低延迟和完整的PCIe 5.0信号，Retimer芯片不可或缺

电子发烧友网报道（文/周凯扬）随着每代PCIe单通道速度的翻倍提高，电路板上的PCIe信号覆盖范围其实是在减小的，所以现在的服务器都开始用上了PCIe信号增强器。在PCIe 3.0时代，主要用于放大模拟信号的redriver芯片往往就能解决问题，实现更长的线缆长度。
 
而到了PCIe 4.0、5.0，以及即将到来的6.0时代，为了实现低延迟和完整的信号再生，就需要在数字域工作的retimer芯片，采用信号调理技术来增加传输距离。否则的话，就只能在PCB材料上采用低损耗设计，提升的成本也会多上不少。正因如此，不少厂商都开始推出自己的PCIe Retimer芯片，与此同时也开始兼容基于PCIe，且对延迟更加敏感的CXL。
 
澜起科技
 
1月初，澜起科技宣布其PCIe 5.0/CXL 2.0 Retimer芯片成功实现量产，这也是其PCIe 4.0 Retimer芯片的换代产品。该芯片产品型号为M88RT51632，是一个16通道的PCIe 5.0/CXL 2.0 Retimer芯片。据澜起科技给出的数据，该芯片符合PCI-SIG和CXL组织的技术规范，并采用了主流封装，支持到5.0下的最高32GT/s传输速率，传输延迟更是低至5ns。

PCIe 5.0/CXL 2.0 Retimer芯片 / 澜起科技
 

由于同时支持SRIS和Retimer级联等复杂拓扑结构，PCIe 5.0 Retimer可以帮助CPU、GPU、SSD和NIC等实现更高速率和更低延迟的互联。对CXL的支持，也证明了这一互联标准开始在服务器市场呈现普及的趋势，未来的智算中心、CXL内存池等都将受益于此。
 
面对未来必将普及的PCIe 6.0，速率已经高达64GT/s，澜起科技表示也在紧跟互联技术前沿，已经开始了PCIe 6.0 Retimer芯片的研发。这类PCIe Retimer芯片的存在，也能为澜起科技本身的服务器CPU产品提供支持，比如最新发布的第四代津逮CPU，就支持PCIe 5.0和CXL 1.1。
 
Microchip
 
Microchip更是早在2020年就发布了XpressConnect PCIe 5.0和CXL Retimer系列，包含PM8658、PM8659两款芯片，分别是8通道和16通道的，所以单个芯片可以用于多个X1、X2或X4链路。在延迟上，Microchip表示比PCIe规范低80%以上，管脚延迟可以做到10ns以内。

XpressConnect系列Retimer芯片 / Microchip

 
Microchip称XpressConnect系列Retimer为PCIe 5.0和CXL 1.1/2.0提供了优秀的信号调理技术，在支持英特尔PCIe 5.0 Retimer补充特性的同时，也采用了标准BGA封装，当然16通道的PM8659芯片在封装上也要更大一些。
 
Microchip也介绍Retimer芯片几种常见应用，除了用于Riser卡这种扩展卡以外，还可以用在主板上，从而支持PCIe或CXL附加卡，也能用于NVMe背板，支持到更多PCIe 5.0的固态硬盘。值得一提的是，Microchip的XpressConnect Retimer也可以与其Switchtec PCIe交换机芯片配对，从而在低延迟的信令模式下工作，将系统延迟额外降低70%。
 
Astera Labs
 
另一大PCIe Retimer厂商Astera Labs，也推出了支持PCIe 5.0和CXL的智能Retimer。Astera Labs称其智能Retimer既是百分百在云端设计的，也是专为云端打造的。结合其Cloud-Scale Interop Lab测试方案，可以测试那些客户尚未拥有的主流CPU、GPU和交换机等设备，并给到一份完整的测试报告，缩短开发时间。
 
Astera Labs的PCIe 5.0智能Retimer芯片分为8通道的PT5081L和16通道的PT516L，同时也给出了仅支持PCIe 5.0和同时支持CXL的型号。据其规格书可以看出，其智能Retimer芯片可在使用低成本PCB材料和连接器，并保证32GT/s速率的情况下，将信号扩展36dB。
 
小结
 
除了以上三家企业外，谱瑞也在准备其PCIe 5.0 Retimer芯片，早在2020年16通道PCIe 4.0 Retimer PS8926的发布公告中，谱瑞就表示PCIe 5.0的版本已经在开发准备中，想必很快就会推出。至于从PCIe Retimer的设计来看，目前几家厂商还是与英特尔的联系更为紧密，尤其是在对英特尔PCIe Retimer的补充特性支持上，可想而知英特尔在服务器市场，仍处于优势地位。