高速與 SerDes

串並列轉換器(SerDes)

SerDes(serializer/deserializer,串化/解串化器)是晶片上讓兩顆晶片只用一條高速線、而非又寬又慢的並列匯流排來溝通的機器。想像 16 個人要在吵雜的房間裡隔空喊話:與其鋪 16 條獨立電話線,不如輪流把每個人的話一句接一句送進同一條好線,再到另一端重組。串化器把一個並列字(例如 1 GHz 下的 16 或 32 位元)多工成一條串列位元流,速率快上 16~32 倍(16~32 Gb/s);另一端的解串化器再把這條流重新時脈化還原成並列字。

正因如此,一個 PCIe 插槽只需少數幾支接腳而非上百支;也因此 400 Gb/s 乙太網路埠、USB、SATA、HDMI,乃至 AI 加速器與其 HBM 之間的鏈路,骨子裡都長得一樣。好處是省接腳、好佈線;代價是每條通道跑得太快,使得銅箔走線表現得像一條會損耗、會振鈴的傳輸線,逼出了本領域後續所有的等化、時脈回復與錯誤編碼機制。

line_rate = parallel_width × parallel_clock (e.g. 32 bit × 1 GHz = 32 Gb/s)

SerDes 以其線速(每通道 Gb/s,如 28G、56G、112G)來標示,再乘上通道數即為總頻寬——16 通道的 PCIe Gen6 在 64 GT/s 下可達約 1 TB/s。

又称
serializer/deserializer串化解串化器高速序列鏈路