PCI-SIG 조직은 PCIe 6.0 사양 표준 v1.0의 공식 출시를 발표하며 개발을 완료했다고 밝혔습니다.
기존 관례를 이어받아 대역폭 속도는 두 배로 증가하여 x16에서 최대 128GB/s(단방향)에 도달하며, PCIe 기술은 전이중 양방향 데이터 흐름을 지원하므로 총 양방향 처리량은 256GB/s입니다. 계획에 따르면 표준 발표 후 12~18개월(대략 2023년) 이내에 상용 제품이 출시될 예정이며, 서버 플랫폼에서 먼저 선보일 것으로 예상됩니다. PCIe 6.0은 256GB/s의 대역폭으로 이르면 올해 말에 출시될 예정입니다.
다시 기술 자체로 돌아가서, PCIe 6.0은 PCIe의 거의 20년 역사상 가장 큰 변화로 여겨집니다. 솔직히 말해서, PCIe 4.0/5.0은 NRZ(Non-Return-to-Zero) 기반의 128비트/130비트 인코딩과 같은 3.0의 사소한 수정 사항에 불과합니다.
PCIe 6.0은 PAM4 펄스 AM 신호 방식과 1B-1B 코딩을 채택하여, 하나의 신호가 네 가지 인코딩 상태(00/01/10/11)를 표현할 수 있게 되었습니다. 이는 이전 방식의 두 배에 해당하며, 최대 30GHz의 주파수를 지원합니다. 하지만 PAM4 신호는 NRZ 신호보다 불안정하기 때문에, 링크 내 신호 오류를 수정하고 데이터 무결성을 보장하기 위해 FEC(순방향 오류 정정) 메커니즘이 탑재되어 있습니다.
PCIe 6.0의 마지막 주요 기술은 PAM4와 FEC 외에도 논리 계층에서 사용되는 FLIT(Flow Control Unit) 인코딩입니다. 사실 PAM4와 FLIT는 새로운 기술이 아니며, 200G 이상의 초고속 이더넷에서 이미 오래전부터 적용되어 왔습니다. PAM4가 널리 보급되지 못한 이유는 물리 계층 비용이 너무 높았기 때문입니다.
또한 PCIe 6.0은 하위 호환성을 유지합니다.
PCIe 6.0은 기존 방식대로 I/O 대역폭을 64GT/s로 두 배로 늘렸으며, 이는 실제 PCIe 6.0x1 단방향 대역폭 8GB/s, PCIe 6.0x16 단방향 대역폭 128GB/s, 그리고 PCIe 6.0x16 양방향 대역폭 256GB/s에 적용됩니다. 현재 널리 사용되는 PCIe 4.0x4 SSD는 PCIe 6.0x1만으로도 충분합니다.
PCIe 6.0은 PCIe 3.0 시대에 도입된 128비트/130비트 인코딩 방식을 그대로 유지합니다. 기존의 CRC 외에도, 새로운 채널 프로토콜은 이더넷과 GDDR6x에서 사용되는 PAM-4 인코딩 방식을 지원하여 PCIe 5.0의 NRZ 방식을 대체한다는 점이 주목할 만합니다. 이를 통해 동일한 시간 내에 더 많은 데이터를 단일 채널에 전송할 수 있으며, 저지연 데이터 오류 수정 메커니즘인 FEC(순방향 오류 수정)를 통해 대역폭 증가를 더욱 안정적이고 효율적으로 구현할 수 있습니다.
많은 사람들이 PCIe 3.0 대역폭은 잘 활용되지 않는데 PCIe 6.0은 왜 필요한지 의문을 가질 수 있습니다. 인공지능을 비롯한 데이터 집약적인 애플리케이션이 증가함에 따라, 전문 시장에서는 더욱 빠른 전송 속도를 가진 IO 채널에 대한 수요가 증가하고 있습니다. PCIe 6.0 기술의 높은 대역폭은 가속기, 머신 러닝, HPC 애플리케이션 등 높은 IO 대역폭을 요구하는 제품의 성능을 최대한 발휘할 수 있도록 해줍니다. PCI-SIG는 반도체 산업의 성장 동력인 자동차 산업에서도 이점을 얻고자 PCIe 기술 워킹 그룹을 신설하여 자동차 산업 생태계의 대역폭 수요 증가에 대응하기 위한 PCIe 기술 도입 확대 방안을 모색하고 있습니다. 마이크로프로세서, GPU, IO 장치, 데이터 저장 장치 등이 데이터 채널에 연결되어 PC가 PCIe 6.0 인터페이스를 지원하게 되려면, 메인보드 제조업체는 고속 신호를 처리할 수 있는 케이블을 마련하는 데 특히 신경 써야 하며, 칩셋 제조업체 또한 관련 준비를 해야 합니다. 인텔 대변인은 PCIe 6.0 지원이 언제 기기에 추가될지에 대해서는 언급을 거부했지만, 소비자용 Alder Lake와 서버용 Sapphire Rapids 및 Ponte Vecchio는 PCIe 5.0을 지원할 것이라고 확인했습니다. NVIDIA 역시 PCIe 6.0 출시 시점에 대해서는 언급을 거부했습니다. 하지만 데이터센터용 BlueField-3 DPUS는 이미 PCIe 5.0을 지원합니다. PCIe 사양은 물리 계층에서 구현해야 하는 기능, 성능 및 매개변수만 명시할 뿐, 구현 방법은 명시하지 않습니다. 즉, 제조업체는 자체적인 요구 사항과 실제 환경에 따라 PCIe의 물리 계층 구조를 설계하여 기능을 보장할 수 있습니다! 케이블 제조업체는 더 많은 재량권을 가질 수 있습니다!
게시 시간: 2023년 7월 4일
