PCI Express性能進一步擴展,芯片供應(yīng)商躍躍欲試
PCI Express是一種第三代PCI I/O串行互連接口,每個鏈接的信號速率為2.5Gbps (數(shù)據(jù)速率為2Gbps)。它可以使系統(tǒng)設(shè)計師和設(shè)計人員設(shè)計出性能更高、體積更小且成本更低的系統(tǒng),同時在軟件模式方面仍然可以支持傳統(tǒng)的PCI驅(qū)動程序。這種與PCI兼容的軟件模型使基于PCI Express的系統(tǒng)可以無需進行任何修改,就能啟動現(xiàn)有的基于PCI的操作系統(tǒng),并支持現(xiàn)有PCI I/O設(shè)備驅(qū)動程序。
PCI Express架構(gòu)性能擴展,可靠性和靈活性得到改善
作為一種高速通信標準,PCI Express在面向PC領(lǐng)域并且在該領(lǐng)域取得了迅速普及,但在通訊和存儲網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中將面臨其它連接技術(shù)的激烈競爭。負責PCI Express架構(gòu)的特別興趣小組(PCI-SIG)去年年底宣布,PCI Express 規(guī)范將把數(shù)據(jù)傳輸速度提升每秒5千兆。業(yè)內(nèi)人士認為,新規(guī)范擴展I/O互連架構(gòu)的性能,可滿足計算機和通信業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域更高的系統(tǒng)要求。據(jù)稱PCI-SIG考慮了市場需求并對數(shù)據(jù)傳輸速度范圍進行了技術(shù)分析,以便能夠在現(xiàn)有PCI Express系列中獲得最可行、性能最高、能夠向下兼容的解決方案,在把數(shù)據(jù)傳輸速度提升至5Gbps時,主要考慮到平臺實施成本、批量制造能力、系統(tǒng)拓撲、驗證和互操作測試等因素。
全新的5GT/秒的PCI Express規(guī)范,將滿足帶寬密集型應(yīng)用的性能要求,如影院質(zhì)量的圖像和多媒體、企業(yè)服務(wù)器和存儲器以及數(shù)千兆位聯(lián)網(wǎng)等。電氣規(guī)范將采用更先進的方法論,迎接5 Giga/秒傳輸速度的技術(shù)挑戰(zhàn), 同時保持與現(xiàn)有系統(tǒng)拓撲和硅加工程序的兼容性。PCI-SIG還把6Gbits/s和6.25Gbits/s作為可能的下一代數(shù)據(jù)率并對其進行了研究。
為大幅度提高企業(yè)級服務(wù)器和工作站平臺的可靠性及設(shè)計靈活性,PCI-SIG又于日前宣布,推出PCI Express ExpressModule規(guī)范。這個PCI Express規(guī)范定義了可熱插拔的I/O擴展模塊標準,預(yù)計符合ExpressModule規(guī)范的產(chǎn)品有望于2005年底面市。在PCI-SIG規(guī)范中,ExpressModule原名"服務(wù)器I/O模塊"或"SIOM"。這個新規(guī)范集成了能夠為許多數(shù)據(jù)中心和企業(yè)環(huán)境創(chuàng)造優(yōu)勢的特性。ExpressModule為IT專家提供標準的服務(wù)器和工作站I/O擴展模塊管理接口,同時還以近似非熱插拔選件的成本提供集成熱插拔特性、封閉式機箱及無工具安裝與拆除等功能,將可大幅度縮短系統(tǒng)停機時間。
半導(dǎo)體供應(yīng)商躍躍欲試,應(yīng)用領(lǐng)域進一步拓展
盡管PCI Express的廣泛推廣在開始時有些延遲,但這種高速接口正順利成為應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的主要串行接口之一。這一低成本高帶寬接口的應(yīng)用不僅體現(xiàn)在傳統(tǒng)的PC、工作站以及通信領(lǐng)域,而且在家庭娛樂設(shè)備以及醫(yī)療設(shè)備等需要高速圖像傳輸和處理的應(yīng)用領(lǐng)域。
在傳統(tǒng)的通信領(lǐng)域,IDT公司 (Integrated Device Technology, Inc) 針對高性能計算、服務(wù)器和存儲應(yīng)用,宣布推出PRECISE系列PCI Express解決方案,包括 4款橋接和交換產(chǎn)品,該公司稱目標是提供具有成本優(yōu)勢的PCI-Express I/O 擴展和橋接解決方案。IDT 還將提供全套的硬件和軟件開發(fā)工具,包括測估板、軟件驅(qū)動和圖形化界面(GUI),從而實現(xiàn)系統(tǒng)的配制和優(yōu)化。這些方案的價位將滿足主流服務(wù)器和存儲系統(tǒng)OEM的需求,從而降低每個Gigabyte交換的總體成本。
IDT 串行交換部市場營銷總監(jiān)Mario Montana表示:“市場上其他 PCI Express 橋接和交換解決方案都是采用通用器件 —— 雖然它們可提供多種滿足各種應(yīng)用的功能,但是其中大多數(shù)對當今高性能計算和存儲應(yīng)用而言并不是必需的。結(jié)果導(dǎo)致了器件的架構(gòu)繁復(fù)和價格昂貴。我們通過在過去一年中與客戶的密切合作,利用我們的交換系統(tǒng)專業(yè)技能和軟件性能,開發(fā)出了優(yōu)化的解決方案,可滿足服務(wù)器和存儲市場的關(guān)鍵需求?!?br/>該公司的首批PRECISE PCI Express橋接和交換解決方案系列包括4個器件,均與PCI-X標準后向兼容。IDT提供2款3端口PCI Express 扇出交換器,包括12路 (lane)和24路(lane)器件。這些IDT PCI Express交換器可提供I/O擴展,以增強北橋器件的性能,并提供高性能的I/O連接。
據(jù)介紹,PRECISE系列產(chǎn)品還包括一個PCI Express 到PCI-X 2.0的模式1橋接和一個PCI Express 到PCI-X 2.0 的模式2橋接。PCI Express 到PCI-X 2.0的 模式2橋接是業(yè)內(nèi)首款此類產(chǎn)品,堪稱高性能服務(wù)器應(yīng)用的理想解決方案。這些器件可將高性能的 PCI Express 端口橋接到傳統(tǒng)外設(shè),使設(shè)計者能夠在充分利用現(xiàn)有的個性化外設(shè)及傳統(tǒng)端口的同時保持CPU的性能。這個過程通常被稱為“前向橋接”。這些器件也有助于“后向橋接” —— 將通常采用PCI-X形式的傳統(tǒng)北橋端口連接到新的基于PCI Express的外設(shè)。
每個IDT PRECISE PCI Express橋接和交換解決方案將由一套包括若干組成部分的優(yōu)化硬件/軟件開發(fā)工具提供支持。其中一個硬件評估板專門用于產(chǎn)品演示、軟件開發(fā)和初始系統(tǒng)性能基準測試。板的尺寸和技術(shù)規(guī)格將有助于現(xiàn)成元器件的連接,從而提供強大的系統(tǒng)仿真能力。該開發(fā)工具還分別包括基于Linux 和 Windows 的軟件??蛻艨梢苑磸?fù)使用這些軟件降低軟件開發(fā)投入和成本。此外,IDT還提供基于GUI的軟件應(yīng)用環(huán)境,以實現(xiàn)系統(tǒng)的配制和優(yōu)化。
在某些應(yīng)用中,可能需要將基于PCI Express的設(shè)備與使用傳統(tǒng)互連技術(shù)的設(shè)備相連。對于這些系統(tǒng),嵌入式PCI Express解決方案可能有一定限制,而橋接解決方案則更加靈活。其中最靈活的橋接解決方案是可編程橋,既可以實現(xiàn)所需要的連接,同時又可以完成可能需要的任何協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。飛利浦電子公司(Philips Electronics)和賽靈思公司(Xilinx)推出的一款可編程PCI Express端點芯片解決方案,據(jù)稱成本遠遠低于傳統(tǒng)解決方案。
賽靈思戰(zhàn)略營銷高級總監(jiān)Robert Bielby介紹說,相比使用專用標準產(chǎn)品(ASSP),可編程 PCI Express解決方案具有更低的使用和維護成本,加快產(chǎn)品面市速度。同時具有經(jīng)過驗證的互操作性和標準兼容性,靈活的可編程特性支持多種接口,可以為開發(fā)商在不改變現(xiàn)有開發(fā)設(shè)施的基礎(chǔ)上提供高達80Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。
這一靈活的Philips-Xilinx PCI Express解決方案由Philips PX1011A PCI Express PHY 和一片采用了優(yōu)化的Xilinx PCI Express LogiCORE IP 內(nèi)核的Spartan-3 FPGA組成,可以用于許多大批量應(yīng)用,包括附加卡、主機總線適配器、圖形卡和高端服務(wù)器,采用薄型封裝,支持用于空間受限制的模塊化擴展平臺的ExpressCard技術(shù)應(yīng)用,并且完全符合 PCI Express 1.0a技術(shù)規(guī)范。
該解決方案所包括的Philips公司PCI Express 物理層器件(PHY)可提供SERDES(串行化/解串行)功能和物理代碼子層(PCS),同時提供優(yōu)異的位速率性能。 Philips 的物理層器件以功耗低、外形小著稱,因此非常適用于ExpressCard應(yīng)用。而賽靈思公司的90nm Spartan-3 FPGA器件則集成了塊RAM和分布式RAM組合、多達784個I/O、MicroBlaze 32位RISC軟處理器以及帶有專用18 x 18乘法器且性能高達3300億MACs/s的嵌入式XtremeDSP功能。
根據(jù)Electronic Trend Publications (ETP)提供的數(shù)據(jù),PCI Express端口的數(shù)量預(yù)計到2008年將超過20億,市場對基于PCI Express端口產(chǎn)品的需求將持續(xù)增長。與固定器件相比,Philips-Xilinx PCI-Express解決方案以極具競爭力的價格提供了一種靈活的解決方案,將大大加快這一接口標準在許多不同大批量應(yīng)用領(lǐng)域中的應(yīng)用速度。
飛利浦電子公司針對數(shù)字家庭用臺式及筆記本PC市場,也推出了集成的PCI Express視頻/音頻雙解碼器,可幫助消費者的PC接收多種電視廣播信號,為PC-TV卡生產(chǎn)商、PC原始設(shè)備制造商(OEM)和原始設(shè)計制造商(ODM)提供通用視頻/音頻播出解碼解決方案。該新型解碼器芯片可用于混合(模擬/數(shù)字)電視播出信號接收的PC-TV調(diào)諧器系統(tǒng),這一功能可使人們在收看一個頻道的同時對另一個頻道的節(jié)目進行錄像,或者同時錄制多個節(jié)目。
飛利浦半導(dǎo)體顯示處理經(jīng)理Jerome Morris表示:“飛利浦的PCI Express 能夠幫助OEM和ODM以低成本為如今不斷擴展的數(shù)字娛樂市場開發(fā)先進、可升級的融合產(chǎn)品和應(yīng)用。因此,PC媒體中心及PC-TV調(diào)諧器等熱點新產(chǎn)品已經(jīng)成為驅(qū)動這一市場成長的重要元素?!?br/>根據(jù)高科技市場研究公司In-Stat/MDR的預(yù)測, 到2008年,全球PC-TV調(diào)諧器產(chǎn)品和數(shù)字陸地機頂盒(所采用的技術(shù)相似)的市場價值總量將超過38億美元?;赟AA7162雙解碼器的數(shù)字互聯(lián)消費設(shè)備包括媒體處理中心PC、便攜式數(shù)碼攝像機及個人視頻錄像機。
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