AI、數據中心與高速互連的技術變革

近年來，人工智能（AI）計算、云計算、邊緣計算等高性能應用正在迎來井噴式增長。大模型訓練（如 DeepSeek、GPT-4、Sora）對計算能力提出了前所未有的挑戰，數據中心正在加速向 PCIe 6.0邁進，以滿足AI計算、存儲和高速互連的需求。

在AI計算集群和高性能數據中心中，GPU、加速器卡、存儲設備之間的數據傳輸需求呈指數級增長。以PCI Express 6.0（PCIe 6.0）為代表的高速互連協議，憑借64GT/s傳輸速率和PAM4 調制，大幅提升了數據傳輸效率，使得AI計算和高性能存儲能在更低功耗下實現更高吞吐量。然而，更高的速率和更復雜的信號調制方式，也讓信號完整性、誤碼率和接收器測試變得異常困難。

AI計算：訓練和推理任務依賴高速GPU互連，PCIe 6.0提供高達256GB/s（x16通道）帶寬，加速AI數據傳輸。

云計算&數據中心：大型數據中心正從PCIe 4.0/5.0逐步過渡至PCIe 6.0，以提升存儲和計算資源的吞吐能力，提高云服務的性能。

存儲&CXL互連：PCIe 6.0作為Compute Express Link（CXL）協議的基礎，支持高帶寬NVMe存儲設備、高速內存擴展，加速計算密集型任務的處理。

然而，在64GT/s速率下，信號完整性、誤碼率（BER）、鏈路均衡（LEQ）等因素，成為PCIe 6.0設備開發和驗證的核心挑戰。如果沒有先進的測試方案，工程師難以確保其設備在復雜環境中的穩定性。

PCIe 6.0時代的測試挑戰

相比PCIe 5.0，PCIe 6.0采用PAM4（四電平脈沖幅度調制）技術，在相同的時鐘頻率下實現兩倍的數據速率。這一變革帶來了諸多新的測試難點：

1信號完整性與誤碼率挑戰

PCIe 6.0的高傳輸速率意味著信號衰減更嚴重，通道損耗比PCIe 5.0更高。PAM4調制方式雖然提高了帶寬利用率，但也導致信號眼圖更小，抗噪能力下降，誤碼率（BER）上升。因此，如何通過均衡技術（CTLE、DFE）補償信號損耗，成為測試工程師必須解決的問題。

2接收器（Rx）測試難度增加

PCIe 6.0設備的接收端需要能夠在復雜的噪聲和干擾環境下，正確解碼PAM4信號。這意味著：

●需要自動化Stressed Eye校準以確保接收器能在符合標準的條件下工作；

●誤碼率測試（BER）成為核心指標，需要高精度誤碼率測試儀（BERT）進行測量；

●接收器鏈路均衡（Rx LEQ）測試需要自動化調節均衡參數，以優化信號質量。

3高效自動化測試需求

隨著AI計算、數據中心和云計算的規模增長，PCIe 6.0設備的測試需要高效、自動化的測試方案，以減少測試時間，確保產品快速推向市場。這需要：

●先進的示波器和誤碼率測試儀（BERT）協同工作，實現全自動測試；

●遠程控制和自動化軟件，減少人工干預，提高測試一致性。

Tektronix PCIe 6.0接收器測試方案

針對PCIe 6.0設備的測試挑戰，Tektronix提供行業領先的PCIe 6.0自動化測試方案，幫助工程師高效完成接收器（Rx）驗證。

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Stressed Eye校準

Tektronix PCIe 6.0測試套件提供自動化Stressed Eye校準功能，確保測試符合PCI-SIG規范：

●TP3級別校準（發送器Tx輸出）：自動調整交流/直流平衡、信號幅度、均衡參數、抖動，優化信號質量；

●TP2級別校準（接收器 Rx 端口）：通過DMI（差分模式干擾）、CMI（共模干擾）、CTLE補償進行信號調節，提高測試精度；

●自動示波器噪聲補償，用于SJ（正弦抖動）和RJ（隨機抖動）校準，確保測試結果可靠。

誤碼率（BER）測試

PCIe 6.0采用PAM4信號，因此BER測試成為關鍵指標。Tektronix通過與Anritsu MP1900A 誤碼率測試儀（BERT）協作，實現：

●高精度BER測量，確保設備在復雜噪聲環境下的可靠性；

●自動化誤碼率分析，減少人工調試，提高測試效率；

●SCPI遠程控制，支持Python、LabVIEW進行自動化測試集成。

自動化鏈路均衡（Rx LEQ）測試

TektronixPCIe 6.0測試軟件通過LTSSM（鏈路訓練狀態機）自動鏈路訓練，使設備進入測試模式：

●自適應CTLE選擇，優化接收端均衡設置；

●自動均衡調節，確保Rx在不同通道條件下的穩定性；

●高級調試模式，提供詳細數據分析，幫助工程師定位問題。

Tektronix PCIe 6.0測試設備

DPO70000SX系列實時示波器

●高達70GHz 帶寬，滿足PCIe 6.0 PAM4信號分析需求；

●DPOJET高級抖動分析，支持PCIe 6.0 Tx/Rx測試；

●低噪聲設計，確保高精度測量。

Anritsu MP1900A誤碼率測試儀

●支持64 GT/s PCIe 6.0誤碼率測試，確保信號完整性；

●與Tektronix示波器無縫集成，提供完整的端到端測試能力。

Tektronix PCIe 6.0 自動化測試軟件

●兼容SigTest、Seasim統計仿真工具，提高誤碼率分析的準確性；

●自動化校準，提高Rx測試效率和一致性。

未來展望：邁向PCIe 7.0與CXL 3.0

隨著AI計算和數據中心需求的增長，PCIe 7.0（128 GT/s）和CXL 3.0互連技術即將到來。Tektronix將持續優化測試方案，引領高速互連技術發展。