Allion Labs / Casper Lee

在上一篇文章(PCIe 5.0–外型规格与连接器)中曾提到储存装置因为NVM(Non-Volatile Memory)的崛起,加上尺寸缩小及速度提升需求,其外型规格(Form Factor)已经从2.5”演进到M.2,同时传输接口也从SATA转变到PCIe。M.2搭配NVMe的储存装置(M.2 SSD)已是业界现今主流,不论在消费性平台或服务器,都有它的存在,因此从测试的角度来看,M.2的测试治具除了提升检测的精准与便利性外,更将成为不可或缺的角色。

 

 (参考PCI Express M.2 Specification Rev:4.0 Version 1.0)

PCIe M Key for Storage的应用

由上面的M.2 的图示可以知道M.2 Form factors 的定义相当复杂,有A,E, A+E, B, B+M以及M Key等规格。细节先不一一说明, 我们把目标放在PCIe M Key (Socket 3) for Storage的应用,并以Host 测试为主,来探讨测试治具的设计。M.2 SSD已广泛应用于各式各样的系统中,全面取代机械式硬盘成为系统储存核心,从而突破原本储存的物理极限。虽然目前以PCIe Gen3主流的规格,已经可以满足一般使用者的大量应用,但在这云端服务及AI运算崛起的世代,开发商开始追求速度上的提升,也就是PCIe Gen 4 ,甚至于Gen 5。大家都乐见速度的无限提升,但产品推进的同时也需要大量的测试验证,而验证所需要的相关设备、仪器和治具,更是一大考验。

在治具方面,目前PCI-SIG协会提供的M.2测试治具依旧停留在PCIe Gen 3,而PCIe Gen 4 的测试也只能暂时以旧有治具勉强测试!市面上能使用于M.2 PCIe Gen 4 的治具,几乎不存在,即便是有,实际使用上也非常令人提心吊胆。怎么说呢? 让我们继续看下去。

先来说说协会M.2 Gen 3的治具,4组PCIe Tx / Rx 信号,加上Reference Clock 在2280的Form Factor上,布满了4 组 PCIe + 1 组Clock 共18pcs的SMP Connector。试想看看,当把18 条SMP Cable装上去,会是怎样的一个画面?

此外,市面上其他治具,采用的是软性PCB将M.2信号转成垂直,如此设计的优点,虽可以完全避免系统机构干涉而解决量测上的困扰,但转为垂直设计后造成的应力,却反而会缩短治具的使用寿命。试想如此昂贵的治具,却承受不了长期的使用,你能不担心吗?

基于百佳泰对于验证测试的Domain Knowhow 和数十年的测试经验,我们深深的了解到,测试时对于治具、仪器、设备以及操作上的繁琐。有时候,原始治具并不会从测试的操作面和方便性作为考虑,于是在测试的当下,往往令测试工程师苦不堪言。我们则是从测试的角度出发,进阶优化了原有测试治具的不足。因此我们改良并开发了M.2的治具使其更加方便及稳固。

我们的治具是采用两件式,将M.2 PCIe 的4 个Lane 分别拆解成Lane0/Lane1 和Lane2 /Lane3 两组。并同时把Cable 一同整合在治具上。

此外,我们也对连接器进行结构强化,改良原始连接器耐受度不良,使用上易造成损坏的疑虑,并使用高频设计专用连接器,其带宽超过40GHz。

百佳泰用模块化来整合连接线材,可以直接连接相关测试设备,不需要额外线材,可大大减少测试时多重线缆的拔取和连接,同时也具备不同长度与终端连接器,来满足各种不同测试需求。

您可以使用30cm 长SMP cable 模块,直接连接协会ISI Board,用来量测PCIe Gen4及即将导入采用的Gen5。

您也可以改用15cm的K connector cable 模块,直接接到示波器输入衰减值,量测PCIe Gen4或Gen5的信号。使用百佳泰开发的治具,让你拥有更多的弹性和方便性。

百佳泰秉持着专业服务的精神,并从客户的难处着手为理念,不断的协助客户解决验证或量测上的各种问题,让客户设计出来的产品,能够在最短的时间内获得质量验证的结果。

如您有产品验证或各种客制化量测的需求,欢迎您与百佳泰连系,

我们的服务信箱:service@allion.com