PCIe 6.0 博通 邁威爾 AI Ethernet CXL

客戶需求不等人 AI需求驅動PCIe防禦性演進

2026-04-21
在AI資料中心規模快速擴張的帶動下,高速互連技術正進入新一輪競爭階段。過去長期作為伺服器內部I/O匯流排的PCI Express,隨著頻寬需求急遽攀升,正逐步邁向更高世代。然而,在這波PCIe 6.0的推進過程中,除了回應AI運算對頻寬與延遲的需求外,另一項不容忽視的動機,是避免在資料中心互連架構中被乙太網路邊緣化。
AI對晶片互連的頻寬需求極高,PCIe技術的頻寬提升速度遠遠落後於這類應用需求。

雖然OFC向來是光通訊產業的年度大展,但在OFC 2026期間,博通(Broadcom)與邁威爾(Marvell)均發表支援PCIe 6.0的新產品,讓這項技術首次從規格文件走向具體實體。然而,若從產業競合角度來看,這些產品的出現,除了代表技術成熟度提升,也透露出PCIe陣營在AI時代所面臨的壓力。

高頻寬不再是唯一訴求 PCIe回應網路化趨勢

此次邁威爾推出的260-lane PCIe 6.0交換器(Switch)晶片,強調高radix設計以降低多層級交換器所帶來的延遲與功耗,並試圖以更扁平的拓撲支援大規模GPU連接。這樣的設計,表面上是為了解決AI伺服器內部scale-up的瓶頸,但其背後更深層的意涵,是試圖讓PCIe具備類似網路交換架構的能力。

長期以來,PCIe主要負責主機板內部裝置連接,而跨節點或跨機櫃的通訊則由乙太網或InfiniBand主導。然而,隨著AI訓練叢集規模不斷擴大,跨機櫃的資料流動成為常態,內部互連與外部網路之間的界線開始模糊。在此情境下,若PCIe僅維持傳統I/O定位,其角色勢必逐漸被邊緣化。

因此,邁威爾在產品設計上強化交換器能力,並支援與CXL架構的整合,實際上是在嘗試將PCIe從「裝置連接介面」提升為「系統內部互連層」,以延續其在資料中心中的重要性。

博通強化系統整合 AI Ethernet崛起下的競合壓力

相較於邁威爾偏向強化PCIe內部擴展能力,博通的策略則更著重於整體資料中心互連架構的整合,並且明顯將PCIe放在與乙太網並行發展的位置。其PCIe 6.0產品組合涵蓋交換器、重定時器(Retimer)與開發平台,同時又積極布局800G等級網路介面與交換晶片,顯示其並非單純押注PCIe,而是同時掌握運算互連與網路互連兩條主軸。

這樣的策略背後,與近年快速崛起的「AI Ethernet」密切相關。其中,由博通主導的Ethernet Scaling Ultra Ethernet Consortium(ESUN),正試圖在既有Ethernet架構上,導入更適合AI運算的特性,例如降低延遲、強化壅塞控制(Congestion Control)、以及最佳化大規模GPU叢集所需的流量調度能力。ESUN的核心目標,是讓乙太網從傳統的資料傳輸網路,進一步升級為可支撐AI訓練與推論的高效能互連架構。

與此同時,由多家雲端與晶片業者共同成立的Ultra Ethernet Consortium(UEC),也是一股推動乙太網進入scale-up應用場域的力量。UEC強調以開放標準為基礎,打造可擴展至超大規模叢集的乙太網互連技術。

在這樣的發展趨勢下,乙太網的角色已不再侷限於機櫃之間的連接,而是開始挑戰原本屬於PCIe甚至專用互連技術(如GPU direct interconnect)的應用領域。對博通而言,同時參與PCIe與AI Ethernet兩大生態系,某種程度上是一種風險分散策略;但從另一個角度來看,也反映出PCIe在AI時代所面臨的實質競爭壓力。

三大應用場域成形 但邊界仍在變動

從兩家廠商的產品策略來看,PCIe 6.0的應用方向已逐漸明朗,但其邊界仍在持續變動之中。

首先,在AI伺服器內部,PCIe 6.0將持續扮演scale-up的核心角色。高頻寬與低延遲特性,使其仍是連接CPU與GPU的主要介面。然而,隨著專用互連技術(如NVLink)持續發展,PCIe在此領域的角色仍需面對競爭。

其次,在機櫃層級,PCIe正嘗試向短距離scale-out延伸。透過重定時器與光電整合技術,其傳輸距離已逐步提升,使其有機會在特定場景中取代部分網路連接。然而,這一區塊同時也是乙太網與InfiniBand的傳統優勢領域,未來競合關係仍待觀察。

第三,在記憶體與資源池化方面,PCIe與CXL的結合,為資料中心架構帶來新的可能性。透過CXL提供記憶體語意,PCIe負責資料傳輸,兩者共同支撐資源解耦與動態配置。

整體而言,PCIe 6.0的應用場域雖已浮現,但尚未完全定型,其未來角色仍將受到其他互連技術發展的影響。

Pre-standard產品上場 PCIe治理機制面臨考驗

從產業角度來看,OFC 2026具有指標性意義。這是業界首次出現支援PCIe 6.0的交換器、重定時器發表,象徵該技術已從規格制定邁入實際導入前的關鍵階段。

然而,若從另一個角度觀察,此次產品亮相也反映出產業壓力正在累積。OFC長期以光通訊與網路技術為核心,而PCIe產品在此場合登場,某種程度上也顯示其應用邊界正向資料中心整體互連架構延伸。此一轉變是為了回應AI系統對頻寬與延遲的極端需求,同時也與網路技術形成更直接的競爭關係。換言之,PCIe 6.0的出現,不僅代表技術世代更新,更可視為其在資料中心互連版圖中「重新定位」的一個重要節點。

但值得注意的是,儘管博通與邁威爾均已發表PCIe 6.0產品,但目前市場上並未有正式通過PCI-SIG認證的晶片。據了解,此次博通與邁威爾的產品已完成FYI測試,但仍屬於pre-standard階段。

這一現象反映出產業需求與標準制定節奏之間的落差。在AI市場快速發展的情況下,系統廠與雲端業者對高頻寬互連的需求已迫在眉睫,使晶片供應商不得不提前推出產品。然而,當產品上市速度超越標準認證進程時,也可能帶來互通性與穩定性上的潛在風險。

更進一步來看,這也突顯出PCIe生態系在治理上的挑戰。當互連技術的演進不再僅由標準組織主導,而是受到市場需求與競爭壓力驅動時,如何在創新速度與系統穩定性之間取得平衡,將成為未來PCIe發展的重要課題。

在AI資料中心架構持續演進的過程中,PCIe是否能在與乙太網等技術的競合關係中維持其關鍵地位,仍有待後續觀察。但可以確定的是,PCIe 6.0的推進,已不僅是一次單純的技術升級,而是一場攸關資料中心互連主導權的競賽。

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