過去10年間で,コンピューティングアプリケーションに必要な帯域幅とデータ転送速度は年々増加しています.帯域幅需要は約3年ごとに2倍になります電気通信サービス,クラウドコンピューティングサービス,および情報技術プロバイダ,特に銀行業における年間成長率が45%に達していることにより,証券さらに,大型言語モデル (LLM) に基づく人工知能 (AI) 企業も事業を拡大し続けています.AI支援検出と自動運転車を含むさらに,より高い帯域幅と高速なデータ速度への必要性を促進します.
高速データを提供するインフラストラクチャには ワイヤレス・ワイヤレス・ネットワークが含まれます しかし高性能コンピューティング (HPC) では 高速テスト機器はゲーム用ハードウェア,中央処理ユニットと周辺機器の接続も,継続的に増加するデータ転送速度をサポートする必要があります.
PCIe の 力
ネットワーク装置や中央処理ユニットに接続されたコンポーネントは,端末コンポーネント・インターコネクト (PCI) テクノロジーで,迅速かつ正確にデータを送信するための簡素化された方法が必要です..サーバーとデータセンター,自動車および産業,ワークステーションおよびハンドヘルドデバイスを含むさまざまなコンピューティングサブマーケットPCI Express (PCIe) の点から点までのシリアルアーキテクチャを採用し,迅速かつ信頼性の高いデータ送信を実現する..
PCI-SIGは 周辺構成要素の学際グループの略ですPCIe技術のためのオープン業界標準の開発と管理を担当する約900の会員企業で構成される同盟 (図1).
PCIe仕様データレート (Gb/s)
(エンコード) 一方向 x16
チャンネル帯域幅 * 年間
1.0 2.5 (8b/10b) 32 Gb/s 2003
2.0 5.0 (8b/10b) 64 Gb/s 2007
3.0 8.0 (128b/130b) 126 Gb/s 2010
4.0 16.0 (128b/130b) 252 Gb/s 2017
5.0 32.0 (128b/130b) 504 Gb/s 2019
6.0 64.0 (PAM-4,Flit) 1024 Gb/s
(~1 Tb/s) 2021
*- 暗号化オーバーヘッドを引いた後の帯域幅
図1: 2003年以来,PCI-SIGのPCI接続コンポーネント仕様は,データ転送速度の継続的な増加をサポートしています (画像源:PCI-SIG)
2003年にPCIe 1.0規格をリリースし,秒速2.5ギガビット (GT/s) の送信をサポートし,当時の3G無線規格の要件を満たした.後続の更新により,I/O処理量の年間増加が可能となり,後方互換性も確保された.例えば,PCIe 5.0仕様を満たすデバイスは,チャンネル1回あたり 32.0 GT/s の速度を達成することができ,ストリーミングメディアとエッジコンピューティングに必要な 5G ネットワークと互換性があります.
これらのより高いスループットは,AIとエッジ処理,産業自動化,テスト機器,ゲームに必要な低レイテンシーをサポートします.PCIe技術の点対点アーキテクチャは,高エネルギー効率の性能もサポートしています.コンピューターの高度なアプリケーションにとって重要な考慮事項です
HPC コンポーネントの冷却を維持する
最新のPCIe技術によって提供されるデータ速度とエネルギー効率の向上にもかかわらず,リアルタイム金融詐欺検出などの高性能コンピューティング (HPC) アプリケーションは,AIの大きな言語モデリングシステム熱消耗と空間制限の管理は,この需要を満たす一方で,簡単な課題ではありません.特に部品とプロセッサを接続するデータケーブルとエアフローチャネルの間のスペース競争がある場合.
この場合,高性能コンピューティングデバイスの設計者は,3Mの8KDxシリーズ (図2) のような平坦で折りたたむPCIe拡張ケーブルコンポーネントを使用するようになります.
3M 8KDxシリーズ PCIe 5.0拡張ケーブル部品画像
図2: 3M の 8KDx シリーズ PCIe 5.0 拡張ケーブル組は,折りたたむことができるフラット柔軟なケーブル組です. (画像源: 3M)
8KDxシリーズは,PCIe 5.0規格に従って設計され,初期のPCIe規格に従って設計されたシステムとバックコンパティブルである. x8とx16という2つのモデルで提供される.8本と16本のワイヤでジャンパー設置と表面マウント (SMT) 端末のオプションを提供します.
30AWGのシルバーで覆われたワイヤーは,0.74mmの総厚さのシールド層の連続的な堆積の中に正確に配置されています.伝統的なワイヤの導体ペアは,縦に螺旋回シールド層に包まれています8KDxシリーズの延長線はより薄くて柔らかい.より柔軟な設計により,複数のPCIe延長ケーブルが,重要な空気流を阻害することなく,バンドルして折りたたむことができる (図3).
連続的な積み重ねと正確な配置で30AWGワイヤの写真
図3:30本のAWGワイヤの連続的な積み重ねと正確な配置により,8KDxシリーズは,空気流を阻害することなくコンポーネントを接続できます. (画像源:3M)
高速試験用同期装置
高性能コンピューティングアプリケーションは,大規模なデータセットを処理するために並行処理に依存し,高速テスト機器は,プロセッサなどの他の周辺機器に接続する必要があります.シグナル発電機これらのシステムは,テストデータの有効性を確保するために同期信号と低レイテンシーを必要とします.
パイプ30、4.0および5.0規格は,単一の時計または複数の時計と信号の同期をサポートする.これらの規格に従って製造された技術,例えば8KDxシリーズ,128b/130bのコードに依存するこの暗号化プロトコルでは,データパケットには 128 ビットもの情報があり,パケットの始まりと終わりをマークする 2 ビットで囲まれています.開始と終了ビット は 時計 同期 と エラー 検出 に 用い られ ますデータの送信のためにデータパケットの残りのビットを使用します.
8KDxシリーズのPCIe拡張ケーブルは,データ速度と完整性をさらに確保するために87 ± 5 Ωのインピーダンスのワイヤーを使用します.PCIe 3 に準拠して構築されたシステムの85 Ωの電阻をベースラインに接続すると.04 について0この電導体はインパデンス不一致と信号反射を最大限に減らすことができます
さらに,テストエンジニアは8KDxシリーズのコンポーネントの柔軟性とスペース節約設計を自信を持って利用できます.ケーブルが折りたたむと信号の整合性が低下しない (図4).