減少I/O元件佔用空間

目前許多問世的新型客戶端與伺服器系統都搭載新型的輸入/輸出（I/O）插槽與連接器，其外形不同於過去10年來扮演主流的PCI（週邊元件互連）規格。變更過後的訊號規格加上PCI Express技術的問世，這套業界標準I/O技術預估將成為未來10年內客戶端、伺服器、以及通訊平台的主流I/O解決方案。(圖一)為PCI Express插槽。

《圖一　新PCI Express插槽 》

PCI Express 在設計效能上帶來重大的突破，運用尖端的高速序列互連架構，減少與系統處理元件之間所需的I/O連結線路，藉此減少I/O元件的佔用空間。PCI Express技術的問世亦代表業界之間多層面合作的研發成果。

為何要取代PCI？

大多數技術專家都熟悉現今的I/O PCI匯流排，PCI是在1990年代推出的區域互連架構。當時Inte處理器依循摩爾定律的預測速度，持續提升運作效能。然而PCI匯流排的速度卻原地踏步，僅有些許的效能提升。

這些發展造成處理單元與I/O之間的效能差距持續拉大。PCI Express這套新的I/O連結架構發揮能延用10年的技術創新設計。運用這種改良技術，IT管理者能提升整個企業的系統效能與可靠度。

提升企業整體的效能

在客戶端系統方面，轉移至Gigabit乙太網路會讓現今的PCI匯流排耗去可觀的頻寬，僅留下些許的效能供其他系統配接卡利用。在轉移至PCI Express技術之後，每個I/O介面都能提供一個頻寬達每秒2.5 gigabit的專屬通道，讓每個插槽的匯流排效能提高3倍，帶來充裕的效能擴充空間，滿足Gigabit乙太網路與未來客戶端連結的需求。

在企業方面，未來的乙太網路將朝向multi-Gig 與10Gbps連結的方向發展。現今的PCI-X伺服器連結技術的寬頻不足以支援10Gbps的效能需求。轉移至PCI Express的策略讓每個插槽獲得10至20 Gbps的區域I/O流量，針對各種10-Gbps乙太網路環境提供通暢無阻的I/O連結。

現今的工作站與桌上型平台運用專屬的8倍速AGP（加速繪圖埠）匯流排來連結繪圖卡。繪圖產業正迅速轉移至PCI Express x16的連結技術，將繪圖介面的效能提升至40 Gbps。這種轉移帶來更高的的繪圖功能，是以往運用AGP互連技術無法達到的境界。多家頂尖繪圖廠商在2004年宣佈推出相關產品，ATI與Nvidia都將配合Intel 925x/915 Express晶片組與Intel E7525晶片組平台問世，同步推出全系列產品。

像是SCSI（小型主機系統介面）與光纖通道在內的儲存互連技術都推出許多效能改良方案，帶來更高的傳輸速度。Serial Attached SCSI 加上即將推出的multi-Gig光纖通道技術，儲存產業將有機會能大幅提升運作效能。

PCI Express在不久的將來能夠建置多重連結埠、速度達數gigabit 的HBA（主機匯流排配接器），徹底擺脫區域I/O的傳輸瓶頸。就長期而言，隨著儲存互連介面轉移至10-Gbps的速度，PCI Express能在儲存效能方面提供長期的發展藍圖。

叢集技術（clustering）是另一個受惠於PCI Express的領域。InfiniBand連結技術讓PCI Express能為資料中心提供10-Gbps的叢集環境傳輸效能。InfiniBand架構已發展成第一套業界標準的10-Gbps技術支援各種資料中心的叢集環境。與PCI-X的叢集組態相較，PCI Express讓InfiniBand叢集系統能透過全線速的InfiniBand介面連結伺服器晶片組，大幅提升叢集技術的效能。

定義新的I/O技術

電子產業界在數年前就體認到使用者對於新I/O技術的需求正持續攀升。為提供一套理想的新技術來滿足業界的需求，許多業界工程師著手規劃各方面的技術規格，讓使用者能發揮最新科技的優勢，同時保護現今在PCI介面上挹注可觀的軟體投資。這方面的努力最終凝聚出PCI Express規格，並在2002年7月通過PCI-SIG的審核。

PCI-SIG-技術規格的維護機構

若沒有一個產業組織負責維護規格，並為整個業界提供一套公平的競爭環境，讓業者能根據技術規格開發各種產品，業界標準就無法成形。PCI Special Interest Group（PCI-SIG）是電腦產業史上最成功的業界標準組織之一。最初是為了開發PCI所創立的SIG，目前已有超過900家成員廠商，涵蓋產業的各個領域。PCI Express規格轉移給PCI-SIG管理後，該組織將為PCI Express提供相關支援。而英特爾是PCI-SIG理事會創始成員，在所有主要工作小組中都派有技術與行銷部門的代表出席。

PCI-SIG工作小組持續針對各種新應用來開發PCI Express，其中包括無線型產品規格以及伺服器的I/O模組。PCI-SIG亦推出相容性與互通性計畫，確保PCI Express系統與配接器能自2004年起順利問市，顧客可看到整個產業緊密地合作。

提供各種產業工具

自從PCI Express技術規格底定以來，已有超過100家廠商公開宣佈計畫自2004年起推出相關產品，並配合已推出的Intel 925x/915 高速晶片組、Intel E7525晶片組、以及Intel E7520晶片組平台問世。為針對各種Intel架構提供完善的支援，PCI Express互通性實驗室成為扮演促進各家廠商產品與Intel晶片組及平台之間的互通性之寶貴工具。

包括像Intel PCI Express產品開發套件（PDK）、PCI Express互通性實驗室、遍佈全球各地的英特爾據點等都是可協助業界加快開發各種PCI Express產品的工具。業界合作的成果，就是所有主要廠商的配接器（adapter）技術都在PCI Express系統發表時同步上市。

結論

支援PCI Express介面的產品預計自2004年底至2005年之間大量問世，業界已著手針對這項I/O技術進行改良，並搜集顧客對於第一套支援PCI Express介面解決方案的意見回饋。預料不久將進一步收到新的產品規格設計以及接線規格（cable specification），以及採用英特爾架構之客戶針對PCI Express平台效能表現的相關訊息。

（本文由英特爾Intel提供）

延 伸 閱 讀	PCI Express 有別於 PCI 匯流排多點下傳平行匯流排技術，以交換式（ Switch ）點對點（ Peer-to-Peer ）序列傳輸技術為首，在資料傳輸上可滿足更高的伺服器資料處理量。相關介紹請見「PCI Express技術發展趨勢」一文。 從ISA Bus開始到現在的PCI Express，匯流排已經歷了20年的時間，而相容性和傳輸的速度也不可同日而語，藉由本文的介紹，讀者將會了解匯流排的過去的歷史與未來的發展，並進一步認識 PCI Express 的技術標準。你可在「新一代高速匯流排標準競賽-PCI Express技術發展趨勢」一文中得到進一步的介紹。 為何 PCI-E 的技術熱潮延燒至今，儼然成為玩家未來不可或缺殺手級產品？在「第三代PCI Express匯流排登場」一文為你做了相關的評析。

相關組織網站	PCI-SIG官方網站 Intel官方網站 Nvidia　PCI Express技術首頁