PCI-E迈向未来第三代I/O总线技术

统治下一个10年的第三代I/O总线技术
 
    ○ 高速I/O总线呼之欲出

    为什么我们的电脑系统需要高速的I/O总线系统呢？很多用户仍然对自己现有系统的性能表示满意，的确，在进行字处理、收发E-Mail、电子表格等等简单的商业或Internet应用方面，现有的系统仍然表现的应对自如。可是潜在的瓶颈早已经产生，个人PC日益成为一个数字娱乐中心，我们使用它来进行视频的编辑、复杂图像的生成、HDTV解码、高取样音频的捕捉和回放、以及运行很多电影级画质的3D游戏，很多流行的软件和程序要求更高速度的处理器、图形处理能力和更大更高速的存储系统，还有更快的网络连接，而这一切子系统数据的传输都需要硬件系统中存在高速的互联技术。

    而事实情况并没有那么乐观，与飞速发展的处理器频率相比，在计算机内部连接各种外部接口，担任数据传输重任的I/O（Input/Output）总线发展缓慢，在经历了ISA向PCI接口的重要转变一直到至今，PCI总线都占据着PC个人电脑的主力位置，而从1992年诞生以来的PCI，面对越来越快的I/O操作，早已经不能满足传输上日益增长的数据量的需求。

『 PCI Express已经成为下一代I/O技术的主导 』

    最先甩开PCI总线的是显示接口，由于3D图形在PC游戏中的引入，显示卡的发展进入了高速阶段，而显示卡与系统的数据交换也最先遇到了瓶颈，于是AGP接口应运而生，它是为提高数据带宽而设计的总线结构，采用了与主板的芯片组直接相连、并进行点对点传输的方式，但是AGP仍然是源于PCI总线的，而且它不具通用和扩展性。另外除了AGP接口，很多服务器和工作站中的高速硬盘和网络适配器也开始向66Mz/64位的PCI总线上转移，我们现在常用的USB/USB 2.0等等接口也不再通过PCI总线。面对I/O接口的瓶颈问题，很多接口已经选择了别的技术方向，电脑I/O系统急需一个能一统江湖的标准，以满足日益增长的数据互联需要。

    为了应对这些问题，PCI-Express（以下简称PCI-E）总线技术已经做好了替代的准备，作为未来电脑内部互连技术的主导，PCI-E已经获得了业界的普遍认可。Intel在最新发布的915/925主板系列中已经正式引入了PCI-E总线，目前已经进入了PCI向PCI-E过渡的阶段。

    ○ 第三代I/O总线的发展历程

    其实对于I/O总线的发展，作为电脑业界的领导者Intel早就有所计划，早在2001年的IDF（Intel开发者论坛）春季大会上，Intel就推出了旨在取代PCI总线连接内部芯片的第三代I/O技术，也就是3GIO（Third Generation I/O）。根据Intel的说法，3GIO技术将会陪伴电脑走过下一个10年，它甚至可以工作在不同的物理介质下，比如铜介质、光纤介质等等。而在当时，很多与会的人员都对Intel的这项新技术表示了怀疑。

    不过Intel通过自己的实力打消了众人的疑虑，PCI-SIG（PCI Special Interest Group）组织在2001年8月初认可了Arapahne标准（3GIO的另一个名字）。Intel的合作伙伴在那个时候已经有了康柏、Dell、IBM、微软等重量级企业，业界的支持已经勿庸置疑。而到了8月底，AMD以及其他21家厂商也匆匆加入了这个阵营，时间恰好赶在Intel的秋季IDF前。现在看来，Intel和PCI-SIG的最大成就是让AMD的加入，早期，Intel认为HyperTransport技术没有足够的先进特性满足未来的需要。但是AMD很快就澄清了这一点，向大家表明HyperTransport的先进性、以及和3GIO在一个系统中共存的可能性，并很快公布了HyperTransport的远景发展计划，提供更丰富的功能、更高的速度。

    到了2002年4月，PCI-SGI和Arapahoe工作组完成了3GIO规范草稿，并正式更名为PCI-Express，分析家批评这个名字过于接近于PCI-X 1.0/2.0（服务器、工作站用的连接方式），不过PCI-SIG并不认为这是个大问题。在2002年7月23日，PCI-SIG正式公布了PCI Express规范1.0版（目前最新的版本为1.1）以及相应的PCI Express电气规范（非PCI-SGI成员都需要付费查看相关的技术资料和说明）。采用PCI-Express的芯片组和显卡在2003年末已经问世，到今年中期正式销售，第三代总线技术已经走到了我们身边。