Astera Labs bringt Aries 7: erstes PCIe-7-Portfolio samt optischen Produkten
Astera Labs hat Aries 7 vorgestellt, nach eigenen Angaben das erste und umfassendste Portfolio zur Signalaufbereitung für PCIe 7. Es erweitert die Kupfer-Produktfamilie des Unternehmens und enthält erstmals optische Konnektivitätsprodukte.
- Astera Labs hat Aries 7 angekündigt, nach eigenen Angaben das erste und umfassendste Portfolio zur Signalaufbereitung für PCIe 7.
- Die Familie umfasst Smart Retimer, Redriver, Cable Modules, Optical Drivers und Optical TIAs, wobei die beiden letzten die ersten optischen Produkte des Unternehmens sind.
- Die optischen Bausteine zielen auf LPO- und NPO-Anwendungen und unterstützen PCIe-7-Geschwindigkeiten über Distanzen von bis zu 50 Metern und mehr.
- Das Kanaldämpfungsbudget bei PCIe 7 wächst nur von 32 dB auf 36 dB, während sich die Nyquist-Frequenz auf 32 GHz verdoppelt.
- Aries Smart Redriver kommen als stromsparende Ergänzung zu Retimern hinzu und bieten Smart-Swap-Pinkompatibilität.
Was Astera Labs veröffentlicht
Laut Astera Labs umfasst die Aries-7-Familie Smart Retimer, Redriver, Cable Modules, Optical Drivers und Optical TIAs. Die Bausteine sollen die Signalaufbereitung über lange Distanzen leisten, die PCIe-7-Geschwindigkeiten in modernen Rechenzentrumsarchitekturen erfordern.
Die Ankündigung stammt aus einem Blogbeitrag von Christopher Blackburn, Director, Solutions Architecture. Er weist darauf hin, dass Astera Labs sein erstes Produkt, den Aries Smart Retimer für PCIe 4.0/5.0, am 2. Oktober 2019 ausgeliefert hat. Inzwischen ist PCIe in der siebten Generation angekommen, die laut Unternehmen neue Herausforderungen für die Infrastruktur mit sich bringt.
Warum PCIe 7 den Signalen mehr abverlangt
Der Beitrag erläutert, dass PCIe 6 von NRZ auf PAM4-Signalisierung umgestiegen ist und damit die maximale theoretische Bandbreite für einen x16-Slot von 64 GB/s auf 128 GB/s verdoppelt hat. PCIe 7 verdoppelt diesen Wert erneut. Es behält PAM4 bei und verdoppelt die Nyquist-Frequenz auf 32 GHz.
Das Budget für die Kanaldämpfung ist hingegen nur um 4 dB gewachsen, von 32 dB auf 36 dB. Astera Labs argumentiert, dass PCIe-7-Kanäle dadurch verhältnismäßig stärker eingeschränkt sind als PCIe-6-Kanäle. Aus Sicht des Unternehmens sind verlustarmes Leiterplattenmaterial, hochdichte Steckverbinder der nächsten Generation und aktive Kupfer- oder optische Verkabelung nun unverzichtbar.
Die PCI-SIG-Spezifikation verdoppelt zudem die Zahl der pro Kanal erlaubten Retimer, von zwei auf vier. Astera Labs schließt daraus, dass mehr Kanäle eine Signalaufbereitung benötigen werden und die Mehrheit der PCIe-7-Kanäle in irgendeiner Form darauf angewiesen sein wird.
Optische Produkte für Verbindungen über das Rack hinaus
Kupfer allein reiche nicht aus, um die nötige Reichweite abzudecken, wenn Cluster mit PCIe-7-Geschwindigkeiten wachsen, so das Unternehmen. PCIe verbindet zunehmend über Gehäuse- und Rackgrenzen hinweg. Astera Labs beschreibt einen hybriden Ansatz, bei dem Kupfer dichte Verbindungen innerhalb des Racks versorgt und Optik die Strecken zwischen Racks überbrückt.
Die neuen Aries PCIe Smart Optical Drivers und Smart Optical TIAs werden als leistungsstarke, energiesparende und hochdichte Bausteine für Anwendungen mit Linear Pluggable Optics (LPO) und Near-Packaged Optics (NPO) beschrieben. Sie übernehmen die elektrisch-optische und die optisch-elektrische Wandlung mit PCIe-7-Geschwindigkeiten über Distanzen von bis zu 50 Metern und mehr. Astera Labs erklärt, man arbeite mit mehreren Kunden an größeren Beschleunigerclustern, die hochdichte NPO-Module mit diesen Bausteinen nutzen.
Für Verbindungen zwischen Racks, die Kupfer noch schließen kann, erreichen die Aries PCIe Smart Cable Modules bis zu 3 Meter bei aktiven Kupferkabeln und 6 Meter bei aktiven elektrischen Kabeln, bei Datenraten von bis zu 128 GT/s. Die Echtzeit-Link-Intelligenz COSMOS verbinde die optischen und die Kupferprodukte für ein durchgängiges Link-Management, so das Unternehmen.
Der Beitrag verweist außerdem auf die Disaggregation, bei der Racks nur CPUs, NICs oder SSDs enthalten. Astera Labs zufolge verlängert das die Abstände zwischen den Geräten und verlagert mehr vom Fabric auf signalaufbereitetes Kupfer und Optik.
Retimer und Redriver im Rack
Innerhalb des Racks ergänzt Astera Labs seine Smart Retimer um Aries PCIe Smart Redriver. Retimer bieten eine vollständige Signalregenerierung und eine bessere Rückgewinnung von Signalreserven, benötigen aber mehr Strom. Redriver können laut Unternehmen für eine wachsende Zahl von Grenzfällen die bessere Wahl sein, in denen Kanäle etwas Aufbereitung brauchen, sich aber ohne vollständige Regenerierung mit weniger Leistung schließen lassen.
Beide Bausteintypen unterstützen die Pinkompatibilität Smart Swap über den OCP Signal Conditioner Standard Footprint. Das Unternehmen sagt, Entwickler seien bei Redrivern in KI-Racks zurückhaltend gewesen, weil diese weniger Einblick in das Signal bieten als Retimer. Die PCIe-7-Aries-Smart-Redriver enthielten jedoch Telemetrie- und Diagnosefunktionen wie automatisch adaptive Entzerrung (EQ) und Eye-Monitoring über die COSMOS-Plattform.
Der Beitrag fügt hinzu, dass manche Architekten modulare Leiterplatten statt interner Verkabelung nutzen, um die Ebenen im Rack zu verbinden, weil sich platinenbasierte Verbindungen leichter in großem Maßstab fertigen lassen. Astera Labs zufolge erhöht das den Druck auf die Silizium-Bausteine zur Signalaufbereitung, damit längere, platinenlastige Kanäle nutzbar bleiben.
Was das für Rechenzentrumsplaner bedeutet
Für Betreiber und Bauer von KI-Infrastruktur signalisiert die Ankündigung, dass PCIe-7-Designs stärker auf Signalaufbereitung setzen werden, sowohl in Kupfer- als auch in optischer Form. Astera Labs erklärt, das Portfolio erweitere das PCIe-Fabric nun auf optischem Weg bis auf Pod-Ebene. Preise oder Verfügbarkeit der neuen Produkte nennt die Quelle nicht.
