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宝威课堂 | 在数据中心,升级到 PCIe 5.0 是必然的发展趋势

发布者:宝威体育官网入口 发布时间:2023-11-07
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升级到PCIe 5.0是必然的趋势



根据 ABI Ressearch 的报告,随着越来越多的企业采用对性能敏感的应用程序,并在云服务器和边缘服务器中运行繁重的工作负载,数据量将继续增长,延迟和带宽将变得更加重要。高速接口将变得至关重要,这可能反映在市场对 PCIe 5.0/6.0 及更高架构的兴趣上。尽管目前可用的几代产品的普及率似乎很高,但由于数据中心或边缘的一个薄弱环节可能会对运营效率和应用性能造成巨大影响,因此更密集的计算工作负载将促进对部署更新一代PCIe 技术的持续需求。


随着产生的数据量逐年成倍的增长,对廉价、可访问和去许可的存储需求也会随之增加。可以说,PCIe 升级到PCIe 5.0,是数据中心应用驱动下的一个必然发展趋势。那么,数据中心在中国的发展趋势如何? 数据中心机架的发展规模走向如何?为什么说 PCIe 架构是数据中心高性能计算的组成部分?PCIe 5.0 的市场需求如何、未来会有进一步增量空间?

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以上问题请参见本文。


宝威 PCIe 5.0 X16 to MCIO 16X



数据中心在中国的发展趋势如何?



根据观知海内咨询发布的《2023 年中国数据中心行业市场现状及未来五年投资规划分析报告》,在新基建、数字化转型及数字中国远景目标等国家政策的支持下和企业降本增效需求的驱动下,随着国家“东数西算”工程的全面启动,我国的数据中心市场规模在持续地高速增长中。


2021 年,我国数据中心市场规模达到1500.2 亿元,近五年年均复合增长率达到29.96%。随着我国各地区、各行业数字化转型的深入推进,我国数据中心市场规模将保持持续增长态势,预计2022 年市场规模将达到1900.7 亿元,预计2023 年市场规模将达到2470.1 亿元。


2017 — 2023 年中国数据中心市场规模预测趋势图

资料来源:中国信通院 观知海内咨询整理(观知海内信息网)



数据中心机架发展趋势



从官知海内信息网可知,随着近年来我国数据中心行业的不断发展,国内数据中心的机架规模也呈现稳步增长的趋势。按照标准机架 2.5kW 统计,2021 年我国在用数据中心机架数量达 520 万架,其中,大型规模以上机架数量增长更为迅速,达到 420 万架,占比 80% 。截至 2022 年底,我国数据中心机架总规模已超过 650 万标准机架,近 5 年年均增速超过 30% ,在用数据中心算力总规模超 180 EFLOPS,位居世界第二。“东数西算” 工程从系统布局进入全面建设阶段。预计 2023 年,我国数据中心机架总规模将突破 800 万标准机架,预计至 2025  年 “十四五” 规划期末,拟实现数据 中心机架规模增长至 1400 万架,规模总量将是 2022 年两倍,总增量投资约 7000 亿元。


2017—2023年中国数据中心总机架数量预测趋势图 

资料来源:中国信通院 观知海内咨询整理(观知海内信息网)




PCIe架构是数据中心高性能计算的组成部分



根据 ABI Research 的报告,PCIe 架构是数据中心高性能计算不可或缺的组成部分。


在高性能计算的硬件(加速器、存储和连接)与 CPU 之间, PCIe 技术可以提供阻力最小的内部 I/O 连接。在性能密集型工作负载下,PCIe 技术可以确保实现内部硬件之间的无缝数据传输,减少了内部瓶颈带来的潜在延迟和吞吐量带来的挑战。


每一代 PCIe 规范的数据传输速率预计都会翻番(例如,PCIe 4.0 规范:16 GT/sPCIe 5.0 规范:32 GT/s),这意味着通过改善消费者体验,PCIe 只会放大这些性能敏感型应用的价值定位(提高的资源使用效率和更高的投资回报率)。例如,越来越多地应用于各种垂直领域的增强现实(AR)和虚拟现实(VR)需要 毫秒(ms)的延迟和超过每秒 100 兆比特(Mbps)的带宽吞吐量。老式 PCIe 互连总线将难以满足推动技术更新需求的要求,而推动更新一代 PCIe 的实施,可以保证数据传输符合应用要求。为确保不会降低新兴用例的应用体验,ABI Research 预计数据中心将引入 PCIe 规范 4.0 和 5.0

 

总而言之,PCIe 架构具有明确的价值定位,它对数据中心来说是至关重要的。



PCIe可解决的“数据中心”市场总量是多少?



ABI Research 预计,数据中心 PCIe 技术的 TAM(涵盖从超级分频器一直到微型数据中心的整个市场)将从 2022 年的 36 亿美元增长到 2030 年的 87 亿美元,年复合增长率为 10%。这一持续增长将受到基础市场的推动,以及数据中心在站点数量和电力容量方面不断扩大的需求。



数据中心的 PCIe 技术TAM 图片来源:ABI Research



宝威 PCIe 技术相关的产品方案包括?



目前,宝威体育官网入口已经拥有较为丰富的服务器高速互连内外部连接产品方案。其中,高速互连 MCIO/PCle Riser Cable/Gen-Z/Slim SAS/MiniSAS HD 等内部连接产品方案主要可用在 AI 服务器、机架服务器等服务器内部,外部线(比如:CDFP)主要用在 GPU 卡的扩展互联上。


宝威开发出的 PCIe 5.0 Riser Cable 产品,特性如下:

支持 PCIe 5.0 长距离应用  
客户系统结构可以更灵活设计  
降低客户端 PCBA 成本  
优化焊点阻抗和衰减  
PCBA根据客户需求灵活设计  
可提供从设计到成品出货整体打包方案 



宝威RISER CABLE


同时,宝威也开发出完全符合 OCSP 标准 Riser Cable, 特性如下:结构尺寸完全符合 OCSP 标准速率满足 PCIe 5.0 32GT/s 标准

自研 LONGSPEED? HSC 裸线,提供低损耗,高质量的 SI 性能。


另外,宝威还可提供更低功耗的 DAC/ACC 等外部线产品方案:
◆提供 800/400/200/100/50/25 Gbps 产品  
支持小外径铜缆,机架布线更弹性  
ACC 使用 redriver IC 功耗更低  
DAC 功耗低至 0.05W  

ACC 长距离性价比更高


本文编译来源:
ABI Research 的分析报告《PCI Express 垂直市场机会》
参考报告:
官知海内报告《2023年数据中心:随着“东数西算”的推进,行业将成为热门新赛道》


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宝威课堂 | PCI-e 5.0 小知识问答集锦 VOL.1


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