PCI-Express 6.0, conoce las novedades que trae para GPU y SSD

En efecto, todavía no se ha asentado PCIe 5.0 y ya hablamos de PCI-Express 6.0. Lo cierto es que se anunció en 2022, por lo que lleva cierto tiempo existiendo.

Con el paso del tiempo van evolucionando las conexiones físicas PCI-Express, cuyas ranuras dejan de ser algo tan «simple». Aunque la mayoría de casos no aprovechen más allá de una PCIe 4.0, la organización PCI-SIG sigue desarrollando nuevas versiones. Tened en cuenta que los profesionales se benefician de las mejoras, pero, ¿cuáles son?

Qué es PCI-Express 6.0 y cuáles son sus características

PCI-Express 6.0 es una especificación que duplica el ancho de banda, reduce la latencia y aumenta la eficiencia energética de PCI-Express 5.0. PCI-SIG la define como una solución rentable y escalable para centros de datos, inteligencia artificial con Machine Learning, IoT, HPC, incluso industria militar o aeroespacial.

Fue anunciada oficialmente en enero de 2022, por lo que debería estar implementada en los servidores en 2023 porque suele tardar unos 12 a 18 meses en llegar al mercado desde su anuncio. Se postula como la continuación de PCIe 5.0, pero debo decir que desde 2019 lleva dando tumbos porque en 2021 tenían planeado lanzarla, pero fracasaron en el intento.

Para entender bien cuál es la contribución de esta versión PCIe, debemos conocer brevemente qué ofrecía PCI-Express 5.0:

• Hasta 32 GT/s de bits y 128 Gbps.
• Conector CEM.
• Retrocompatibilidad con PCIe 4.0.
• Suministro de 75W.
• Codificación 128b/130b.

Este es el punto de partida, así que vamos con las características o especificaciones de PCI-Express 6.0:

• Hasta 64 GT/s y 256 Gbps en x16 o 16 carriles (bidireccional).
• Modulación PAM4, tal y como usa la memoria VRAM GDDR6X.
• Corrección de errores de avance y verificación de redundancia cíclica.
• Codificación basada en Flit soporta PAM4 junto con FEC y CRC para duplicar el ancho de banda.
• Retrocompatibilidad con generaciones anteriores.

Al parecer, PCI-SIG ha enfocado este nuevo avance en los SSD M.2 que hagan uso de PCIe como interfaz para leer y escribir datos. Decir que las preocupaciones por usar Flits o integrar FEC, PAM4 y CRC tienen como fin ofrecer una baja latencia.

¡Ojo! Desde el inicio de PCIe en 2003, se dice que PCI-Express 6.0 es la versión que más evoluciona a las anteriores, pasando de NRZ a PAM4. ¿Por qué tanto bombo a esto? Porque es la clave para conseguir tanta velocidad de datos y el doble de ancho de banda bidireccional.

¿Qué es el Flit mode y la corrección de errores directa (FEC)?

El Flit Mode es la unidad de intercambio de datos de PCIe 6.0, incluyendo paquetes de capa de transacción (TLP) cuyo tamaño es variable, así como cargas útiles de capa de enlace de datos (DLLP). PCI-SIG asegura que Flit es la clave para conseguir los 64 GT/s tras integrar PAM4 como codificación.

Por otro lado, la corrección de errores directa es un método usado para solucionar errores. Vieron que obtener 64 GT/s con PAM4 trae consigo el aumento de la tasa de error de bits (BER), así que tuvieron que implementar la FEC y la comprobación de redundancia cíclica (CRC). Conjuntamente, solucionan la tasa de errores de bits, así como mejoran la BER que ofrecía NRZ.

¿Para qué se usa PCI-Express 6.0 y por qué es necesaria?

La misma PCI-SIG asegura que las aplicaciones principales de PCIe 6.0 se refiere a servidores, inteligencia artificial, uso intensivo de datos, centros de datos, HPC, etc. Es decir, han enfocado esta versión completamente para profesionales y empresas con necesidades de anchos de banda grandes, más rendimiento y baja latencia.

Y si estabas pensando en tarjetas gráficas, decirte que estos casos de uso se enfocan en SSD M.2 industriales. Más que nada, porque NVIDIA es la reina de la IA en estos momentos y ha venido usando sockets SXM (Server PCI-Express Module) para eliminar los cuellos de botella producidos en CPU y PCI-Express. No solo eso, han ido mejorando el inicial SXM con distintas versiones, conforme han ido lanzando nuevas GPUs. Por ejemplo, la famosa NVIDIA H100 usa un socket SXM5.

¿Se usará en tarjetas gráficas mainstream? Hago referencia a AMD Radeon y NVIDIA GeForce, y está claro que llegará más tarde que pronto. Por el momento, las tarjetas gráficas usan PCIe 4.0 x16 y no parece haber cuello de botella, aunque puede que las próximas RTX 50 y RX 8000 sorprendan con ello.

Como siempre, PCI-SIG ha querido lanzar esto tras las demandas de la industria de servidores, siendo el modus operandi habitual para su aterrizaje final en bienes de consumo.

PCIe 6.0 vs 5.0 vs 4.0: diferencias de especificaciones

Siempre viene bien ver los cambios producidos en las distintas versiones para ver cómo han avanzado durante estos años. Así que, os lo mostramos en forma de tabla:

Conforme se suceden las versiones, el ancho de banda se multiplica en cada uno de los raíles. Si quieres saber el ancho de banda que hay por carril, es el siguiente:

• PCIe 4.0: 1.969,2 MB/s.
• PCIe 5.0: 3.938,4 MB/s.
• PCIe 6.0: 7.877 MB/s.

¿No te cuadran las cifras qué hemos dado antes? Debes diferenciar entre velocidad de transferencia o código en línea del ancho de banda. La primera se mide en GT/s (Gigas de Transferencia por segundo) y la segunda en bits:

Conclusiones sobre PCI-Express 6.0

El año 2024 será en el que aterrice finalmente esta interfaz porque en 2023 no ha habido mucha suerte para PCI-SIG. A inicios de febrero, vimos la presentación del Alphawave Semi PCIe, que buscaba dar soporte a los SSD PCIe 6.0 que lleguen hasta 25.000 MB/s en transferencias de datos.

Realmente, esto era lo que buscaban con la presentación de PCI-Express 6.0, pero no queda claro qué pasará con las GPUs Blackwell o RDNA 4. Hay informaciones de hace escasas semanas que apuntan a que las RTX 5000 tendrían conector PCIe 6.0 de 16 pines. Obviamente, hablamos de fuente de alimentación, nada de placas base.

Hasta ahora, las placas base AM5 o LGA1700 soportan PCI-Express 5.0 en alguno de sus chipsets, pero no tiene mucho impacto en los componentes porque no hay mucha oferta SSD PCIe 5.0. Cierto es que, al menos, algún modelo SSD M.2 con esta interfaz encuentras; GPU, ninguna.

Dicho todo esto, PCI-Express 7.0 también está anunciada, pero su lanzamiento llegará en 2025. Duplica lo que ya ofrece PCIe 6.0, pero no se estandarizará hasta 2026 o 2026, quedando bastante tiempo para su regularización.

Esperamos que este post haya solventado dudas y te haya acercado más a lo que es PCIe 6.0. Si te queda alguna, comenta abajo para que te respondamos en breve.

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