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多年来，即使没有任何竞争的通信标准，以太网速度的发展也保持了良好的速度。由于创新公司部署了创造性的设计技术以继续提供高性能 SerDes IP 解决方案，因此这种趋势没有放缓的迹象。SerDes 在实现高速以太网连接方面发挥着不可或缺的作用。
5G、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推动了对高速数据连接的巨大需求。支持其中许多应用程序的超大规模数据中心和“企业迁移到云”计划在推动快速采用最新的 SerDes 技术以实施以太网解决方案方面发挥了催化作用。112Gbps SerDes 的里程碑是在最近才达到的，这使 400G 和 800G 以太网连接的实现更容易。
在上个月举办的DesignCon 2021 大会上，Alphawave IP 做了一个题为“The Path to 200 Gbps Serial Links
”的演讲。改演讲由 Tony Pialis（Alphawave 首席执行官）和 Clint Walker（Alphawave 营销副总裁）撰写，演讲由 Clint 发表。
也许你们中的许多人都知道和/或听说过 Alphawave IP。该公司在成立后的短短四年内，就在首次公开募股后掀起了波澜。据 Dealogic 称，这是历史上最大的半导体 IPO。
但您可能不知道的是，Tony是一位连续创业者，他在高速连接领域创立了三家成功的公司。很难相信不久前我第一次见到他时我们还在讨论 5Gbps，而他现在正在谈论 224Gbps。好吧，那是 15 年前我第一次见到他的时候。当当时大多数其他解决方案都采用全模拟路线时，Tony正在谈论基于 DSP 的实现。他过去并且现在似乎仍然坚信这种方法的可扩展性，并且结果不言而喻。
Alphawave IP 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。
了解Tony的人都应该知道，Alphawave IP 不会满足于现状。在推出 112Gbps SerDes 之后，他们就开始了比赛，在他们的实验室中进行实验以实现 224Gbps SerDes。
DesignCon2021 上的演讲是关于他们的实验、他们的发现和基于此的预测。本博客将总结该演示文稿的要点。
从数据中心的角度来看，向更高速度以太网连接的转变不仅可以节省电力，还可以节省面积，从而增加互连密度。因此，该行业总是渴望快速采用能够帮助他们朝这个方向发展的技术。
上图加载了有用的信息。仔细观察中间的图表非常有趣。当 200Gbps SerDes 可用时，1.6TbE 成为可能。一个拥有 800GbE 连接当前产品的产品可以将其连接速度加倍，而不会过多地改变其设计的复杂性。或者，他们可以保持 800GbE 连接产品并降低其设计的复杂性。无论哪种方式，他们都可以享受下一代 SerDes 的低功耗优势。
设计采用 PAM4 信令来支持超过 25Gb/s 的数据速率。但是 PAM4 信号对噪声、反射、非线性和基线漂移更加敏感。接收器设计要复杂得多。请参阅下图，了解对提供 224Gbps SerDes 的信噪比 (SNR) 和抖动规范的严格要求。为了驱动合理的通道长度，封装、电路板和电缆的插入损耗需要减半。
本演示文稿侧重于信号调制实验，以确定将提供 224Gbps 速率的信令方案。Alphawave IP 在其实验中考虑了 2-PAM、4-PAM、6-PAM、8-PAM QPSK 和 16-QAM 调制方案。更高的调制方案会引入更高的误码率 (BER)。为了将 BER 降低到可接受的 10 -6，他们必须将 SNR 提高 1-3dB。他们尝试了高级 DSP 检测，以利用最大似然序列检测器 (MLSD) 将 SNR 提高 1-3dB。他们能够将 BER 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使用两个不同的通道进行了实验。
正如您在上图中看到的，采用 PAM6 调制方案的两个通道都提供了满足或超过前面所述要求的结果。BER 在 10-6 范围内（或更好）且 SNR 高于 20.5。PAM4 调制方案没有提供。
Alphawave IP 的结论是，PAM6 是一种可行的调制方案，可用于本研究中使用的通道的 224Gbps 远距离电传输。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。首选为长距离信道启用 PAM4 的整体链路解决方案。
如果整个行业能够找到一种方法使 PAM4 成为一个完整的链路解决方案，那对所有相关人员来说都是一个很大的好处。这需要生态系统内不同参与者之间的协作。例如，封装、电路板和电缆供应商共同致力于降低插入损耗以实现更长的通道。致力于减少通道长度要求的系统供应商。
如果行业协同努力不能在 PAM4 上产生完整的链路解决方案，PAM6 可用于支持插入损耗恶化过快的通道。
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（该视频由Alphawave官方在2020年9月发表）
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