Ретаймер PCIe — это аппаратный компонент, предназначенный для повышения целостности сигнала в системе PCI Express (PCIe). Его основная функция заключается в регенерации и восстановлении сигналов PCIe, что позволяет обеспечить качество и стабильность сигнала при передаче на большие расстояния или в сложных топологических структурах.

С момента появления стандарта PCI Express 3.0 более десяти лет назад технологии ретаймера и редрайвера позволили создавать более длинные физические каналы в серверах и системах хранения данных. Сегодня решения PCIe 4.0 достигли зрелости, решения PCIe 5.0 постепенно внедряются, а спецификация PCIe 6.0 была выпущена в начале 2022 года.

По мере неуклонного роста скорости передачи данных затухание сигнала становится все более заметным, особенно с каждым новым поколением стандарта PCIe. По мере развития требований приложений стандарт PCIe продолжает обновляться, а скорость передачи данных удваивается с каждым поколением. Однако из-за того, что физические размеры серверов ограничены промышленными стандартами, потери на входе по всему каналу связи становятся все более заметными. Например, они выросли с 22 дБ в эпоху PCIe 3.0 до 28 дБ в PCIe 4.0 и далее до 36 дБ в PCIe 5.0.

Основные функции ретаймера

Восстановление сигнала:

Ретаймер может принимать сигналы от устройств PCIe и регенерировать их, устраняя проблемы с качеством сигнала, вызванные затуханием и искажениями при передаче.

Восстановление синхронизации:

Ретаймер также может извлекать информацию о тактовой частоте из принимаемого сигнала, обеспечивая синхронизацию передачи данных. Это особенно важно для высокочастотных сигналов PCIe.

Компенсация задержки:

В сложных системах сигналы могут подвергаться различным задержкам. Устройство Retimer помогает компенсировать эти задержки, обеспечивая синхронизацию между устройствами.

·Варианты применения ретаймеров

· Междугородние звонки:

В системах, где требуются соединения на большие расстояния, например между серверами и устройствами хранения данных, ретаймеры обеспечивают высокое качество сигнала.

Многослойные печатные платы:

В сложных конструкциях печатных плат, где сигналы проходят через несколько слоев, ретаймеры помогают улучшить целостность сигнала.

Приложения, требующие высокой пропускной способности:

В приложениях, требующих высокой пропускной способности и низкой задержки — таких как центры обработки данных и высокопроизводительные вычисления — ретаймеры являются ключевыми компонентами, обеспечивающими необходимую производительность.

На рисунке показано, что после получения информации RETIMER пропускает её через CTLE (линейный эквалайзер с непрерывным временем) и DFE (эквалайзер с обратной связью по решению) для выравнивания сигнала, что позволяет улучшить качество сигнала и повысить надёжность передачи данных. CTLE и DFE являются важными технологиями выравнивания сигнала в системах высокоскоростной цифровой связи. В практических приложениях CTLE и DFE часто используются вместе для достижения лучшего выравнивания. Схема CDR (Clock and Data Recovery) извлекает тактовый сигнал из входного последовательного сигнала данных и использует этот восстановленный тактовый сигнал для дискретизации и восстановления данных.