PCIe 7.0: Tăng gấp bốn lần tốc độ truyền dữ liệu so với PCIe 5.0, hỗ trợ băng thông lên tới 512 GB/s ở 128 GT/s, ra mắt thương mại năm 2027

Đôi khi công nghệ phát triển quá nhanh, đến mức ngay cả những người thường xuyên cập nhật tin tức cũng phải cảm thấy bất ngờ. Trong khi ngành công nghiệp máy tính mới chỉ bắt đầu “làm quen” với PCIe 5.0, PCIe 6.0 đang trong giai đoạn đẩy mạnh ứng dụng, thì chuẩn PCIe 7.0 đã vừa “âm thầm” được công bố, mang đến hàng loạt cải tiến không tưởng về tốc độ truyền tải dữ liệu cho PC.

Tổ chức Peripheral Component Interconnect Special Interest Group (PCI-SIG), đơn vị chịu trách nhiệm duy trì các tiêu chuẩn PCIe, vừa chính thức công bố thế hệ PCIe (peripheral component interconnect express) mới nhất với tên gọi PCIe 7.0 hoặc PCIe Gen7. Như thường lệ, tiêu chuẩn PCIe mới mang đến hàng loạt cải tiến vô cùng ấn tượng về hiệu năng, thậm chí có thể tác động đáng kể đến cục diện thị trường nói chung.

Nếu bạn chưa biết thì PCIe là tiêu chuẩn kết nối bo mạch chủ phổ biến, cho phép các thành phần khác nhau của hệ thống “giao tiếp” với nhau và với bo mạch chủ, chẳng hạn như card âm thanh, card đồ họa hay card mạng kết nối với PC. Ngoài ra, PCIe cũng được sử dụng cho các dòng ổ SSD NVMe M.2 nhỏ, hỗ trợ tốc độ cao.

Kế hoạch của PCI-SIG là tung ra các tiêu chuẩn PCIe mới sau mỗi hai hoặc ba năm, với mục tiêu tăng gấp đôi băng thông truyền tải của các phiên bản trước một cách hiệu quả. PCIe 7.0 cũng không phải ngoại lệ. PCI-SIG tuyên bố băng thông trên PCIe 7.0 có thể tăng gấp đôi với tổng thông lượng là 128GT/s hoặc 128Gbps đơn hướng trên một làn (x1). Tổng kết lại, trên khe cắm PCIe x16, tương tự như những khe cắm dành cho card đồ họa rời, tổng thông lượng lý thuyết có thể lên tới 512GB/s hai chiều. Trong khi đó, một ổ SSD NVMe, thường được ghép nối với các khe cắm PCIe x4, có thể cung cấp thông lượng một chiều lên đến 64GB/s.

Để so sánh, PCIe 5.0 mang lại tốc độ truyền dữ liệu lên đến 32GT/s và băng thông 128 GB/s. Tiêu chuẩn PCIe 6.0 hiện tại cũng sẽ "chỉ" cấp tốc độ dữ liệu 64GT/s và băng thông lên đến 256 GB/s.

Dưới đây là những điểm nổi bật của tiêu chuẩn PCIe 7.0 mới:

• Cung cấp tốc độ bit thô 128GT/s và lên đến 512 GB/s hai chiều thông qua cấu hình làn x16
• Sử dụng tín hiệu PAM4 (Pulse Amplitude Modulation với 4 cấp độ)
• Tập trung vào các thông số kênh và phạm vi tiếp cận
• Tiếp tục cung cấp độ trễ thấp và độ ổn định cao
• Nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng
• Duy trì khả năng tương thích ngược với tất cả các thế hệ PCIe trước

Công nghệ mới sẽ có tín hiệu PAM4 và mã hóa chế độ flit 1b/1b, tương tự như những gì chúng ta đã thấy trong PCIe 6.0. Những thay đổi chính là trong quá trình phát triển lớp vật lý, dẫn đến hiệu suất được cải thiện.

Nhìn chung, dự thảo phiên bản 0.3 mới được thiết lập để mang đến cái nhìn tổng quan về công nghệ mới. Đây là bước đầu tiên để làm cho công nghệ có thể tiếp cận rộng rãi hơn. Dự thảo cho phép người tiêu dùng và các thành viên PCI-SIG có thêm những hiểu biết cần thiết về tiềm năng của PCIe Express 7.0, do đó thu hút được rất nhiều sư quan tâm từ cộng đồng công nghệ.

Bạn có thể tự hỏi PCIe 7.0 phục vụ các tình huống sử dụng thực tế như thế nào? Hiện tại, đối với PC cá nhân, ngay cả PCIe 4.0 cũng là quá đủ với phần cứng hiện có. Không có GPU nào có thể tận dụng hoàn toàn các làn PCIe 4.0 chứ chưa nói đến PCIe 5.0. Nhưng, các vấn đề với 800 Gig Ethernet (800 GbE) và một số công nghệ tương tự khác có thể được giải quyết hiệu quả hơn nhiều. SSD Gen 5 sắp tới cũng sẽ có thể tận dụng tối đa băng thông cao hơn do các giao diện mới cung cấp. Nhìn chung, việc sử dụng thực sự đến từ phân khúc máy chủ, nơi tốc độ truyền tải và băng thông cao như vậy là điều cần thiết để xử lý lượng dữ liệu lớn liên tục.

PCI-SIG đã ra đặt khung thời gian để PCIe 7.0 đạt được sự phát triển hoàn thiện. Tổ chức hy vọng công nghệ này sẽ dần đi vào hoạt động thử nghiệm từ cuối năm 2025 sau khi quá trình phát triển và đánh giá ban đầu hoàn tất. Theo kế hoạch, các sản phẩm PCIe 7.0 thương mại sẽ có mặt trên thị trường từ năm 2027. Tức là vẫn còn rất nhiều việc cần phải làm để biến PCIe 7.0 trở thành hiện thực.