Ретаймер (retimer), редрайвер (redriver) — эти устройства используются в NVMe для удлинения линий связи.
Данные по линиям PCIe передаются на очень высоких частотах. Высокочастотные линии передачи «портят» передаваемый сигнал. Наряду с затуханием (потеря амплитуды), происходит искажение («размытие») формы сигнала — если передатчик выдает в линию строго прямоугольный импульс, до приемника доходит колоколообразный сигнал, еще и с задержкой. Эти искажения пропорциональны длине линии связи. Дополнительные искажения и отражения появляются при наличии неоднородностей — в нашем случае мест пайки, контактов разъемов и т.д. Еще больше картину ухудшают перекрестные помехи от соседних линий.
По приведенным причинам, высокочастотные линии связи строго ограничены по длине, иначе страдает надежность передачи.
С PCIe все было неплохо, пока ограничивалось платами расширения. Расстояние от контактов процессора до разъема PCIe небольшое, приемники сигнала на плате, как правило, располагаются вблизи разъема.
С появлением NVMe возникла задача во много раз увеличить длину соединения без потери качества и скорости передачи. На помощь пришли редрайверы и ретаймеры — они усиливают и восстанавливают форму сигнала.
Редрайвер
Редрайвер — аналоговый усилитель сигнала.
К сожалению, он усиливает не только полезный сигнал, но и шум, добавляя в линию еще и собственные шумы. В итоге — возможности редрайвера по увеличению длины линии PCIe ограничены.
Редрайвер абсолютно прозрачен для операционной системы. Он никак не управляется.
Основное преимущество редрайвера относительно ретаймера — меньшая стоимость.
Использование редрайверов в системах NVMe не рекомендовано. Производители оборудования должны провести тщательное тестирование прежде, чем принимать решение о применимости редрайвера в системе .
Приводится для оценки сложности устройства.
Ретаймер
Ретаймер — довольно сложное аналого-цифро-аналоговое устройство, содержащее собственный микроконтроллер. Он принимает сигнал из входной линии, дешифрует его (преобразует в цифровой, причем согласно протокола) и передает дальше по выходной линии. Во время сеанса тренинга и в процессе преобразования ретаймер взаимодействует с протоколом.
Ретаймер автоматически регулирует свои приемники и передатчики в соответствии с характеристиками канала и потребностями партнера по связи.
Таким образом, помимо восстановления амплитуды, ретаймер восстанавливает первоначальную форму сигнала и все длительности. При этом, все затухания, искажения, отражения отбрасываются. Начиная со свежей копии данных, можно расширить канал вдвое по сравнению с оригинальной спецификацией.
Ретаймер — активное устройство, требующее управления.
Приводится для оценки сложности устройства.
https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/white-papers/serial-bus-white-paper.pdf
https://pcisig.com/pci-express®-retimers-vs-redrivers-eye-popping-difference
На рисунках, приведенных ниже, показана форма сигнала на экране осциллографа на входе приемника (1), после преобразования редрайвром (2) и после преобразования ретаймером (3).
Преобразованный редрайвером (2)
Преобразованный ретаймером (3)
Перейдите в раздел «Оборудование NVMe«, в параграфе «Окружение» описан ряд ретаймеров компании Supermicro.
