PCIe® 7.0裝置測試解決方案
在實際測試條件下驗證 PCIe® 7.0 128 GT/s PAM4 訊號完整性
在 AI 伺服器與資料中心中，GPU 與加速器之間的資料流量持續快速成長，傳統互連技術面臨頻寬限制。為因應這些挑戰，PCI Express® 7.0 (PCIe® 7.0) 正式推出。
PCIe 7.0 採用 PAM4 訊號技術，並將資料傳輸速率提升至 128 GT/s。隨著傳輸速率提高，訊號更容易受通道損耗、反射及雜訊等因素影響。因此，相較於前幾代產品規格，PCIe 7.0 的設計驗證與訊號完整性評估更具挑戰性。
此外，PCIe 7.0 測試對測試條件的細微變化極為敏感，可能導致量測結果不一致，進而增加設計驗證的難度。為了確保評估結果的準確性與可重複性，工程師必須依循業界標準測試要求，建立穩定且一致的測試環境。
隨著傳輸速率持續提升，電氣傳輸距離也愈加受限，使透過傳統電氣通道進行板對板與機櫃對機櫃間通訊變得日益困難。為克服此挑戰，業界開始導入光感知重定時器 (Optical Aware Retimer)，透過將電訊號轉換為光訊號，進一步延伸訊號傳輸距離。
然而，截至 2025 年 6 月，光介面的相關規範與評估方法尚未實現標準化。因此，從事 Optical Aware Retimer 開發與評估的企業，必須自行建立測試方法，並建置專用測試環境。
PCI-SIG®、PCIe® 與 PCI Express® 為 PCI-SIG 的註冊商標。
PCIe 7.0 裝置測試面臨的挑戰
挑戰 1: 確保 PCIe 7.0 裝置測試的可重複性
隨著 PCIe 7.0 規格演進，訊號餘裕 (Signal Margins) 日益縮減，訊號品質更容易受封裝、印刷電路板 (PCB) 與連接器所構成之通道特性影響。通道損耗、阻抗不連續與訊號反射等現象，都可能造成傳輸訊號嚴重失真。
在設計驗證階段，除了驗證裝置功能，工程師亦須評估抖動 (Jitter) 與雜訊容忍能力，以確保符合效能要求。然而，即使是相同的裝置，測試訊號品質及量測條件的差異，皆可能導致結果產生明顯偏差，進而影響設計有效性評估的準確度。
因此，建立具備高度可重複的測試環境至關重要。若缺乏此一環境，開發團隊可能面臨漫長的除錯週期與反覆測試，導致產品開發時程延誤。
挑戰 2: 光介面測試環境之設計與建構
隨著 Optical Aware Retimer 導入，PCIe 鏈路除了傳統電氣訊號路徑之外，亦涵蓋光訊號傳輸路徑，以補償電氣與光學傳輸所造成的訊號劣化。
在光傳輸區段中，E/O (Electrical-to-Optical；電轉光) 與 O/E(Optical-to-Electrical；光轉電) 轉換器的效能，將直接影響整體鏈路的傳輸表現。然而，目前業界標準尚未明確規範此類元件的測試方法及評估標準。
因此，各供應商必須自行制定測試條件與評估方法。即使針對相同裝置進行測試，測試條件的差異，將導致不同環境下的量測結果難以直接比較。
對於導入光介面的系統而言，如何建立並維持適當且一致的測試條件與測試環境，即是一項重大挑戰。
PCIe 7.0測試解決方案
解決方案 1: 建立可重複且穩定的測試環境
訊號品質分析儀-R MP1900A 可產生符合 PCIe 7.0 規範的 128 GT/s PAM4 測試訊號，並透過訊號校準與可控的抖動/雜訊注入功能，提供穩定的接收端測試環境。
藉由降低量測變異，實現精確的接收端效能評估，使工程師得以判斷量測結果差異來自測試條件抑或設計變更。
因此，設計驗證的可靠性可大幅提升，減少重複測試需求並縮短除錯時間。
解決方案 2: 電氣與光介面整合特性分析
光電網路分析儀 ME7848A 可對 E/O 與 O/E 轉換器進行高精度特性分析，涵蓋頻率響應以及傳輸/反射特性 (S 參數) 量測，其有助於工程師定量評估包含光傳輸區段系統的傳輸特性。
此外，結合光取樣示波器 BERTWave MP2110A與光譜分析儀 MS9740B，可全面分析光眼圖，多通道效能，光波長與功率特性，以及光訊號雜訊比 (Optical Signal-to-Noise Ratio；OSNR）。
綜合運用上述解決方案，可為導入光介面的完整系統提供一致的評估方法，同時有效降低因各供應商不同評估方式所導致的測試偏差。
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