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多年来，即使没有任何竞争性的通信标准，以太网的速度提升也保持了良好的发展速度。随着创新型公司继续提供具有创新设计技术的高性能SerDesIP解决方案，这一趋势没有放缓的迹象。SerDes在实现高速以太网连接中起着不可或缺的作用。
5g和4K点播视频、音频流、照片共享、物联网和人工智能深度学习等应用促进了对高速数据连接的巨大需求。支持其中许多应用的超大规模数据中心和企业云迁移计划，在推动快速采用最新的SerDes技术来实施以太网解决方案方面发挥了催化作用。112gbpsSerDes的里程碑是最近才实现的，这使得实现400g和800g以太网连接变得更加容易。
上个月，在DeDCON2021会议上，Alpha发表了题为“通往200GbPS串行链接的方式”的演讲。演讲稿由首席执行官Tony·皮亚利斯（LiuYifeipialis）和营销副总裁Clint·沃克（songZuyingWalker）撰写，Clint发表了演讲。许多从事IC设计的人都知道或听说过Alpha。在该公司成立仅四年后，他们最近在首次公开募股后掀起了一波浪潮。据Dealogic称，这是历史上规模最大的半导体IPO。
你可能不知道的是，Tony是一位持续创业的人，他在高速连接领域创建了三家成功的公司。很难相信不久前我第一次见到他时，我们还在谈论5Gbps，现在他开始谈论224gbps。事实上，那是15年前我第一次见到他，当时他还在斯诺的丛林里。当时，当大多数其他解决方案采用全模拟路线时，托尼已经开始谈论基于DSP的实现。在过去和现在，他似乎坚信这种方法的可扩展性，其结果不言而喻。AlphawaveIP提供的众多产品之一是112gbps长距离（LR）、低功耗、基于DSP的多标准SerDes。
根据我对托尼的理解，Alpha并没有停留在现有的成就上。在引入112gbpsSerDes后，他们开始了一场自我竞争，并在实验室进行了实验，以实现224gbpsSerDes。在DeXCON2021的演讲是关于他们的实验，发现和预测的基础上。本文将总结这次演讲的要点。
业界采用了最新的连接解决方案
从数据中心的角度来看，向高速以太网连接的转变不仅可以节省电力，还可以节省面积，从而提高互连密度。因此，该行业总是渴望迅速采用能够帮助他们朝着这个方向发展的技术。
上图包含了很多有用的信息。仔细观察中间的图表是很有趣的。当200gbpsSerDes出现时，1.6TB成为可能。目前的800gbe连接产品可以在不改变其设计复杂性的情况下将连接速度提高一倍。或者，它们可以保持800gbe的连接，降低设计的复杂性。无论哪种方式，他们都可以享受下一代SerDes的低功耗优势。
扩展到224gbpsSerDes的挑战
该设计采用pam4信令，支持超过25gb/s的数据速率。然而，pam4信号对噪声、反射、非线性和基线漂移更敏感。接收器的设计要复杂得多。有关224gbpsSerDes的信噪比（SNR）和抖动规格的严格要求，请参见下图。为了驱动合理的通道长度，需要将封装、电路板和电缆的插入损耗减半。
Alpha的波浪激电实验
本演示侧重于信号调制实验，以确定将提供224gbps速率的信令方案。Alpha在他的实验中考虑了2-PAM、4-PAM、6-PAM、8-PAMQPSK和16-QAM调制方案。更高的调制方案将引入更高的误码率（BER）。为了将误码率降低到可接受的10-6，他们必须将信噪比提高1-3dB。他们尝试了先进的DSP检测，使用最大似然序列检测器（MLSD）将信噪比提高1-3dB。在此基础上，它们可以将误码率提高两个数量级。
在将选择范围缩小到pam4和pam6调制方案后，他们对每个调制方案的两个不同通道进行了实验。
如上图所示，采用pam6调制方案的两个信道提供的结果均满足或超过上述要求。误码率在10-6（或更好）范围内，信噪比（SNR）高于20.5。
Alpha的波浪IP调查结果
Alpha认为，对于本研究中使用的224gbps长距离电力传输信道，pam6是一种可行的调制方案。Pam4将适用于极短距离（VSR）、中距离（MR）、芯片到芯片（C2C）和芯片到模块（c2m）的电气链路。建议使用全链路解决方案，使pam4能够用于长通道。
如果整个行业都能找到一种方法，使pam4成为一个完整的链路解决方案，那么所有相关人员都将受益匪浅。这需要生态系统中不同参与者之间的合作。例如，封装、电路板和电缆供应商的目标是减少插入损耗，实现更长的通道。系统供应商承诺减少对通道长度的要求。
如果业界的共同努力无法在pam4上产生完整的链路解决方案，pam6可以用于支持插入损耗过大的信道。
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