PCI Express将向6个新的方向发展

PCI特殊兴趣小组(SIG)正在对PCI Express规范进行升级和扩展,预计将推动相关芯片的升级换代。

该组织还讨论了将PCI Express 用于铜缆以及用在RF和服务器子系统的专用模块中的计划。

PCI SIG为PCI Express确定了6个新的发展方向,将该串行技术引入诸如安全和虚拟等领域。虽然Express已经在设计师心中占有重要位置,但相关产品的推出速度却慢于人们最初的预期,PCI SIG总裁、来自IBM的资深ASIC设计专家Al Yanes表示。

“我本来以为现在可以在市场上看到更多的Express器件,”Yanes说,他以前是竞争的PCI-X技术的早期支持者。他将Express的缓慢进展归因于技术产业低迷、Express的2.5GHz数据速率缺少有吸引力的应用以及从MHz向GHz级过渡时遇到的正常设计挑战。

PCI SIG正式公布了在可信配置空间(TCS)方面所做的工作,这是对现有Express 1.0a规范的补充。它将把由可信计算组(TCG)定义的信任安全根(root)扩展到适当修改的Express I/O器件。

该规范要求Express根、交换机或终端设备芯片实现此安全机制,以支持新的可信读写指令,并监视一个新的安全标记,用于触发对存储器内安全执行空间的访问。该规范正在接受评估,预计第三季度才能完成,并成为Express 1.1版本的一部分。

“对那些想支持可选安全特性的供应商来说,这确实要求改动硬件,”PCI SIG的主席Tony Pierce表示。

一个更大的变化是PCI SIG预计在2006年上半年将完成2.0版规范,它把数据速率从2.5GHz提升至5GHz。出于后向兼容性的考虑,2.0版本让器件自动决定是采用1.0还是2.0版本的数据速率。2.0规范还包括更多类型的错误警告以及实时纠错能力。

PCI SIG还计划为虚拟I/O扩展Express规范。这项扩展将允许多个操作系统同时或顺序访问相同的I/O资源。该规范将为访问在单一或多主机环境中的I/O定义超集。

为了充分利用开始在PC市场出现的多内核、多线程处理器的能力,软件虚拟化被视为一项关键技术。AMD和英特尔分别推出各自的技术来实现多内核处理器的虚拟化。基于这项新规范,PCI SIG将把这些能力扩展到基于Express 的I/O器件。

设计人员认为,虚拟化最终将应用于所有PC系统,甚至包括多任务家用计算机。但其首要目标是服务器刀片,这些服务器刀片正发展成为在单个机架内通过Express夹层总线连接的计算板卡。虚拟I/O规范将允许这些计算板卡共享在机架内和机架外的Express、以太网和存储I/O资源。

该规范仍处在发展的初期阶段,一个由19家公司组成的工作组将拿出一份需求文档供业界讨论。完整规范要到2006年末或2007年初才能完成。对于想支持这项特性的芯片厂商来说也需要对硬件进行改动。

安全性、虚拟化和2.0版规范都促使Express器件产生硬件变化,而PCI SIG的其它三项举措将把现有的Express连接带入新的应用。

新应用之一是针对运行在外部铜缆上的一个Express版本。该规范对于任何想在独立机架内扩展I/O的系统有用。例如,某些PC设计可能将显示器、图形处理和I/O做在一个台式系统中,然后通过PCI Express与另一个装有CPU和硬盘的独立系统相连。它还可以被服务器用于连接可选的I/O子系统。支持Express插槽的下一代PCMCIA卡也可能想用铜缆来支持与其它外部设备的连接。

PCI SIG尚未决定将采用何种类型的铜缆以及该铜缆要达到多远的传输距离。因为这样的铜缆既要支持目前的2.5GHz Express规范,又要支持明年的5GHz Express版本,所以传输距离部分取决于高速版本仍在审视的信号抖动和EMI问题。

“我认为铜缆不会超过10米,但与往常一样,总会有人跟着创建一个中继器,”Pierce表示。

他强调,通过铜缆的Express连接将主要被OEM用于连接各种子系统。它不会成为可能与USB或1394竞争的终端用户互连。

另外,PCI SIG正在定义一种用于笔记本电脑的无线模块。该模块将被设计在笔记本电脑上盖中,并能在LCD屏后滑动,其面积是PC内部使用的mini-Express卡的2.5倍,但厚度只有它的一半。

该模块将集成物理层和MAC芯片,还可以用作笔记本电脑所支持的Wi-Fi及其它无线技术的多个天线的附着部件。该标准模块预计将有助于缓解笔记本电脑设计师在设置天线时遇到的问题。

无线模块标准预计将于今年秋季完成0.9版本的制定,从而为在2006年推出的笔记本电脑内安装这种模块铺平道路。

最后,PCI SIG展示了为机架式服务器设计的Express模块原型。这些模块实际上是单个或多个一半大小的Express适配器卡的卡架,因此无需嵌入到服务器的内部,这些适配卡就可以很容易地插入或拔出服务器机架。

Marvell、Mellanox和Qlogic公司分别展示了用于以太网、Infiniband和光纤信道适配器的原型模块,它们支持4到8条Express通道。

作者:麦利