Schon seit 22 Jahren ist beim Schnittstellenstandard PCI Express eines sicher: Der Durchsatz verdoppelt sich alle drei Jahre. Und genau das soll auch mit der kommenden Revision so bleiben: Jetzt wurden die Ziele für PCIe 8.0 offiziell formuliert. Kombiniert in beide Richtungen geht es auf bis zu 1 TB/s hinauf.

Keine Überraschung, doch allemal bemerkenswert

Wie schnell wird die nächste PCIe-Generation? Diese Frage war in den vergangenen 22 Jahren seit der Einführung von PCI Express immer leicht zu beantworten, denn stets wurde der Durchsatz schlicht verdoppelt. Im Jahr 2003 begann es mit PCIe 1.0 und einer Übertragungsrate von 4 GB/s als Maximum im Betrieb mit 16 PCIe-Lanes (x16). Im Dual-Simplex-Betrieb mit einer Datenübertragung in beide Richtungen sind es entsprechend 8 GB/s, was von der für den Standard zuständigen PCI-SIG auch stets als Bestwert angegeben wird. Mit PCIe 2.0 ging es hinauf auf 16 GB/s, PCIe 3.0 erhöhte auf 32 GB/s, PCIe 4.0 auf 64 GB/s und das aktuelle PCIe 5.0 schafft 128 GB/s simultan in beide Richtungen.

Noch in diesem Jahr soll PCIe 6.0 den Markt erreichen und 256 GB/s bieten. Erst im Juni 2025 wurden die Spezifikationen für PCIe 7.0 mit 512 GB/s verabschiedet. Dass es bei PCIe 8.0 nun also auf 1.024 GB/s respektive 1 TB/s hinaufgehen soll, ist alles andere als überraschend.

Sofern dies erneut gelingt, ist diese konstante Weiterentwicklung aber wirklich bemerkenswert. Voraussichtlich 2028 sollen die Spezifikationen von PCIe 8.0 in Stein gemeißelt sein. Auch der Zeitrahmen würde exakt zum bisherigen 3-Jahres-Rhythmus passen.

So sehen die Pläne für PCIe 8.0 aus

Die Bitrate erhöht sich bei PCIe 8.0 auf 256 GT/s, sie ist demnach doppelt so hoch wie bei PCIe 7.0 und viermal so hoch wie bei PCIe 6.0. Mit diesen Vorgängern teilt sich PCIe 8.0 die PAM4-Signaltechnik. Wie erwähnt steigt die maximale Übertragungsrate auf 1 TB/s bei bi-direktionaler Übertragung. In eine Richtung sollen entsprechend 512 GB/s übertragen werden können. Das gilt jeweils für das Maximum von 16 Leiterbahnen, wie sie etwa bei Grafikkarten üblich sind. Bei einer x4-Konfiguration, wie sie bei SSDs gängig ist, wären 128 GB/s (brutto) möglich. Zum Vergleich: Die ersten SSDs mit PCIe 6.0 x4 werden es auf rund 30 GB/s bringen.

Während die Pläne zur Geschwindigkeit konkret und von der eigenen Tradition festgelegt sind, sind andere Punkte noch nicht so eindeutig. So soll etwa der Einsatz einer neuen Verbindungstechnik geprüft werden. Details gibt es dazu aber noch nicht. Hier könnten die optischen PCIe-Verbindungen ins Spiel kommen, an denen schon seit einigen Jahren in einer Arbeitsgruppe gefeilt wird.

Optische Verbindungen könnten dabei helfen, nicht nur die Leistungsziele zu erreichen, sondern auch die Übertragung in puncto Energiebedarf effizienter zu gestalten. Eine geringere Leistungsaufnahme steht ebenso auf der aktuellen Wunschliste der PCI-SIG. Dass die Abwärtskompatibilität zu vorherigen Generationen beibehalten werden soll, versteht sich praktisch von selbst.

PCIe 8.0 vor allem für Rechenzentren relevant

Während private Computer bisher noch problemlos mit PCIe 4.0 auskommen und nicht zwingend PCIe 5.0 erfordern, kann es in modernen Rechenzentren gar nicht schnell genug gehen. Der Analyst Reece Hayden formuliert es so:

„Rechenzentrumsnetzwerke bereiten sich bereits auf die Implementierung der PCIe 6.0-Technologie vor und zeigen großes Interesse an der PCIe 7.0-Spezifikation. Die Einführung der PCIe 8.0-Spezifikation stellt sicher, dass die Bandbreitenanforderungen der Branche auch in Zukunft erfüllt werden.“

Dementsprechend ziele die PCIe-8.0-Spezifikation „auf die Unterstützung neuer Anwendungen wie Künstliche Intelligenz/Maschinelles Lernen, Hochgeschwindigkeitsnetzwerke, Edge-Computing und Quantencomputing sowie datenintensive Märkte wie die Automobilindustrie, Hyperscale-Rechenzentren, Hochleistungsrechner (HPC) sowie Militär/Luftfahrt ab“, schreibt die PCI-SIG in ihrer aktuellen Pressemitteilung.

Die aktuellen Zeitpläne

Zwischen dem Tag der Veröffentlichung der ersten Spezifikation bis zum Erscheinen der ersten Produkte liegen stets einige Jahre. Und so darf zwar mit der Spezifikation für PCIe 8.0 im Jahr 2028 gerechnet werden, fertige Produkte sind aber nicht vor 2031 zu erwarten. Zuletzt hat sich der Abstand zwischen der Komplettierung der ersten Spezifikation (Version 1.0) bis zur Aufnahme der ersten Produkte in die öffentliche PCI-Integratorenliste sogar vergrößert. Lagen bei PCIe 4.0 noch knapp zwei Jahre dazwischen, waren es bei PCIe 5.0 schon drei Jahre.

PCIe 6.0 zieht sich hin

Und ob PCIe 6.0 wirklich noch in diesem Jahr seinen Weg in verfügbare Produkte findet, ist noch nicht gesichert. Dabei ist die Spezifikation 1.0 für PCIe 6.0 bereits dreieinhalb Jahre alt.

Dass an PCIe 6.0 immer noch gefeilt wird, zeigt sich auch an den Zwischenschritten. Noch im Juni war PCIe 6.3 die jüngste Fassung, jetzt steht für Juli bereits die Version 6.4 in den Büchern.

ComputerBase hat Informationen in diesem Artikel von der PCI-SIG unter NDA erhalten. Die einzige Vorgabe war der frühestmögliche Veröffentlichungstermin.