帶動(dòng)PC前進(jìn)的新總線,，PCI Express總線普及化超乎想像
PCI Express是目前最新的高速序列連線技術(shù)之一，在短期內(nèi)將會(huì)無所不在,。由于PCI Express承繼全球相當(dāng)普遍的PCI資料匯流排,，因此這項(xiàng)技術(shù)具有快速帶動(dòng)PC以及週邊配備市場(chǎng)的威力和重大意義，因而受到相當(dāng)?shù)闹匾暋?nbsp;
PCI Express與PCI,、PCI-X不同的是,，PCI Express采用速度更快與更簡(jiǎn)易裝置的序列技術(shù)，以達(dá)到高效能內(nèi)連結(jié)所需的頻寬,。更有趣的是,，PCI Express因各式各樣的需求的關(guān)係，足跡已遍佈在各種應(yīng)用系統(tǒng)和市場(chǎng)中,。
PCI Express帶動(dòng)PC元件演進(jìn)
PCI Express優(yōu)異的效能帶來的優(yōu)勢(shì)如下：
．序列技術(shù)可提供具擴(kuò)充性的效能,。
．每個(gè)元件具備專屬的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連結(jié)，有別于PCI采用共用匯流排,。
．高頻寬：最高理論值為每秒0.5至0.8 Gb的頻寬,，并提供多種組態(tài)選項(xiàng)。
．具備與目前驅(qū)動(dòng)程式及軟體的回溯相容性,。
．采小型連接器,，建構(gòu)比較容易且節(jié)省成本。
進(jìn)階功能包括：
．先進(jìn)的電源管理
．支援即時(shí)資料流量
．熱插拔以及熱抽換功能
．資料完整性與錯(cuò)誤校正功能
由于具備以上多種功能,，PCI Express將可帶動(dòng)PC介面的演進(jìn),。尤其現(xiàn)在的終端用戶愈來愈注重頻寬，PCI Express更能提供極具吸引力的解決方案,。PCI Express和USB,、SATA一樣，不再采用寬廣的平行匯流排,，而改用精簡(jiǎn),、快速的序列匯流排。這樣可以減少背板上的線材或連接線材的數(shù)量,，因此可降低EMI,、節(jié)省成本和空間，而且PCI Express和目前的PC架構(gòu)能夠回溯相容,，因此不必重新設(shè)計(jì)系統(tǒng),，便可改采用PCI Express平臺(tái)的實(shí)體系統(tǒng)網(wǎng)路架構(gòu)。有鑒于PCI Express可大幅提高效能,，以及具備回溯相容的特性,，這套技術(shù)未來可望達(dá)到廣泛的普遍性。PCI Express將會(huì)取代目前使用PCI技術(shù)之處,，而且應(yīng)用范圍會(huì)更為廣泛,。由于目前PCI Express規(guī)格具備回溯相容性，因此PCI元件需要升級(jí)或重新設(shè)計(jì)時(shí),，將可由PCI Express直接取代,。另外，因PCI Express可提供更高的頻寬,，因此能打開全新的市場(chǎng)與應(yīng)用領(lǐng)域,。目前這套技術(shù)共有5主要的建構(gòu)格式：
．和Low-profile的介面卡：適用于桌上型電腦、工作站與伺服器,。
．迷你介面卡(Mini Card)：適用于筆記型電腦,。
．ExpressCard：適用于可攜式電腦以及桌上型電腦。
．不同分割元件之間的線材連接,。
．主機(jī)板上芯片與芯片間的連結(jié),。
目前標(biāo)準(zhǔn)型以及Low-profile的PCI介面卡應(yīng)用于伺服器、工作站與桌上型電腦,。PCI Express同樣也制定了標(biāo)準(zhǔn)型與Low-profile的介面卡格式,，可以取代原先的PCI介面卡，而且這些PCI Express介面卡的大小大約與PCI介面卡相當(dāng),。
Mini Card與ExpressCard主要是為行動(dòng)應(yīng)用而設(shè)計(jì),，PCI Express Mini Card可以取代行之有年的PCI Mini Card，例如目前大多數(shù)筆記型電腦內(nèi)建的802.11規(guī)格,，就是采用PCI Mini Card,。相較之下，PCI Express Mini Card內(nèi)建一個(gè)x1 PCI Express的通道傳輸,、USB 2.0連線,、以及使用在裝置管理方面的SMBus連結(jié)。除了PCI Mini Card轉(zhuǎn)換成PCI Express Mini Card之外,，ExpressCard尺寸外型也有類似技術(shù)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì),。事實(shí)上，ExpressCard尺寸外型的轉(zhuǎn)移乃是源于PCMCIA卡,，而PCMICIA卡也是行動(dòng)應(yīng)用普遍使用的插卡格式,。另外，PCI Express的ExpressCard同樣也具備一個(gè)x1通道傳輸,、USB 2.0連線以及SMBus,。如圖1所示，PCI Express提供兩種尺寸外型的介面卡,。
目前PCI SIG也積極擬定一套PCI Express線材規(guī)格,，一旦規(guī)格完成,，將可利用PCI Express高速資料傳輸率及低接腳數(shù)的連接器，以進(jìn)行元件之間的連結(jié),。
顯而易見的,，PCI Express在技術(shù)層面而言具備廣為接受的條件。然而有趣的問題是究竟會(huì)應(yīng)用在哪里,？哪些應(yīng)用系統(tǒng)能發(fā)揮最大的效益,？原因?yàn)楹危恳韵挛覀儗⑨槍?duì)PCI Express的應(yīng)用領(lǐng)域加以說明,。
多樣化的應(yīng)用領(lǐng)域
還記得您的第一臺(tái)PC嗎,？當(dāng)你想要加裝數(shù)據(jù)機(jī)或是序列埠時(shí)，必須先插入一片新的介面卡,，然后設(shè)定半打Jumper開關(guān),，以配合config.sys檔案的設(shè)定。然而,，現(xiàn)在時(shí)代不同了,，大部分的PC用戶從未打開過PC的機(jī)殼，而且主機(jī)板都已內(nèi)建音效卡,、繪圖卡,、SATA、乙太網(wǎng)路和USB功能,。儘管如此,，還是有些功能PC本身并未提供，或是內(nèi)建的功能不夠強(qiáng),，因此造就了未來PCI Express插卡市場(chǎng)的商機(jī),。以下我們將逐一探討下列各種應(yīng)用以及PCI Express和ExpressCard如何運(yùn)用在這些應(yīng)用上：
．顯示卡
．無線區(qū)域網(wǎng)路
．儲(chǔ)存裝置
．傳統(tǒng)介面(序列與平行埠)
．影像采集
．Firewire / 1394介面
．USB主機(jī)端
．南橋芯片組的其他用途選項(xiàng)
PCI Express頻寬提供顯示卡需求
顯示卡未來將佔(zhàn)插卡市場(chǎng)的最大宗。PC游戲玩家會(huì)希望他們的系統(tǒng)能提供更逼真的影像與著色效果,，而繪圖卡廠商也迫不及待希望以可媲美廉價(jià)PC的價(jià)格推出玩家們渴求的PC系統(tǒng),！
由于視訊加速技術(shù)市場(chǎng)是PC產(chǎn)業(yè)中成長(zhǎng)最快速的市場(chǎng)區(qū)間之ㄧ，因此廠商也迫切的希望能加快高階視訊產(chǎn)品上市的時(shí)間,。目前標(biāo)準(zhǔn)畫質(zhì)的影像卡可提供的資料傳輸率只有每秒27Mb的速度,，由于產(chǎn)業(yè)界十分期待另一個(gè)更優(yōu)異之視訊標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，因此PCI Express的頻寬恰好適合這類型的應(yīng)用,。
串起無線區(qū)域網(wǎng)路連結(jié)
另一個(gè)相當(dāng)大的插卡市場(chǎng)將會(huì)是筆記型電腦使用者所需的無線區(qū)域網(wǎng)路功能,。雖然目前大多數(shù)筆記型電腦都已內(nèi)建無線網(wǎng)卡，但無線網(wǎng)路標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展速度太快,，以致于基本平臺(tái)無法跟進(jìn),，所以通常還是以Compact-PCI卡的形式，插在筆記型電腦的底部,。此外,，最便宜的筆記型電腦為了節(jié)省成本,，通常會(huì)省略無線網(wǎng)卡模組。即使電腦本身已具備無線網(wǎng)卡,，還是有很多用戶希望能升級(jí)到最新的無線網(wǎng)路標(biāo)準(zhǔn),。雖然802.11n標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格即將問世，但是大多數(shù)筆記型電腦內(nèi)建的無線網(wǎng)卡,，還停留在逐漸轉(zhuǎn)換到802.11g的階段,。
桌上型電腦的無線網(wǎng)路卡也是另一個(gè)相當(dāng)龐大的潛在市場(chǎng),，很多用戶將無線網(wǎng)路連上DSL或Cable Modem,，理由相當(dāng)簡(jiǎn)單─，使用無線網(wǎng)路后就不必在家里佈設(shè)CAT-5網(wǎng)路線,。尤其對(duì)許多在外租房子的電腦用戶,，無線網(wǎng)路是連接不同房間內(nèi)的電腦之唯一方法。但是在桌上型電腦市場(chǎng)上存在的唯一問題就是,，究竟用戶愿不愿意打開PC來安裝網(wǎng)卡,；或是這個(gè)市場(chǎng)最終會(huì)被USB裝置所主導(dǎo)？
填補(bǔ)儲(chǔ)存功能不足
目前內(nèi)建于PC主機(jī)板的SATA(序列ATA)或PATA(平行ATA)等各種介面,，已經(jīng)可以滿足大多數(shù)的內(nèi)部?jī)?chǔ)存裝置需求,。而相當(dāng)普遍的USB-ATA橋接芯片，可以滿足大多數(shù)外接儲(chǔ)存裝置的需求,。然而,，仍然有些使用者希望透過ExpressCard將Memory Stick或MMC記憶卡裝置加裝在電腦里。此外,，USB匯流排的頻寬也不足以供應(yīng)16x DVD燒錄器使用,，未來的儲(chǔ)存市場(chǎng)將會(huì)被新型介面取而代之。目前仍有PCI Express,、SATA與1394這三種實(shí)際方案可填補(bǔ)這個(gè)市場(chǎng)區(qū)間,。
傳統(tǒng)介面之轉(zhuǎn)換
許多使用者仍運(yùn)用著較為老舊的序列或平行埠周邊配備，但這些配備卻無法輕易替換,，因此現(xiàn)在的PC廠商愈來愈不愿意耗費(fèi)成本和空間在這類週邊配備上,。然而，使用序列介面EEPROM編程器的工程師,，或是使用并列式列印埠雷射印表機(jī)的商人,，都是同樣不愿意替換這些昂貴的週邊配備。顯然的,，其解決之道是透過選購(gòu)附加卡的方式將新的功能加入裝置或筆記型電腦擴(kuò)充底座中,。
增加影像采集并降低延遲
隨著PC愈來愈普及，其觸角由工作場(chǎng)所延伸到家庭,，然后再到客廳,，因此視訊采集的需求也愈來愈高,。目前在市面上已有PCI及USB裝置的產(chǎn)品來滿足這方面的需求，但視訊傳輸對(duì)頻寬的需求永遠(yuǎn)是有增無減,，因?yàn)樵诓杉b置與目的磁碟或記憶卡之間的視訊傳輸,，如果可以增加頻寬和降低延遲的情況下，由于所需的記憶體較少,，所以可以減低采集裝置的成本,。同時(shí)采集裝置還可使用更高的畫質(zhì)同時(shí)錄下更多的頻道。另一方面,，改用PCIe規(guī)格之后,，影像壓縮的例行工作也可輕而易舉的轉(zhuǎn)移到Pentium處理器來處理。
1394介面發(fā)揮更高效能
1394幾乎已成為數(shù)位攝錄機(jī)與電腦之間的標(biāo)準(zhǔn)介面,，然而它郤不是是桌上型或筆記型電腦的標(biāo)準(zhǔn)介面,。目前市場(chǎng)已經(jīng)逐漸開始回應(yīng)這項(xiàng)需求，至少已有一家芯片廠商宣布將特別為1394介面開發(fā)一款適用于PCI Express的芯片,。由此實(shí)例可得知PCI Express不但能滿足技術(shù)需求,，還可回應(yīng)業(yè)界不斷升級(jí)與更新的愿望。1394b比標(biāo)準(zhǔn)的PCI或USB介面的速度更快,，所以將可有助于PCI Express發(fā)揮更高的效能,。
南橋芯片組開發(fā)需求
最后,，我們探討的PCI Express插卡應(yīng)用與前面所探討的各種應(yīng)用截然不同,。目前的PC芯片組分為兩大裝置：北橋芯片組，也稱為記憶體控制器集線器(MCH),，負(fù)責(zé)控制CPU,、記憶體,、以及一個(gè)供顯示卡使用之x16 PCIe通道傳輸?shù)腞oot埠。南橋芯片組也稱為I/O集線控制器集線器(ICH),，透過一個(gè)專屬電子介面連接到北橋芯片組,。
雖然北橋芯片組的x16 PCIe連結(jié)是設(shè)計(jì)給顯示卡使用，但也可做為其他用途,。這個(gè)x16連結(jié)的速度,，事實(shí)上比南橋、北橋芯片之間的專屬連結(jié)更快,，因此如果能開發(fā)一套可連接到Intel或AMD系統(tǒng)的通用南橋產(chǎn)品,，這樣的方案可能更為實(shí)際。另一方面,，若能開發(fā)一款低價(jià)位PC,，其中不再包含6、7百個(gè)接腳的南橋芯片,，而是改用一個(gè)PCI Express交換器搭配多款較小型的週邊裝置,，這樣的組合也是相當(dāng)合理的,。
PCI Express最佳設(shè)計(jì)即將現(xiàn)身
有鑒于PCI Express廣大的應(yīng)用范疇，因此芯片製造商無不極盡所能,，開發(fā)出可適用于各種市場(chǎng)的產(chǎn)品,。但系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員及工程師，必須確切了解終端用戶對(duì)速度與效能升級(jí)的需求,，并做好技術(shù)轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)備,。
相較于最近幾年來其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)，PCI Express的做法有所不同,；PCI Express認(rèn)真考慮到軟硬體輕松升級(jí)的重要性,，這樣的方式有助于新標(biāo)準(zhǔn)的普及化。現(xiàn)在真正的問題是,，誰將會(huì)最先研發(fā)出PCI Express的最佳設(shè)計(jì)方式以惠及廣大的消費(fèi)大眾,，并晉升為下一位電腦界的富豪,！
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