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新思科技最近举办了一场关于该主题的网络研讨会，该公司首席产品营销经理 Gustavo Pimentel 主持了网络研讨会。进入网络研讨会时，我发现自己想知道：为什么要关注 PCIe 5.0，在发布八年后？随着业界对边缘人工智能、云计算和高性能应用的热议，感觉就像在谈论“旧新闻”。事实证明，这种好奇心反映了网络研讨会问答环节中观众的一些问题。另一个常见问题是完全跳过 PCIe 5.0 并直接跳转到 PCIe 6.0 是否有意义。

古斯塔沃给出了明确的答案。他解释了为什么对于当今的大多数应用来说，从 PCIe 4.0 迁移到 PCIe 5.0 是实用的途径。PCIe 6.0 仅在客户的应用程序绝对需要时才有保修。讨论深入探讨了设计技术和架构集成策略，展示了 PCIe 5.0 如何仍然是一种高度灵活的解决方案，用于平衡跨行业的功耗、性能、面积和延迟权衡。

边缘人工智能：推动下一个创新周期

边缘 AI 不再是一个未来主义的概念，它正在推动跨设备和数据中心的真正变革。通过在更靠近源的地方处理数据，它可以提高隐私性、增强安全性并提供更快、更个性化的用户体验，同时减少对云的依赖。人工智能工作负载本身正在以前所未有的速度增长。据估计，到 2027 年至 2028 年，约 50% 的数据中心容量将由人工智能驱动，高于目前的 20%。人工智能模型的大小大约每四到六个月翻一番，远远超过摩尔定律，而且处理需求继续急剧上升。

为了有效处理这种爆炸式的数据，设备和系统需要能够跟上步伐的互连。PCIe 5.0 具有高带宽和低延迟，非常适合使边缘 SoC 能够高效处理 AI 工作负载，同时保持严格的功耗和面积限制。它的作用在延迟、功耗和空间都受到高度限制的应用中尤为重要，例如自动驾驶汽车、移动设备和嵌入式人工智能系统。

为什么 PCIe 5.0 仍然具有相关性

PCIe 5.0 的每通道 32 GT/s 是 PCIe 4.0 的两倍带宽，同时保持与前几代产品的向后兼容性。其成熟度和互作性使其成为设计人员在复杂、高性能系统中导航的可靠选择。PCIe 5.0 服务于各种应用，从高性能计算和数据中心到移动多媒体、消费设备和汽车边缘人工智能。

对于汽车系统，对延迟敏感的工作负载需要 PCIe 5.0 的高吞吐量，而消费电子产品通常优先考虑最小化占用空间和功耗。在数据中心和 HPC 环境中，设计人员专注于最大化带宽和效率。PCIe 5.0 提供了在每种情况下实现最佳权衡的灵活性，使其成为实用的、面向未来的解决方案。

设计和低功耗技术

网络研讨会的关键主题之一是低功耗设计，这对于边缘设备和节能 HPC 系统都至关重要。PCIe 5.0 包括 P1.2 和 P1.2PG 等电源状态，后者在保持响应能力的同时降低能耗，P1.2PG 使用动态电源门控进一步最大限度地减少消耗，尽管向主动作的过渡时间稍长。

通道长度也会影响性能。更短的芯片到芯片和卡到卡通道可减少延迟并提高信号完整性，使设备能够充分利用 PCIe 5.0 的高速功能。PCIe 4.0 的迁移策略说明了 PCIe 5.0 提供的灵活性：设计人员可以选择增加带宽，同时保持面积和功率几乎恒定，或者在不牺牲吞吐量的情况下减少车道和海滨尺寸以节省面积和能源。这些设计选项使 PCIe 5.0 能够满足现代 AI 和计算工作负载的高度可变要求。

边缘 SoC 的集成注意事项

将 PCIe 5.0 整合到边缘 SoC 中需要围绕成本、上市时间、可靠性和准备情况进行仔细规划。该网络研讨会重点介绍了集成策略以及精心的设计技术如何使 PCIe 5.0 能够有效地支持要求苛刻的工作负载。通过优化通道配置、通道长度和电源管理，设计人员可以创建平衡高带宽、低延迟和能效的系统，并针对特定应用领域进行定制。

采用和实际使用

PCIe 5.0 的采用稳步推进。尤其是汽车市场，在延迟关键型人工智能工作负载和严格可靠性要求的推动下，其增长速度比其他市场更快。到 2022 年底，PCIe 5.0 已广泛部署在汽车应用中。在高性能计算中，标准 PCIe 5.0 继续提供最大吞吐量，而低功耗、短距离变体在边缘和嵌入式设备中越来越普遍。经过生产验证的 IP 解决方案（例如新思科技的 IP 解决方案）展示了广泛的互作性和一次性芯片成功，证明 PCIe 5.0 既成熟又为下一代 AI 应用做好了准备。

受众问题：关键见解

问答环节解决了几个问题，阐明了 PCIe 5.0 的持续相关性。当被问及为什么不直接跳到 PCIe 6.0 时，答案很明确：PCIe 6.0 需要对 PHY 和控制器进行重大更改，这会显着增加面积和功耗。PCIe 5.0 的采用已经足以满足绝大多数用例的需求。权衡决策（是在保持面积不变的同时增加带宽，还是在保持带宽的同时减少面积）完全取决于应用。标准 PCIe 5.0 支持 HPC 工作负载，而低功耗、短距离变体越来越多地部署在边缘和嵌入式系统中。

总结

PCIe 5.0 可能已经发布好几年了，但它仍然是边缘 AI 和高性能应用的关键推动者。它结合了成熟度、互作性、高带宽和灵活的设计权衡，使其成为从汽车到消费电子产品和数据中心等市场的实用选择。PCIe 5.0 远非“旧技术”，它使设计人员能够在重要的地方提供高性能，同时有效地平衡功耗和面积。对于边缘人工智能、高性能计算和嵌入式应用，PCIe 5.0 仍然是一种多功能且可靠的解决方案，有助于推动下一个创新周期。

关键词： PCIe 5.0 功耗 性能 带宽