SerDes(Serializer/Deserializer)是指將晶片內部的並列(parallel)資料轉換為1條高速串列(serial)訊號發送,並在接收端還原為原本並列資料的電路,為發送端串列器與接收端解串列器的合稱。相較於排列大量導線的並列傳輸,可在減少導線數量的同時,以每1條數十~超過200Gbps的高速傳送資料。
SerDes是PCI Express、乙太網路、USB、SATA、CXL等連接晶片與晶片、電路板與電路板之高速介面實體層(PHY)的核心。高速訊號在通過印刷電路板導線或纜線的過程中會衰減,波形變鈍並與相鄰位元混在一起。因此在發送端以強化訊號的FFE(前饋等化器),在接收端以CTLE(連續時間線性等化器)或DFE(判決回授等化器)修正波形,並以從接收資料取出時脈的CDR(時脈資料回復)對齊時序。在近期的112Gbps與224Gbps世代中,採用以1次訊號傳送2位元的PAM4方式,在接收端使用AD轉換器與數位訊號處理的架構也逐漸增加。
在生成式 AI用的資料中心中,GPU與交換器晶片與外部交換的資料量急速增加,SerDes的速度、數量與功耗已成為系統性能的瓶頸。晶片周圍可排列的SerDes數量有限,因此也搭配將光收發模組放在晶片近旁的共同封裝光學(Co-Packaged Optics,CPO),以及以短距離並列導線連接小晶片(Chiplet)之間的UCIe等技術。SerDes電路設計困難,除了由新思科技(Synopsys)、益華電腦(Cadence)等IP供應商以設計資產(IP)形式提供外,博通(Broadcom)與Marvell等也自行開發。