PCI Express架構(gòu)QA問題解答 - 全文

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　　Q1: 何謂 PCI?

　　A1: PCI,，Peripheral Component Interconnect;是一種于1992年針對桌上型計算機與服務(wù)器應(yīng)用所開發(fā)出來的并行總線架構(gòu)。在1990年代的后半期，PCI也被用于通訊和嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用上。今天，PCI是一個在個人計算機、服務(wù)器、通訊裝置與嵌入式系統(tǒng)等應(yīng)用中，具有先占優(yōu)勢的局部總線(local bus)。PCI已經(jīng)演化成許多不同的衍生格式 (例如PCI, PCI-X, PCMCIA, CardBus, CompactPCI等等)，所有的并行總線技術(shù)都必須符合它所對應(yīng)的應(yīng)用當(dāng)中的特定要求。

　　Q2: 什么是 PCI Express架構(gòu)?

　　A2: PCI Express? 架構(gòu) 是一個開放的規(guī)格;它從一開始就被設(shè)計用來強調(diào)能夠在運算與通訊產(chǎn)業(yè)的多種市場區(qū)隔當(dāng)中，滿足其現(xiàn)有及未來廣泛的系統(tǒng)連結(jié)需求。PCI Express 架構(gòu) 界定出一個具彈性與可擴充性的高速、以序列形式、點對點的熱插拔/熱交換的連結(jié)架構(gòu)，此一架構(gòu)在軟件部分是與PCI兼容的。PCI Express 的名稱與PCI Express的標(biāo)志是PCI-SIG?.的商標(biāo)。

　　Q3: 究竟是什么促成了PCI Express 架構(gòu)的誕生?

　　A3: 新興的運算與通訊平臺對于系統(tǒng)連結(jié)的需求超越了諸如PCI等傳統(tǒng)并行總線的能力。諸如10GHz和更高的CPU 速度、更快的內(nèi)存、高效能的圖形處理、多gigabit/second (Gbps)的網(wǎng)絡(luò)儲存與通訊接口，還有高速的消費性裝置等技術(shù)創(chuàng)新，使得一個系統(tǒng)的連結(jié)接口需要比今日的PCI規(guī)格提供更大的頻寬與彈性。

　　Q4: 目前3GIO的發(fā)展?fàn)顩r如何?

　　A4: PCI Express 架構(gòu)的基礎(chǔ)是建立在Arapahoe Working Group之下，以第三代輸入/輸出(Third Generation I/O)或 3GIO? (前兩代分別是ISA 和PCI/PCI-X 總線)為其代號。在2002年初期，, 3GIO的所有權(quán)被轉(zhuǎn)移到PCI-SIG旗下， 至此3-GIO被重新命名為PCI Express 架構(gòu)。3GIO 的名稱也是PCI SIG.的一個商標(biāo)。

　　Q5: 目前PCI Express 架構(gòu) 規(guī)格為何?由誰制定?

　　A5: 在2002年7月22日，經(jīng)過整個PCI-SIG會員的審查與PCI-SIG董事會的批準(zhǔn)之后，PCI-SIG公布PCI Express基礎(chǔ)和適配卡的機電規(guī)格，這些規(guī)格現(xiàn)在已經(jīng)全球的運算與通訊系統(tǒng)上廣泛地使用著。PCI-SIG 接下來將會公布下列的更新訊息與其它的規(guī)格：

　　- PCI Express基礎(chǔ)規(guī)格1.0a的改版，詳細描述PCI Express 架構(gòu)在實體層、數(shù)據(jù)鏈路層、傳輸層和軟件層的需求。.

　　- PCI Express 適配卡機電規(guī)格1.0a的改版，這是一個伴隨著PCI Express 基礎(chǔ)規(guī)格的規(guī)格且詳細描述以ATX為基礎(chǔ)的格式因素( form factors)。

　　- PCI Express 迷你適配卡機電規(guī)格1.0a的改版，這是定義迷你PCI Express適配卡的格式因素，包含了電子和機械的定義，這個規(guī)格是期望在行動運算與BTO/CTO應(yīng)用時能夠被利用的。

　　- PCI Express 橋接器規(guī)格1.0的改版，這是用來定義橋接技術(shù)，以表現(xiàn)PCI Express所啟動的組件能夠與現(xiàn)有的平行PCI基礎(chǔ)技術(shù)相互作用。此一規(guī)格也被期望能夠讓會員公司們在迅速地采用新的PCI Express技術(shù)的同時，延伸他們投資在平行PCI技術(shù)上的價值。

　　Arapahoe工作小組(The Arapahoe Work Group;AWG) 已開發(fā)PCI Express 基礎(chǔ)規(guī)格, 適配卡機電規(guī)格與迷你適配卡機電規(guī)格的初稿，并將這些初步規(guī)格移轉(zhuǎn)給PCI-SIG，以便后續(xù)的出版作業(yè)與維護。PCI Express 橋接器規(guī)格則是由PCI-SIG所開發(fā)的。

　　Q6: 這些規(guī)格是如何維護的?

　　A6: PCI-SIG 建立一個PCI Express 工作小組，負責(zé)維護并強化所有必要的PCI Express 架構(gòu)的規(guī)格。

　　Q7: 有任何其它的架構(gòu) 規(guī)格正在開發(fā)階段嗎?

　　A7: 是的。PCI-SIG, AWG, PCMCIA和PICMG 目前正在開發(fā)搭配著PCI Express 基礎(chǔ)規(guī)格的額外配套規(guī)格。

　　- PCI Express 服務(wù)器輸入/輸出模塊機癲規(guī)格(PCI-SIG). 這是一個在服務(wù)器與工作站平臺的企業(yè)應(yīng)用上，定義其所需的輸入/輸出模塊的規(guī)格.

　　- NewCard*規(guī)格 (PCMCIA). 這是一個在桌上型與行動平臺客戶端的應(yīng)用上，定義其輸入/輸出模塊的規(guī)格。

　　- 高階 TCA 3.4規(guī)格 (PICMG). 這是一個以PCI Express 架構(gòu).為基礎(chǔ)，定義一個光纖連結(jié)的標(biāo)準(zhǔn)。

　　- 高階封包交換規(guī)格(AWG). 這是一個在通訊平臺上的端對端應(yīng)用上，定義一個可交換的連接的標(biāo)準(zhǔn)。這個架構(gòu) 是與PCI Express 基礎(chǔ)拹同作業(yè)的，它們兩個彼此分享相同的實體層)與數(shù)據(jù)連結(jié)層定義。

　　Q8: 什么是序列總線和并行總線之間的主要差異?

　　A8: 在序列總線架構(gòu)下，每個pin腳可以傳遞較多的頻寬且能夠擴充到較高的頻寬。相對于并行總線架構(gòu)的分享式的多點拓墣型態(tài)，序列總線架構(gòu)能夠使不同裝置間特定的點對點連結(jié)成一個網(wǎng)絡(luò)。 這消除了總線仲裁，提供具決定性的低延遲且大量簡化熱插拔/熱交換系統(tǒng)的執(zhí)行。

　　Q9: PCI Express 架構(gòu)基礎(chǔ)規(guī)格( PCI Express Architecture Base Specification)的關(guān)鍵特色為何?

　　Q9: PCI Express 架構(gòu)基礎(chǔ)規(guī)格的關(guān)鍵特色如下:

　　? 能夠與現(xiàn)有PCI列舉的和軟件的裝置驅(qū)動模塊兼容，當(dāng)允許軟件隨著新版與已擴充的PCI架構(gòu)的特性所具備的優(yōu)點而演變時，提供一個平順的移轉(zhuǎn)到新的硬件上。.

　　? 每個點對點的相互連結(jié)可能有1, 2, 4, 8, 12, 16或 32的雙單工 2.5 Gbps線路 (2.0 Gbps 的有效速率)，在節(jié)點間提供可達到128Gbps(16 gigabytes/秒)的可擴充的頻寬。

　　? 可預(yù)測的低延遲 能夠促成應(yīng)用裝置所需的實時數(shù)據(jù)傳遞

　　? 將每個pin腳的頻寬最佳化，以促成獨特且小型的格式因素，簡化電路板的設(shè)計和信號路徑，并減少信號整合的問題。

　　? 一個階層化的架構(gòu)，使得實體層可以附加在銅質(zhì)、光學(xué)的和新興實體的信號媒體，以允許它能夠移轉(zhuǎn)到未來的傳輸作業(yè)上，并且在不影響數(shù)據(jù)鏈路層或傳輸層的情況下，對其架構(gòu)(scheme)進行編碼。

　　? 服務(wù)品質(zhì)(Quality of Service;QoS) 屬性。.

　　? 原生的熱插拔/熱交換能力。

　　? 原生的電源管理能力能力。

　　? 已延伸的配置屬性

　　Q10: PCI Express 架構(gòu) 如何傳遞每個pin的最佳頻寬，而這么做為什么是很重要的呢?

　　A10: PCI Express 架構(gòu)利用今日通用的SERDES技術(shù)和 8B/10B 數(shù)據(jù)編碼作業(yè)，以創(chuàng)造2個不同的、4個pin腳、2.5Gbps、具備一個嵌入式時脈的雙單工序列數(shù)據(jù)流的組合。PCI Express 架構(gòu)也刪除了 PCI/PCI-X當(dāng)中所有用來對應(yīng)到數(shù)據(jù)封包當(dāng)中具相同功能性的sideband 信號pin腳。PCI Express 架構(gòu) 提供每個單一pin腳125 MBs的頻寬[(2 directions * 2 Gbps/direction * 1000 Mbs/Gbs) / (8 bits/byte * 4 signal pins)].

　　除了有來自減少pin腳數(shù)目的成本節(jié)省之外，PCI Express 架構(gòu)的每個單一pin腳的最佳頻寬允許彈性的輸入/輸出分割，能夠區(qū)分系統(tǒng)和終端使用者對于熱轉(zhuǎn)換PCI Express擴充模塊的存取。

　　Q11: 在通訊系統(tǒng)當(dāng)中, PCI Express 架構(gòu)是否打算用在控制面、數(shù)據(jù)面或者兩者都有?

　　A11: 兩者都有。一個與32個數(shù)據(jù)線路點對點連結(jié)的PCI Express 架構(gòu)，提供總共128 Gbps (16 gigabytes/second)的頻寬，是支持足以通訊系統(tǒng)在可預(yù)見的未來，在控制與數(shù)據(jù)面上的需求。

　　Q12: PCI Express 架構(gòu)會用在裝置外或內(nèi)建于裝置中呢?

　　A12: PCI Express 架構(gòu)會用在于應(yīng)用裝置外或內(nèi)建于其中是一個視應(yīng)用裝置需求而決定的。當(dāng)PCI Express 架構(gòu)應(yīng)用的最初焦點是放在內(nèi)建于應(yīng)用裝置當(dāng)中，它也被期望能夠隨著時間的演進，PCI Express 架構(gòu)將會被用在應(yīng)用裝置內(nèi)，以供輸入/輸出的擴充之用。

　　Q13: 第一個采用PCI Express架構(gòu)的產(chǎn)品預(yù)定何時推出?

　　A13: PCI-SIG 不能預(yù)測供貨商在產(chǎn)品供應(yīng)上的有效性或著對他的會員公司尚未公開的產(chǎn)品計劃加以評論;然而，有些會員廠商已經(jīng)宣布他們期望在2003年下半年初期將以PCI Express 基礎(chǔ)規(guī)格為基礎(chǔ)的產(chǎn)品進行投產(chǎn)。

　　Q14: 與PCI/PCI-X?相較， PCI Express 架構(gòu)的系統(tǒng)成本是多少?

　　A14: 負責(zé)建立PCI Express 架構(gòu)規(guī)格工作小組的關(guān)鍵原則是要做到讓第一代的PCI Express 架構(gòu)系統(tǒng)的成本不能比傳統(tǒng)的32位 33MHz PCI系統(tǒng)來得貴。然而，市場的力量最終將會決定PCI Express 架構(gòu)系統(tǒng)的成本?？梢灶A(yù)期的是，當(dāng)技術(shù)本身隨著時間進步而獲得改善，實現(xiàn)PCI Express應(yīng)用的成本將會比相同的PCI設(shè)計來得低。

　　Q15: PCI Express 架構(gòu) 打算取代PCI/PCI-X?嗎?

　　A15: 不。PCI-SIG 未來將同時支持PCI/PCI-X 和PCI Express 架構(gòu)。兩個架構(gòu)皆擁有有利于PCI-SIG會員的關(guān)鍵屬性。 PCI-SIG 將會持續(xù)、主動地推廣這兩技術(shù)，以做為系統(tǒng)擴充槽、轉(zhuǎn)接卡、嵌入式系統(tǒng)的host和其它各種應(yīng)用的連結(jié)接口之用。 OEMs 和IHVs業(yè)者 將決定哪一種技術(shù)用在哪一種特定的應(yīng)用上。

　　Q16: PCI Express 架構(gòu)的插槽打算與應(yīng)用系統(tǒng)中的PCI/PCI-X slots插槽同時存在嗎?

　　A16: 是的。PCI Express 架構(gòu)插槽能夠與PCI/PCI-X 插槽同時存在。PCI-SIG正在開發(fā)一個 PCI Express 橋接規(guī)格 ，以定義出足以連結(jié)一個服從 PCI Express 基礎(chǔ)的接口和一個服從 PCI 2.3/3.0或 PCI-X 1.0/2.0的接口間的一個產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。實際的系統(tǒng)執(zhí)行將由OEMs和IHVs業(yè)者決定。

　　Q17: PCI Express 架構(gòu) 打算取代AGP嗎?

　　A17: 是的。PCI Express 架構(gòu)最初所鎖定的應(yīng)用目標(biāo)之一就是用來做為一個圖形處理用的輸入/輸出附加節(jié)點。第一代的PCI Express 架構(gòu)提供比AGP8X多兩倍的頻寬。此外， PCI Express 架構(gòu)支持在單一系統(tǒng)上的多個圖形處理用的輸入/輸出裝置。PCI-SIG 主動地推廣PCI Express 架構(gòu)以做為取代AGP之用。.

　　Q18: PCI Express 架構(gòu) 打算取代Serial ATA嗎?

　　A18: 不。PCI Express 架構(gòu)不打算取代Serial ATA。PCI Express 和 Serial ATA是互補的技術(shù)。 Serial ATA 是專門用在內(nèi)部的儲存裝置且軟件是百分之百地與當(dāng)前的平行ATAi相容。。PCI Express 架構(gòu) 和Serial ATA之間的關(guān)系將會與當(dāng)前的 PCI 與Serial ATA.的關(guān)系相似。

　　Q19: PCI Express 架構(gòu)將會對 1394b, USB 2.0, InfiniBand* 架構(gòu), Fibre Channel, SCSI, Etherne和其它受歡迎的輸入/輸出技術(shù)產(chǎn)生怎樣的影響?

　　A19: PCI Express 架構(gòu), 透過它現(xiàn)存的目前對于許多諸如熱插拔/熱交換與實時裝置等尖端的連結(jié)特性的支持，被預(yù)期作為連結(jié)這些和其它輸出/輸入技術(shù)的系統(tǒng)連結(jié)橋接標(biāo)準(zhǔn)。OEMs 和 IHVs業(yè)者將會決定這些技術(shù)當(dāng)中有哪一種技術(shù)是用來連結(jié)到PCI Express 架構(gòu)上.。

　　Q20: PCI Express 架構(gòu)會與HyperTransport競爭嗎?

　　A20: 不會。PCI-SIG 將HyperTransport和PCI Express 架構(gòu) 視為互補而不是競爭的技術(shù)。 HyperTransport 是一個在一塊板子上芯片對芯片的相互連結(jié)，它能夠與一個擁有PCI Express 架構(gòu)系統(tǒng)連結(jié)的應(yīng)用裝置同時存在的。

　　Q21: PCI Express 架構(gòu)是與RapidIO相競爭的嗎?

　　A21: 可以說 是也可以說不是。RapidIO實際上有兩種不同的實體規(guī)格，一個是在板子上芯片對芯片的相互連結(jié)，另外一個是序列式的系統(tǒng)相互連結(jié)，它們共享一個相同的標(biāo)準(zhǔn)。 PCI-SIG視RapidIO在板子上芯片對芯片 相互連結(jié)的作法是與PCI Express架構(gòu)互補而非競爭。.

　　序列RapidIO 本身的定義是指一個專供通訊系統(tǒng)所用的系統(tǒng)相互連結(jié)的接口，且在這些應(yīng)用系統(tǒng)上是與PCI Express 架構(gòu) 相競爭的。PCI-SIG相信PCI Express 架構(gòu) 會是更好的選擇，因為它可同時應(yīng)用于運算與通訊的市場，且能在所有的目標(biāo)市場上提供更快、更廣但更便宜的采用成本等優(yōu)勢。PCI-SIG 主動地推廣PCI Express 架構(gòu) ，使其做為通訊系統(tǒng)所用的一種更好的系統(tǒng)相互連結(jié)的替代方案。PCI-SIG在全球市場的推廣以及得益自大量生產(chǎn)的經(jīng)濟利益，將使得PCI Express 架構(gòu)的采用對通訊系統(tǒng)的市場而言是相當(dāng)有值得的。

　　Q22: 相對于其它的PCI-SIG技術(shù)，PCI-Express架構(gòu)的專利授權(quán)模式有所改變嗎?

　　A22: 沒有。所有的PCI-SIG 技術(shù)是根據(jù)PCI-SIG By-Laws的規(guī)范，統(tǒng)一地來管理。