在数据中心，升级到PCIe 5.0是必然的发展趋势

时间： 2023-11-21 来源：兆龙互连微信公众号

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升级到PCIe 5.0是必然的趋势

根据 ABI Ressearch 的报告，随着越来越多的企业采用对性能敏感的应用程序，并在云服务器和边缘服务器中运行繁重的工作负载，数据量将继续增长，延迟和带宽将变得更加重要。高速接口将变得至关重要，这可能反映在市场对 PCIe 5.0/6.0 及更高架构的兴趣上。尽管目前可用的几代产品的普及率似乎很高，但由于数据中心或边缘的一个薄弱环节可能会对运营效率和应用性能造成巨大影响，因此更密集的计算工作负载将促进对部署更新一代PCIe 技术的持续需求。

随着产生的数据量逐年成倍的增长，对廉价、可访问和去许可的存储需求也会随之增加。可以说，PCIe 升级到PCIe 5.0，是数据中心应用驱动下的一个必然发展趋势。那么，数据中心在中国的发展趋势如何？数据中心机架的发展规模走向如何？为什么说 PCIe 架构是数据中心高性能计算的组成部分？PCIe 5.0 的市场需求如何、未来会有进一步增量空间？

...

以上问题请参见本文。

兆龙 PCIe 5.0 X16 to MCIO 16X

数据中心在中国的发展趋势如何？

根据观知海内咨询发布的《2023 年中国数据中心行业市场现状及未来五年投资规划分析报告》，在新基建、数字化转型及数字中国远景目标等国家政策的支持下和企业降本增效需求的驱动下，随着国家“东数西算”工程的全面启动，我国的数据中心市场规模在持续地高速增长中。

2021 年，我国数据中心市场规模达到1500.2 亿元，近五年年均复合增长率达到29.96%。随着我国各地区、各行业数字化转型的深入推进，我国数据中心市场规模将保持持续增长态势，预计2022 年市场规模将达到1900.7 亿元，预计2023 年市场规模将达到2470.1 亿元。

2017 — 2023 年中国数据中心市场规模预测趋势图

资料来源：中国信通院观知海内咨询整理（观知海内信息网）

数据中心机架发展趋势

从官知海内信息网可知，随着近年来我国数据中心行业的不断发展，国内数据中心的机架规模也呈现稳步增长的趋势。按照标准机架 2.5kW 统计，2021 年我国在用数据中心机架数量达 520 万架，其中，大型规模以上机架数量增长更为迅速，达到 420 万架，占比 80% 。截至 2022 年底，我国数据中心机架总规模已超过 650 万标准机架，近 5 年年均增速超过 30% ，在用数据中心算力总规模超 180 EFLOPS，位居世界第二。“东数西算” 工程从系统布局进入全面建设阶段。预计 2023 年，我国数据中心机架总规模将突破 800 万标准机架，预计至 2025 年 “十四五” 规划期末，拟实现数据中心机架规模增长至 1400 万架，规模总量将是 2022 年两倍，总增量投资约 7000 亿元。

2017—2023年中国数据中心总机架数量预测趋势图

资料来源：中国信通院观知海内咨询整理（观知海内信息网）

PCIe架构是数据中心高性能计算的组成部分

根据 ABI Research 的报告，PCIe 架构是数据中心高性能计算不可或缺的组成部分。

在高性能计算的硬件（加速器、存储和连接）与 CPU 之间， PCIe 技术可以提供阻力最小的内部 I/O 连接。在性能密集型工作负载下，PCIe 技术可以确保实现内部硬件之间的无缝数据传输，减少了内部瓶颈带来的潜在延迟和吞吐量带来的挑战。

每一代 PCIe 规范的数据传输速率预计都会翻番（例如，PCIe 4.0 规范：16 GT/s，PCIe 5.0 规范：32 GT/s），这意味着通过改善消费者体验，PCIe 只会放大这些性能敏感型应用的价值定位（提高的资源使用效率和更高的投资回报率）。例如，越来越多地应用于各种垂直领域的增强现实（AR）和虚拟现实（VR）需要 2 毫秒（ms）的延迟和超过每秒 100 兆比特（Mbps）的带宽吞吐量。老式 PCIe 互连总线将难以满足推动技术更新需求的要求，而推动更新一代 PCIe 的实施，可以保证数据传输符合应用要求。为确保不会降低新兴用例的应用体验，ABI Research 预计数据中心将引入 PCIe 规范 4.0 和 5.0。

总而言之，PCIe 架构具有明确的价值定位，它对数据中心来说是至关重要的。

PCIe可解决的“数据中心”市场总量是多少？

ABI Research 预计，数据中心 PCIe 技术的 TAM（涵盖从超级分频器一直到微型数据中心的整个市场）将从 2022 年的 36 亿美元增长到 2030 年的 87 亿美元，年复合增长率为 10%。这一持续增长将受到基础市场的推动，以及数据中心在站点数量和电力容量方面不断扩大的需求。

数据中心的 PCIe 技术TAM 图片来源：ABI Research

兆龙 PCIe 技术相关的产品方案包括？

目前，兆龙互连已经拥有较为丰富的服务器高速互连内外部连接产品方案。其中，高速互连 MCIO/PCle Riser Cable/Gen-Z/Slim SAS/MiniSAS HD 等内部连接产品方案主要可用在 AI 服务器、机架服务器等服务器内部，外部线（比如：CDFP）主要用在 GPU 卡的扩展互联上。

兆龙开发出的 PCIe 5.0 Riser Cable 产品，特性如下：

支持 PCIe 5.0 长距离应用

客户系统结构可以更灵活设计

降低客户端 PCBA 成本

优化焊点阻抗和衰减

PCBA根据客户需求灵活设计

可提供从设计到成品出货整体打包方案

兆龙RISER CABLE

同时，兆龙也开发出完全符合 OCSP 标准 Riser Cable, 特性如下：

结构尺寸完全符合 OCSP 标准

速率满足 PCIe 5.0 32GT/s 标准

自研 LONGSPEED™ HSC 裸线，提供低损耗，高质量的 SI 性能。

另外，兆龙还可提供更低功耗的 DAC/ACC 等外部线产品方案：

提供 800/400/200/100/50/25 Gbps 产品

支持小外径铜缆，机架布线更弹性

ACC 使用 redriver IC 功耗更低

DAC 功耗低至 0.05W

ACC 长距离性价比更高

本文编译来源：ABI Research 的分析报告《PCI Express 垂直市场机会》

参考报告：官知海内报告《2023年数据中心：随着“东数西算”的推进，行业将成为热门新赛道》

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2022/10/12 - 兆龙互连 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

兆龙互连400G/800G高速DAC连接解决方案助力高端交换机，赋能新型数据中心高算力增长

为了满足越来越多、越来越大的数据处理需求，越来越多的交换机和服务器等数据中心设备面临着能耗、算力、性能、效率、环保等诸多挑战。作为交换机和服务器等设备之间的“桥梁”——兆龙互连400G和800G DAC连接解决方案恰好能解决新型数据中心提出的集约化、高密化、智能化等建设要求。

2023-12-07 - 产品代理服务技术支持采购服务

什么是DAC高速线缆？

DAC高速线缆（Direct Attach Cable）一般译为直接电缆或直连铜缆，通常是以固定长度采购、两端带有固定接头的线缆组件，不可更换端口，模块头和铜缆不能分离，高速线缆以高性价比、高效能、高速率、高复合以及低损耗等显著优点被越来越多的用户所接受使用，并成为高速数据通信解决方案的首选，广泛应用于存储区域网络、数据中心和高性能计算机连接。

2024-07-29 - 技术问答

兆龙互连高速连接方案介绍

描述- 兆龙互连（SZ.300913）创建于1993 年，是专业从事数据线缆、专用线缆和连接产品设计，制造与销售的高新技术企业，是中国通信标准化协会全权会员、数据电缆国家标准起草单位。

型号- SFP28,SFF-8614,SFF-8613,SFF-TA-1016,QSFP28,SFF-TA-1002,SFF-8654,OSFP,QSFP-DD,SFF-8087

2021 - 兆龙互连 - 应用及方案代理服务技术支持采购服务

QSFP28-100G

型号- ZO-QSFP28100G-LR-M,QSFP28--100G-LR4-M,QSFP28-100G,ZO-QSFP28100G-SR-M,QSFP28--100G-SR4-M

2021/09/13 - 兆龙互连 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

DAC高速线缆有哪些优势和特点？

在短距离的应用场景成为了用户首选方案，广泛应用于SATA存储设备、RADI系统场景、核心路由器、10G或40G以太网等数据中心互连场景中,在数据中心，铜缆一般用来连接服务器和存储区域网络，最常用的以直连铜缆（DAC，Direct Attach Copper Cable）为主，而其中又以无源铜缆用得尤盛。由于无源铜缆价格便宜、传输速度快，因而成了实现短距离传输的最佳解决方案。例如40G QSFP+无源电缆，它就是无源铜缆中的一种，因其功耗低、效率高、低成本和低延时的特点，广泛应用于40G LAN，HPC和SAN中，适用灵活布线;1条SFP+高速电缆=（2个SFP+万兆光模块+1对OM3万兆光纤跳线）。

2024-07-29 - 技术问答

QSFP-DD与QSFP+/QSFP28/QSFP56的区别

结构在结构上，QSFP-DD与QSFP+/QSFP28/QSFP56在主板机械接口的深度、电气接口的通道数以及集成电路数上存在着些许差异。主板机械接口深度——MSA小组人员在设计QSFP-DD时，为了让QSFP-DD与QSFP+/QSFP28/QSFP56拥有相同的端口密度，且能够容纳额外的一排触点，主板上的机械接口比QSFP+/QSFP28/QSFP56的稍微深一点。电气接口的通道数——由上可知，QSFP-DD封装配备8通道电气接口，相对于4通道电气接口的QSFP+/QSFP28/QSFP56封装而言，电气接口的通道数翻倍，这也归功于QSFP-DD封装有一排额外的触点。集成电路数——虽然QSFP-DD与QSFP+/QSFP28/QSFP56的尺寸相同，但由于QSFP-DD拥有8通道电气接口，因此相对于4通道电气接口的QSFP+/QSFP28/QSFP56而言，其集成电路数（即ASIC）及密度提升一倍。带宽&应用由上可知，QSFP-DD的最大带宽可达400Gbps，而QSFP+/QSFP28/QSFP56最大带宽分别只能达到40Gbps/100Gbps/200Gbps，QSFP-DD远远高于QSFP+/QSFP28/QSFP56。也正因如此，QSFP-DD一般作为400G光模块和400G高速线缆（即DAC和AOC）的封装，用于400G数据中心互连，解决数据中心之间的海量数据高速迁移问题；而QSFP+/QSFP28/QSFP56则分别用于40G/100G/200G光模块和高速线缆的封装，用于40G/100G/200G网络互连。

2024-07-29 - 技术问答

【元件】兆龙互连新推出的高速无源铜缆系列产品，支持40GHz前无谐振和最高传输到800Gbps，适用于数据中心

兆龙互连紧跟IEEE规范、紧跟数据中心的时代发展步伐，研发出了单通道SFP112G（100G）高速无源（DAC）铜缆、四通道QSFP112（400G）铜缆以及八通道QSFP-DD800（800G）/OSFP800铜缆产品。

2023-03-14 - 新产品代理服务技术支持采购服务

DAC高速线缆的基本构成结构是什么？

主要以镀银导体和发泡绝缘芯线为材料，部分厂商采用特殊的PTFE薄膜替代绝缘材料发泡PE，由于此工艺对材料和工艺要求颇高，目前能生产的厂商非常之少，采用线对屏蔽及总屏蔽的方式，从而构成了高速线缆，高速线缆具有优良的衰减性能、低延时以及抗干扰性，可以实现高频宽带传输，有30~24AWG的规格以及2P、4P或8P等多种结构，可应用在多种不同的应用场合。

2024-07-29 - 技术问答

高速互连解决方案 (High-Speed Interconnect Solution)

型号- SAS-8639,SFF-8644,SFP+,OSFP 800,QSFP,SFF-8643,OSFP,SFF-TA 1016,SFP56,SFF-8087,QSFP-DD800,SFF-TA-1020,SFP-DD,SFP28,SATA-8639,QSFP28,QSFP112,SFF-TA 1020,SFF-8639,QSFP+,OSFP800,QSFP-112,QSFP56,SFF-TA-1016,NGSFP,SFF-8674,SFF-8673,SFF-8654,SFF-861,SFP112,DSFP,QSFP-DD

2023-1 - 兆龙互连 - 应用及方案代理服务技术支持采购服务查看更多版本

QSFP112 400G直连电缆组件产品规格书

描述- 本资料为QSFP112 400G直接连接电缆组件的产品数据表。该产品适用于数据中心和网络设备、服务器/存储设备、高性能计算（HPC）、交换机/路由器、电信中央办公室（CO）以及测试和测量设备等领域。它支持每根电缆双向传输400Gb流量，采用4条100G PAM4通道，符合QSFP112 MSA Rev 2.1.1标准。

型号- Q112-400G-DAC-2615,Q112-400G-DAC-2815,Q112-400G-DAC-2810,Q112-400G-DAC-3005,Q112-400G-DAC-2620,QSFP112,Q112-400G-DAC-3010

10/01/2023 - 兆龙互连 - 数据手册 - Rev：A01 代理服务技术支持采购服务

【IC】兆龙高性能低功耗RDMA网络技术产品QSFP-DD800 DAC，极小的延迟为高性能计算保驾护航

作为兆龙LONGSPEEDTM以太网高速互连接解决方案之一， QSFP-DD 800G DAC在支持RDMA网络方面展现出卓越的性能，成为降低延迟的有力武器。与其他同类产品相比，它具有独特的优势。其先进的设计和技术实现，能够在RDMA网络环境中确保数据传输的高速与稳定，以极小的延迟为高性能计算保驾护航。

2024-07-01 - 产品代理服务技术支持采购服务

OSFP-RHS 800 to 2*QSFP112 400G有源转接驱动器电缆组件产品数据表

描述- 本资料详细介绍了OSFP-RHS 800至2*QSFP112 400G有源重驱动电缆组件，适用于数据中心和网络设备、服务器/存储设备、高性能计算（HPC）、交换机/路由器、电信中央办公室（CO）以及测试和测量设备等领域。该电缆符合OSFP和QSFP112 MSA规范，支持8x106.25G PAM4调制格式，提供800G至2*400G的数据速率，并具备热插拔功能。

型号- OSFP-RHS 800-2*QSFP112 400G-ACC-3025,OSFP-RHS 800-2*QSFP112 400G-ACC-2640,OSFP-RHS 800-2*QSFP112 400G-ACC-3035,OSFP-RHS 800-2*QSFP112 400G-ACC-2650,OSFP-RHS 800-2*QSFP112 400G-ACC-2840,OSFP-RHS 800-2*QSFP112 400G-ACC-2630,OSFP-RHS 800-2*QSFP112 400G-ACC-2835,OSFP-RHS 800-2*QSFP112 400G-ACC-3030,OSFP-RHS 800-2*QSFP112 400G-ACC-2830,OSFP-RHS 800-2*QSFP112 400G-ACC-2635,OSFP-RHS 800-2*QSFP112 400G-ACC-2645