關注 AIGC 看 PCIe 5.0 關鍵供應商

 PCIe 是一種高速串行計算機擴展 bus (對岸翻譯成"總線") 標準, 最早由 Intel 於 2001 年提出, 用於替代舊的 ISA 和 PCI 總線標準, 從而滿足更高的帶寬和吞吐量需求. PCIe 總線屬於高速串行點對點雙通道高帶寬傳輸, 可以使用更高的時鐘頻率, 更少的信號線, 更高的總線帶寬.

傳輸速率和帶寬大小是 PCIe 總線的核心性能, PCIe 總線標準持續演進升級, 迄今為止該標準已經歷了 5 代的更新. 按照數據傳輸技術的發展, 處理器 I/O 帶寬的需求每三年就會倍增, PCIe 也大致按照三年一代的速度更新演進.

PCIe 5.0 架構的數據傳輸速率升級到 32GT/s, 需要將 BER 保持在 10-12 的條件下, 並在高達 36dB 的損耗下工作. PCB 上走線的損耗量與走線的信號頻率成正比, 必須提高 PCB 物理層規格, 以解決 PCIe 升級演進帶來的損耗增加問題.

隨著通信速率逐代提升, 信號衰減問題愈發嚴重. 如何解決 PCIe 信號鏈路的插損問題, 提高PCIe信號傳輸距離是業界面臨的重要挑戰. 解決信號衰減的方案, 主要分為三種: 選用更低損失 PCB 板, 使用 Redriver 晶片, 使用 Retimer 晶片.

低損 PCB 方案: 難以具備性價比. Redriver方案: Redriver 是一種信號放大器, 旨在提升信號的高頻部分, 以抵消由互連引起的頻率相關衰減. Retimer方案: Retimer是一種混合信號晶片, 其原理是 重新定時輸入信號以消除時鐘偏移和抖動, 並校正信號的相位和時間偏差 (jitter).

總的來說, 相比於更換高速 PCB, 在主板上集成一顆 Retimer 將會大大降低成本; 而相對於 Redriver 而言, Retimer 信號恢復能力更強, 數據傳輸距離更遠, 能夠有效的恢復原始數據, 並且能夠在大體積的伺服器中實現遠距離的硬件高速通信, 有助於實現AI計算領域的大規模數據傳輸.

此在當前的 PCIe 4.0 時代, Retimer 晶片目前的常見應用場景為 NVMe SSD, Riser 卡和 AI伺服器等. 同時, PCIe5.0 也在持續滲透中, PCIe 5.0 提供比 PCIe 4.0 高兩倍的帶寬, 可以實現更快更高效的數據傳輸, Retimer 晶片技術路徑的優勢更加明顯.

AI 伺服器可配置多達 8 顆 Retimer 晶片. AIGC 大潮催生各種大模型訓練需求, 相應拉動了 AI 伺服器需求. 除了 CPU 與 CPU, CPU 與 SSD 或 NIC 之間通信, 更新增了 GPU 與 CPU, GPU 之間通過總線 PCIe 互聯的通信需求, 因此需要 Retimer 晶片以保證大規模的數據傳輸信號的穩定性.

PCIe 5.0 Retimer 價值量是 PCIe 4.0 Retimer 的2倍. PCIe 4.0 Retimer價格我們採用 TI 兩款Retimer 的均價 24美金, PCIe 5.0 Retimer 價格採用 AsteraLabs 的 PT5081 與 PT5161 的平均報價, 約 48.5美元, 由於目前 5.0 Retimer 仍為新推出產品, 價格約是 4.0 Retimer 的 2倍.

PCIe Retimer 市場 2026 年市場規模預計可超 7 億美金. 由於 PCIe Retimer 晶片廣泛用於伺服器領域, 我們分別以 AI 伺服器和通用伺服器兩個維度對 Retimer 晶片市場空間進行測算, 其中通用伺服器的用量已考慮 SSD 擴展卡, Riser 卡等情況. 

目前 PCIe Retimer 市場主要玩家為伺服器數類晶片廠商譜瑞, 瀾起科技, AsteraLabs, IDT (被瑞薩收購), 以及傳統的類比晶片廠商 TI, Microchip. 譜瑞作為 Retimer 市場最早的開發者, 產品通過 Intel, AMD 等平台的認證, 為主要的 Retimer 供應商.