探秘服务器里的高速 “桥梁”：高速设计之Serdes介绍

一、引言​

随着数据中心规模的不断扩大以及云计算、大数据等应用的蓬勃发展，服务器对于高速数据传输的需求愈发迫切。在服务器内部，各种高速器件之间需要进行高效、稳定的数据交互，而 Serdes（Serializer/Deserializer，串行器 / 解串器）技术应运而生，成为实现高速数据传输的关键。它能将并行数据转换为高速串行数据进行传输，在接收端再将串行数据恢复为并行数据，有效解决了高速数据传输中的时序、噪声和距离等问题。了解 Serdes 在服务器中的应用场景、工作原理、关键参数以及设计和布局布线的注意事项，对于优化服务器高速设计，提升服务器整体性能具有重要意义。​

二、Serdes 在服务器中的应用场景​

2.1 芯片与芯片的互联​

在服务器中，处理器（如 CPU、GPU、FPGA 等）与其他芯片之间的通信至关重要。以 PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）链路为例，下一代外设、服务器等都要求以更低成本和功率获得更大带宽。PCIe 协议不断升级，PCIe 4.0 要求信号传输速度达到 16Gbps，而基于 PCIe 5.0 的 CXL（Compute Express Link）1.1 以 32GT/s 的速度为缓存、内存和 I/O 设备提供数据传输。NVMe 存储设备采用 PCIe5.0 接口，将 SSD 吞吐量提高到每个 PCIe 通道 4GB/s，相比 PCIe3.0 速度提高了 4 倍。目前 x86 服务器中一般都应用了 PCIe3.0。这些高速串行链路数据通信协议都是基于 Serdes 实现的，希望具备 PCIe/CXL 链路通信功能的芯片（如 FPGA 与 CPU 通信）都要集成相应的 Controller 和 PHY IP 模块，此外还包括 PCIe Switch 交换芯片、PCIe Retimer 芯片等。​

2.2 以太网互连​

数据的爆炸式增长对网