新一代PCIe 规范今年即将到来，5G、云计算、人工智能和其它数据密集型连接技术推动数据流量日益增长。PCIe 正好满足这一市场需求。

全球连接器专家Bob Hult先生回顾了过去20年来对电子连接器行业产生重大影响的主要技术趋势，本篇重点审视了PCIe规范的演变。

PCIe是外围组件快速互连的英文缩写，这是一种点对点、高速内部和外部扩展总线协议，自2003年引入以来一直是前沿的I/O通信规范。PCI特殊利益集团(PCI-SIG)在其成员帮助下创建并维护PCIe 规范，成员包括700多个电子元件和设备制造商。

I/O带宽大约每三年增加一倍。最新的PCIe规范PCIe6.0定义了64GT/s的速率。

为了匹配不断增加带宽需求，PCI-SIG进行了多次迭代，升级PCI规范，同时保持完全兼容性。这个过程包括开展合规性研讨会，按照这个不断发展的标准来证明性能。

PCIe 规范的发展集中在支持千兆以太网性能增强需求上。

最新的PCIe规范PCIe6.0包括低延迟正向纠错(FEC)，提高了带宽效率。

由于其编码方式不同，PCIe以每秒千兆位(GT/s)传输数据。两个系统之间的数据传输速率不同，PCIe系统相关的性能也应匹配。

在最初的2003年迭代中，PCIe1.0启用了2.5GT/s系列信道。这一迭代标准主要集中在个人计算机行业。

PCIe规范已经发展到适应更高带宽，目前PCIe5.0迭代适应32GT/s。 (图片由Keysight技术公司提供)

PCIe2.0于2006年推出，将速度提高了一倍，达到5GT/s。未来几代扩展总线协议的速度都将按此步伐进行。

在2010年，PCIe3.0规范发布了每信道8GT/s的比特率。编码方式的改变使PCIe2.0的数据带宽几乎翻了一番。这一升级反映了工作站和服务器中新应用的需求。

PCIe4.0的开发和发布花了非常长的七年时间。当它最终在2017年推出时，它的性能增加了一倍，达到了16GT/s，通过X16配置可达到32Gb/s。第四代还降低了功耗。第一批实施PCIe4.0的消费产品于2019年初进入市场。

PCIe5.0规范需要快速响应服务器、云计算、人工智能和5G等新数据密集型应用的需求，PCIe5.0规范被快速发展，并于2019年5月发布，距离PCIe4.0推出不到两年。PCIe5.0比上一代的最大数据速率又增加了一倍，达到每信道32GT/s，总带宽为128Gb/s。信号的完整性也得到了改善。定义的卡边缘连接器被优化，支持更高的比特率，同时保持迭代的兼容性。第一款支持第五代产品于2019年年中进入市场。

在2019年6月18日，PCI-SIG宣布开发PCIe6.0，将推动数据速率到64GT/s每信道，X16配置中可高达256GB/s。第6.0代将是PCIe利用PAM4信令和正向纠错的第一个版本。 连接器预计将完全兼容所有以前版本的PCIe。完整的PCIe6.0规范将于2021年发布。

PCI-SIG的一个基本原则是保持卡边连接器的兼容性。 随着带宽需求增加，PCB连接器的机械配合规格应保持不变。

在PCIe规范中，标准版本是低成本，1mm间距，双排边卡连接器，同时可提供极化和适当配合的子卡。连接器具有垂直、直角、低轮廓和跨座式配置，并支持通孔和波焊点焊接等。

Samtec的高速板对板和背板连接器组合包括几个PCIe Gen5和Gen-5兼容连接器。

PCIe主板连接器有四种不同的尺寸，包括36、64、98和164个位置。每个通道都提供相应的带宽。连接器被描述为x1，x4，x8和x16，根据应用选择不同的带宽信道数。

这个主板有七个PCIe插槽，可以通过添加显卡来扩展系统的速度。(图片由Learn Computer Science提供)

最近一代PCIe5.0，通过添加表面安装版本和较短的匹配距离来升级边缘连接器。通过优化PCB上金手指，改进了通道和路径，升级了PCB层压板材料，大幅提高信道性能。

PCIe也可用于外部电缆应用。在2007年，PCI-SIG定义了一个外部电缆规范，PCIe1.0和2.0通过铜电缆实现。

Molex iPass 连接器系统支持x4、x8和x16链接宽度。 用于x1应用的D-sub连接器。

在需要特别长通道的应用中，光纤上的PCIe是解决方案。 Samtec提供多种PCIe-over-fiber技术，解决长达100米的高性能计算和数据中心应用，包括新的PCIe-Gen-4-Over-Fiber适配器卡。

在OFC2017的Samtec FireFly™演示中，Samtec首次亮出了它的PCIe-over-fiber技术。

外部布线选项的增加为医疗、仪器、外部存储、视频、甚至军事设备方面的新兴应用打开了大门。

PCIe规范的不断发展对如何能够继续繁荣和支持下一代需求至关重要。