PCIe® Gen 5 到PCIe Gen 6 可以说是一次极具指标性的重大技术飞跃，尤其是在讯号传输和编码方式上有着许多更新。在今天的文章中，百佳泰将透过实际量测与深度解折，带你一次看懂其个中差异！
PCIe Gen 6 与PCIe Gen 5的五大主要差异
传输速率与带宽
Gen 6 的速率是 Gen 5 的两倍，相当适合 AI、HPC、高速储存等高带宽应用。
讯号调变技术
Gen 5 使用 NRZ（Non-Return to Zero）两电平讯号。Gen 6 则改用 PAM4（Pulse Amplitude Modulation 4）四电平讯号，虽然能在相同频率下传输更多数据，但同时也带来更高的误码率。
编码方式与错误修正
Gen 5 采用 128b/130b 编码。Gen 6 则改为 FLIT（Fixed-Length Transaction）编码，并引入 FEC（前向错误修正）与 CRC（循环冗余检查）来降低 PAM4 的误码率。
功耗与新功能
Gen 6 增加了 L0p 低功耗状态，允许部分信道进入 idle 模式以节省能耗。除此之外，Gen 6也新增了像是DOE、CMA、DMWr、IDE 等机制，有助于提升安全性与数据传输效率。
向下兼容性
Gen 6 保持与前代 PCIe 装置的兼容性，让升级更具弹性。
在技术不断演进的浪潮中，产品的更新换代不仅反映了创新思维的推进，也揭示了市场需求的深层变化。接下来我们将聚焦于不同版本与世代的产品演化，一一剖析它们在设计理念、性能表现、以及在各种应用场景上的差异与升级。希望能够藉由这样的版本直接对照，帮助大家能够更清晰地理解各世代技术的优势与局限，进而挑选出符合需求的解决方案。
紧接着，百佳泰将深入比较两代产品在以下面向的差异：
- Impedance的差异（PCIe Gen 5.0）
- Insertion Loss @16GHz
在开始测试之前，我们还是先针对Gen 6 快速地科普一下。
- Loss Budget：从 36 dB 变成 32 dB。
- Add-in Card Insertion Loss Budget：从9.5dB 变成 8.5dB。
在测试设定上，我们使用的仪器是R&S 67GHz VNA
PCIe Gen6 CLB + PCIe Gen6 CBB
Impedance Measure Setting
- Rise Time：23.125ps
- Rise Time Definition：10%~90%
Insertion Loss Setting
- Start Frequency Range：10MHz
- Stop Frequency Range：40GHz
- Look at 16GHz/24.5GHz/36GHz
如果不是因为PCB色泽上的差异以及字面标示的不同，我们其实很难单从外观上辨别两者之间的差异。（特别是所有的零件位置和布局几乎是完全一模一样）。由于协会治具采用MMPX 设计，以致于出现CLB Tx（约莫2”）信号较短而Rx信号较长（约莫3~4”）的差异，但是在CBB Tx & Rx 的信号却又是等长（约莫3~4”），所以在对接之后会反应出不同的Impedance & Insertion Loos 的表现，于是我们采用短中长三对来呈现出测试的共通性和一致性。
在测试中，我们使用CLB Tx0/Tx8/Tx15 对应 CBB Rx0/Rx8/Rx15，以及 CLB Rx0/Rx8/Rx15 对应 CBB Tx0/Tx8/Tx15，来探究之间的差异。
接下来就来呈现我们所量测出来的结果：
1. Impedance
PCIe CEM Gen5 CLB
PCIe CEM Gen6 CLB
2. Insertion Loss@16GHz,
PCIe CEM Gen5 CLB
PCIe CEM Gen6 CLB
根据上面Gen5 和 Gen6的测试结果，以下让我们简易的整理归纳。左边Gen5(图片左侧 V.S. 右边Gen6 (图片右侧)
Impedance Comparison
阻抗测试小结
单从阻抗上的表现，我们并没有在Gen 5 和 Gen 6 间观察到明显的差异。但是在Connector Mating上，Gen 6 治具的阻抗反射Drop比Gen5治具要来得更小，具备更加稳定的特性。
Insertion Loss Comparison
插入损耗测试小结
从Insertion Loss@16GHz的表现上，我们可以直接发现Gen 6治具全面性的超越Gen5。
- 从CLB Tx + CBB Rx 的连接量测结果可发现，在16GHz的量测点上，有着 0.5495 dB差异。
- 从CLB Rx + CBB Tx 的连接量测结果可发现，在16GHz的量测点上，有着0.8927 dB差异。
结语
即便PCI-SIG协会目前对外表示PCIe Gen5 的治具可以通用在 Gen6的测试上，不过我们仍然可以从实际量测的报告结果中看到，协会在新版的PCIe Gen 6治具上还是做了一定程度的进化和改良，再加上Gen6 在Loss Budget 上的减少的情况下，未来若想要针对新一代PCIe Gen6 Compliance Electrical进行相关量测，使用全新的测试治具势必是测试者需要特别考虑的，届时百佳泰治具可以全然满足大家的需求。
下一篇，百佳泰将以全新概念化的治具与协会治具来一场世纪对决。有兴趣的你可千万不要错过！
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