市場正從并行總線結(jié)構(gòu)向串行總線結(jié)構(gòu)推進(jìn)。目前，處理器的速度已經(jīng)超過1GHz；太位網(wǎng)絡(luò)正成為業(yè)界的普遍需求和通行標(biāo)準(zhǔn)；存儲(chǔ)局域網(wǎng)(SAN)技術(shù)已成熟并替代了傳統(tǒng)存儲(chǔ)單元。在急速增長的帶寬需求下，我們目睹了并行總線結(jié)構(gòu)一路從8位到16位、32位直至目前的6?位，某些專利并行總線結(jié)構(gòu)甚至已高達(dá)128位至256位。但這仍不能滿足人們的要求,高速串行總線結(jié)構(gòu)已成為發(fā)展的方向。

與并行結(jié)構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷相似，串行總線結(jié)構(gòu)也衍生出許多不同的標(biāo)準(zhǔn)，并將經(jīng)歷標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)化、新技術(shù)的采用及不斷追求速度極限等一系列發(fā)展歷程。

PCI并行總線的局限性

到目前為止，PCI(外設(shè)部件互連)仍是應(yīng)用最廣的共享總線標(biāo)準(zhǔn)。PCI是從眾多并行總線標(biāo)準(zhǔn)演變而成的，總線結(jié)構(gòu)發(fā)展見表1。在發(fā)展初期，10MHz運(yùn)行的AT和ISA(10Mbit/s)標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)了8位總線的市場，而后發(fā)展到33MHz的EISA(增強(qiáng)型ISA-33Mbit/s)標(biāo)準(zhǔn)和后來的VME(目前在軍用領(lǐng)域仍占絕對統(tǒng)治地位)、NuBus(流行于蘋果MAC計(jì)算機(jī)中)和SBUS(長時(shí)間受太陽微系統(tǒng)公司歡迎)。各種共享并行總線結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)混雜無章，以上僅羅列了少數(shù)幾種。但在這么多種選擇中，大多數(shù)業(yè)界廠商均選擇了統(tǒng)一的PCI標(biāo)準(zhǔn)。

PCI經(jīng)過很長時(shí)間統(tǒng)一了業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，并向更高帶寬發(fā)展。但PCI標(biāo)準(zhǔn)仍在不停地演變。在90年代初，PCI采用32位/33MHz總線結(jié)構(gòu)，提供132Mbit/s吞吐量，自此它經(jīng)歷了32位/66MHz、6?位/33MHz和6?位/66MHz幾個(gè)發(fā)展階段，吞吐量也從理論上達(dá)到了528Mbit/s。近期推出的6?位PCI-X總線運(yùn)行頻率高達(dá)133MHz，有效吞吐量達(dá)1,056Mbit/s。

盡管PCI對工業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)，但它仍屬于并行總線。盡管這種總線結(jié)構(gòu)曾經(jīng)因簡單、經(jīng)濟(jì)被廣泛接受，并已為業(yè)界提供了近十年的良好服務(wù)，但由于以下方面的限制，并行總線結(jié)構(gòu)的局限性日漸顯現(xiàn)：共享總線――共享資源有可能引發(fā)CPU、內(nèi)存和其它外設(shè)沖突，降低吞吐量，無法提供最佳性能；總線結(jié)構(gòu)越來越寬――8位到16位到32位直到6?位以至更高；物理/電氣局限性――總線長度限制、信號(hào)失真、時(shí)序、電路板布線處理；可靠性/冗余度――當(dāng)今的電信系統(tǒng)需要冗余度和可靠性；共享總線是系統(tǒng)潛在的損壞點(diǎn)；可伸縮性――PCI-X是一種點(diǎn)到點(diǎn)連接，缺乏可伸縮性；需要定制局部總線端。

表1

如今共享總線結(jié)構(gòu)已無法跟上當(dāng)今系統(tǒng)的需求，但PCI也并不會(huì)很快突然消失。先進(jìn)系統(tǒng)需要更新更強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)和技術(shù)，引發(fā)了串行總線的新時(shí)代。

串行總線市場進(jìn)入戰(zhàn)國時(shí)代

串行總線結(jié)構(gòu)并不是一種新技術(shù)。它與并行總線同時(shí)發(fā)展起來，但由于在高端系統(tǒng)上的優(yōu)越表現(xiàn)，優(yōu)勢性日益顯現(xiàn)。許多并行總線標(biāo)準(zhǔn)都是基于共享總線結(jié)構(gòu)，而串行標(biāo)準(zhǔn)卻是基于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，交織成一種交換式構(gòu)造。這與并行結(jié)構(gòu)相比有很大的優(yōu)越性：支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)對點(diǎn)，多點(diǎn)對多點(diǎn)；高性能系統(tǒng)――每信道可達(dá)2.5G，總共帶寬可達(dá)10G以上；I/O聯(lián)機(jī)大為減少；驅(qū)動(dòng)能力大為增強(qiáng)；支持芯片至芯片、卡至卡與盒至盒配制，可靠性提高。

正如并行總線結(jié)構(gòu)衍生了很多標(biāo)準(zhǔn)，串行總線結(jié)構(gòu)也不例外，例如由英特爾公司制定并推動(dòng)的通用串行總線USB/USB2.0，由蘋果公司制定的Firewire/IEEE1394，由英特爾公司制定的NGIO、FutureI/O和RapidI/O。

串行結(jié)構(gòu)正經(jīng)歷著標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)化、新技術(shù)的采用及不斷追求速度極限等一系列發(fā)展歷程。USB、IEEE1394、千兆以太網(wǎng)、光纖通道等很多高速串行總線標(biāo)準(zhǔn)都在向更高帶寬發(fā)展，例如USB2.0的推出、兆位網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)局域網(wǎng)致力突破10Gbit/s吞吐量等等。還有一些標(biāo)準(zhǔn)通過合并來壯大勢力，如去年許多NGIO與FutureI/O的擁護(hù)者都放棄了他們的分歧，共同形成了InfiniBand貿(mào)易協(xié)會(huì)。

為爭得統(tǒng)治地位，一場明爭暗斗也正在這個(gè)市場上演。AMD公司及其高速HyperTransportI/O接口支持者在7月份組成同盟，意欲在PC、手持設(shè)備直至聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和消費(fèi)電子等廣泛領(lǐng)域內(nèi)推廣這種標(biāo)準(zhǔn)。AMD公司聲稱，現(xiàn)在已有超過180家公司將在產(chǎn)品中采用HyperTransport接口。與此同時(shí)，英特爾公司在推進(jìn)NGIO接口與之競爭。InQuest研究公司分析師BertMcComas稱，這場爭斗具有重大利害關(guān)系，因?yàn)殡S著處理器性能的不斷飛升，處理器的高速數(shù)據(jù)與系統(tǒng)之間的連接成為主要的瓶頸。

其它公司也在推廣各自的接口，比如由IBM公司和摩托羅拉公司牽頭的PowerPC陣營就在大力宣傳其RapidI/O接口標(biāo)準(zhǔn)。芯片組制造商ServerWorks公司及威盛科技也分別攜其快速I/O接口和V-Link接口加入了這場競爭。

OEM廠商恐怕無法回避這場激烈的高速I/O爭斗。有些公司已經(jīng)將自己的命運(yùn)和前途交給了AMD公司的HyperTransport接口。為分散風(fēng)險(xiǎn)，思科公司同時(shí)參加了HyperTransport聯(lián)盟以及組織結(jié)構(gòu)較為松散的RapidI/O聯(lián)盟。

Envisioneering集團(tuán)分析師RichardDoherty說，HyperTransport聯(lián)盟的創(chuàng)建無疑使斗爭加劇，它向英特爾公司施加了新壓力，逼迫其迅速將NGIO接口推向市場。

英特爾公司在這一領(lǐng)域具有強(qiáng)大而堅(jiān)實(shí)的技術(shù)儲(chǔ)備，至少它有能力邀請其Wintel陣容中的OEM客戶采納其NGIO接口，正如它曾經(jīng)要求這些客戶采用其IA-32和IA-6?處理器架構(gòu)一樣。

InSight公司分析師NathanBrookwood說，在今后幾個(gè)月中，人們可能會(huì)看到一場斗爭的重演，英特爾公司當(dāng)年就曾通過這種斗爭使得USB接口成為事實(shí)上的I/O標(biāo)準(zhǔn)，最近又擊退了IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)，確立了USB2.0的地位。

據(jù)來自2001平臺(tái)大會(huì)的消息，英特爾公司正試探與不太知名的RapidI/O陣營結(jié)成聯(lián)盟，以便為其NGIO尋找支持。但I(xiàn)BM、英特爾和摩托羅拉公司均未迅速做出響應(yīng)。

AMD公司和英特爾公司將會(huì)爆發(fā)一場先進(jìn)I/O接口標(biāo)準(zhǔn)之戰(zhàn)。AMD公司不僅在其6?位Hammer系列處理器中采用HyperTransport技術(shù)，并將該技術(shù)作為交換架構(gòu)處理器總線上的高速互聯(lián)接口。英特爾公司則采用其專利IA-6?架構(gòu)，并加入InfiniBand作為其6?位計(jì)算機(jī)群之間的高速互聯(lián)接口。

就最終結(jié)果而言，有些互為競爭的I/O接口可能會(huì)共存共生，就像PCI、SCSI、以太網(wǎng)和光纖通道接口一樣。隨著接口本身的迅速升級發(fā)展，I/O接口標(biāo)準(zhǔn)的前景也將因此日漸廣闊和復(fù)雜。