Hot Chips 2017: 今年は PCIe 4.0、2019年には PCIe 5.0 が登場

毎年恒例のHot Chipsカンファレンスで、PCI Expressバスとフォームファクタの仕様を定義する組織であるPCI-SIGに話を伺いました。PCIeは、コンピューターのほぼすべてのデバイスに関わっており、コンピューティングの動力源として広く利用されています。そのため、ストレージ、ネットワーク、GPU、チップセット、その他多くのデバイスなど、他の多くの技術開発の要となっています。

その重要性を考えると、PCI-SIGが世界中に750のメンバーを擁していることは驚くべきことではありません。しかし、大規模な組織は動きが遅い傾向があり、PCIe 4.0は市場投入が遅れているのは明らかです。PCIe 3.0は通常4年周期で2010年にデビューしましたが、PCIe 4.0が本格的に普及するのは2017年末と、7年もの歳月がかかっています。 

PCI-SIGの代表者は、遅延の原因の一部は業界の停滞にあると指摘しています。PCIe 3.0インターフェースは、導入後数年間はストレージ、ネットワーク、グラフィックカード、その他のデバイスには十分でした。しかし、ここ2年間で突如として現れたイノベーションによって、PCIe 3.0のスループット不足が露呈しました。人工知能（AI）はGPUスループットの向上を切望し、ストレージデバイスはNVMeプロトコルを搭載したPCIeバスに移行しており、その結果、ネットワークは突如として帯域幅の拡大を渇望するようになりました。

業界はPCIe 4.0の早期の実現を待ち望んでおり、PCI-SIGは2017年末までに新仕様を承認すると確約しています。しかしながら、承認プロセスの遅延が普及を完全に阻害しているわけではありません。複数のIPベンダーが既に16GT/sコントローラーを提供しており、多くのベンダーが次世代製品にPCIe 4.0 PHYを実装しています。これらの企業は仕様の改訂0.9を進めていますが、最終的に承認される仕様は1.0でデビューします。

PCI-SIG は、将来の仕様の市場投入までの時間を短縮するために、開発とフィードバックのプロセスを加速し、初期の仕様改訂を簡素化すると述べている。

PCI-SIG は、同組織が 2019 年の最終リリースに向けて PCIe 5.0 を急ピッチで進めているため、PCIe 4.0 は短命な仕様になると示唆しています。

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PCIe 4.0では64GBpsのスループットが実現され、PCIe 5.0ではその倍の128GBpsになります。どちらのリビジョンも、PCIe 3.0で導入された標準の128b/130bエンコード方式を採用しています。PCI-SIGの代表者は、128b/130bエンコードによって実現されたオーバーヘッドの20%削減に満足しており、現在の1.5%のオーバーヘッドを削減するためのエンコードのさらなる改良には、収益性逓減の可能性があると述べています。

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PCIe 4.0 はまだ市場に登場していませんが、高速化された PCIe 5.0 はすでにリビジョン 0.3 になっており、同グループは 0.5 が 2017 年第 4 四半期までにリリースされると予測しています。

PCI-SIGは仕様を定めていますが、最終製品がいつ市場に投入されるかまではコントロールしていません。IntelとAMDは、幅広いデスクトップ市場を支える重要な存在です。PCIe 4.0のGPUやSSDが、接続可能なスロットを備えていない状態で登場することはまずないでしょう。AMDはPCIe 4.0のリリースを2020年に予定しています。IntelもPCIe 4.0 3D XPointとNVMe SSDの導入を熱望していると思われますが、具体的な時期については何も語っていません。