过SerialTek PCIe 5.0和6.0协议分析仪的特殊的“信号高保真”的interposer串接在PCIe链路中间才可以发现。使用高质量PCIe 5.0或者6.0 Switch卡后Link Recovery次数可降至几乎为零证明中间链路质量至关重要。强烈建议避免使用淘宝、京东采购的廉价转接线必须选用专业厂商例如Saniffer销售的高品质线缆避免测试浪费时间。SSD存储对于NAND颗粒测试需求SS使用的闪存颗粒特性分析市场上NplusT等针对NAND Flash进行特性测试的专用设备可对BGA152/BGA132/BGA154等封装的NAND颗粒进行老化、高低温、读写干扰等特性测试。通过接触式加热盖板可精准控制颗粒温度并实时读取其内部传感器数据误差小于0.1°C。 下图是NAND颗粒在不同温度下面访问不同page的误码率曲线大家可以看到差异非常大所以需要测试。测试发现随着温度升高不同访问模式下的误码率曲线差异显著对ECC算法优化提出更高要求。