新思科技最近舉辦了一場關于該主題的網絡研討會，該公司首席產品營銷經理 Gustavo Pimentel 主持了網絡研討會。進入網絡研討會時，我發現自己想知道：為什么要關注 PCIe 5.0，在發布八年后？隨著業界對邊緣人工智能、云計算和高性能應用的熱議，感覺就像在談論“舊新聞”。事實證明，這種好奇心反映了網絡研討會問答環節中觀眾的一些問題。另一個常見問題是完全跳過 PCIe 5.0 并直接跳轉到 PCIe 6.0 是否有意義。

古斯塔沃給出了明確的答案。他解釋了為什么對于當今的大多數應用來說，從 PCIe 4.0 遷移到 PCIe 5.0 是實用的途徑。PCIe 6.0 僅在客戶的應用程序絕對需要時才有保修。討論深入探討了設計技術和架構集成策略，展示了 PCIe 5.0 如何仍然是一種高度靈活的解決方案，用于平衡跨行業的功耗、性能、面積和延遲權衡。

邊緣人工智能：推動下一個創新周期

邊緣 AI 不再是一個未來主義的概念，它正在推動跨設備和數據中心的真正變革。通過在更靠近源的地方處理數據，它可以提高隱私性、增強安全性并提供更快、更個性化的用戶體驗，同時減少對云的依賴。人工智能工作負載本身正在以前所未有的速度增長。據估計，到 2027 年至 2028 年，約 50% 的數據中心容量將由人工智能驅動，高于目前的 20%。人工智能模型的大小大約每四到六個月翻一番，遠遠超過摩爾定律，而且處理需求繼續急劇上升。

為了有效處理這種爆炸式的數據，設備和系統需要能夠跟上步伐的互連。PCIe 5.0 具有高帶寬和低延遲，非常適合使邊緣 SoC 能夠高效處理 AI 工作負載，同時保持嚴格的功耗和面積限制。它的作用在延遲、功耗和空間都受到高度限制的應用中尤為重要，例如自動駕駛汽車、移動設備和嵌入式人工智能系統。

為什么 PCIe 5.0 仍然具有相關性

PCIe 5.0 的每通道 32 GT/s 是 PCIe 4.0 的兩倍帶寬，同時保持與前幾代產品的向后兼容性。其成熟度和互作性使其成為設計人員在復雜、高性能系統中導航的可靠選擇。PCIe 5.0 服務于各種應用，從高性能計算和數據中心到移動多媒體、消費設備和汽車邊緣人工智能。

對于汽車系統，對延遲敏感的工作負載需要 PCIe 5.0 的高吞吐量，而消費電子產品通常優先考慮最小化占用空間和功耗。在數據中心和 HPC 環境中，設計人員專注于最大化帶寬和效率。PCIe 5.0 提供了在每種情況下實現最佳權衡的靈活性，使其成為實用的、面向未來的解決方案。

設計和低功耗技術

網絡研討會的關鍵主題之一是低功耗設計，這對于邊緣設備和節能 HPC 系統都至關重要。PCIe 5.0 包括 P1.2 和 P1.2PG 等電源狀態，后者在保持響應能力的同時降低能耗，P1.2PG 使用動態電源門控進一步最大限度地減少消耗，盡管向主動作的過渡時間稍長。

通道長度也會影響性能。更短的芯片到芯片和卡到卡通道可減少延遲并提高信號完整性，使設備能夠充分利用 PCIe 5.0 的高速功能。PCIe 4.0 的遷移策略說明了 PCIe 5.0 提供的靈活性：設計人員可以選擇增加帶寬，同時保持面積和功率幾乎恒定，或者在不犧牲吞吐量的情況下減少車道和海濱尺寸以節省面積和能源。這些設計選項使 PCIe 5.0 能夠滿足現代 AI 和計算工作負載的高度可變要求。

邊緣 SoC 的集成注意事項

將 PCIe 5.0 整合到邊緣 SoC 中需要圍繞成本、上市時間、可靠性和準備情況進行仔細規劃。該網絡研討會重點介紹了集成策略以及精心的設計技術如何使 PCIe 5.0 能夠有效地支持要求苛刻的工作負載。通過優化通道配置、通道長度和電源管理，設計人員可以創建平衡高帶寬、低延遲和能效的系統，并針對特定應用領域進行定制。

采用和實際使用

PCIe 5.0 的采用穩步推進。尤其是汽車市場，在延遲關鍵型人工智能工作負載和嚴格可靠性要求的推動下，其增長速度比其他市場更快。到 2022 年底，PCIe 5.0 已廣泛部署在汽車應用中。在高性能計算中，標準 PCIe 5.0 繼續提供最大吞吐量，而低功耗、短距離變體在邊緣和嵌入式設備中越來越普遍。經過生產驗證的 IP 解決方案（例如新思科技的 IP 解決方案）展示了廣泛的互作性和一次性芯片成功，證明 PCIe 5.0 既成熟又為下一代 AI 應用做好了準備。

受眾問題：關鍵見解

問答環節解決了幾個問題，闡明了 PCIe 5.0 的持續相關性。當被問及為什么不直接跳到 PCIe 6.0 時，答案很明確：PCIe 6.0 需要對 PHY 和控制器進行重大更改，這會顯著增加面積和功耗。PCIe 5.0 的采用已經足以滿足絕大多數用例的需求。權衡決策（是在保持面積不變的同時增加帶寬，還是在保持帶寬的同時減少面積）完全取決于應用。標準 PCIe 5.0 支持 HPC 工作負載，而低功耗、短距離變體越來越多地部署在邊緣和嵌入式系統中。

總結

PCIe 5.0 可能已經發布好幾年了，但它仍然是邊緣 AI 和高性能應用的關鍵推動者。它結合了成熟度、互作性、高帶寬和靈活的設計權衡，使其成為從汽車到消費電子產品和數據中心等市場的實用選擇。PCIe 5.0 遠非“舊技術”，它使設計人員能夠在重要的地方提供高性能，同時有效地平衡功耗和面積。對于邊緣人工智能、高性能計算和嵌入式應用，PCIe 5.0 仍然是一種多功能且可靠的解決方案，有助于推動下一個創新周期。