PCI Express是运算和通讯业新一代的输出入（I/O）连接架构。在本文中，将会掌握企业连接技术，包括储存、网络和丛集技术的趋势，并介绍PCI Express如何透过一2.5GHz串行接口提供它们一个共享的主机联机接点、了解相较于传统的并列（parallel）PCI设计，以及PCI Express如何与为何能在效能、成本和可扩充性上展现重大的优点和长处。

企业连接技术的趋势

过去10年来，PCI一直是一种相当成功的通用I/O连接标准。然而，对于发展新通用连接标准的需求与日俱增；这种新的通用连接标准必须能够超越并列总线多点传输的扩展性限制，且能提供统一的串行连接点的标准。运算、通讯和数据中心技术的创新驱动此一需求；这些创新包括CPU速度达到10Ghz或以上，以10Gbps或更高速度执行的连接，以及在公司企业数据中心高度分散的环境中需要越来越大的带宽的应用。这些新的趋势包括：

迈入PCI Express

PCI Express是目前的技术领域中能够为数据中心的串行链接提供共同基础的单一技术。根据2002年7月PCI SIG组织核准的综合规格，PCI Express提供运算和通讯业一项I/O技术，并提供与现行的PCI基本架构兼容的软件兼容性；这项I/O技术具有符合桌上型、笔记型、通讯和企业所有需求的特性。

PCI Express为何能提供最佳的数据中心解决方案

PCI Express提供优于传统PCI-X架构的重大成本／功能效益。例如，具有PCI Express功能的芯片组（有两个x8插槽但没有网桥）所需的电路板面积还不到典型的PCI-X北桥架构（有两个64位插槽和一个网桥）的一半。这意谓制造芯片组所需的组件较少，因而降低芯片组的交货成本，并说明电路板可以更紧密而获得较具弹性的尺寸外型，或在既定的尺寸外型下，可以支持更多的功能。

PCI Express亦有效能上的提升。由于不再需要网桥，连接技术和内存控制器之间只需三个hop，而非原先的五个，大大降低内存的等待延迟时间。由于PCI Express是一种串行技术，它能藉由将共享频率（common clock）和数据嵌入每一I/O传输中，取代并列技术中的共享频率，而能有效降低芯片成本。这使得PCI Express连接的每个针脚的带宽大幅增加，同时减少连接所需的针脚数。电路板设计师将不必再面对匹配64条信号线的长度以符合高速并列总线不断趋严的信号偏移需求的挑战压力。

另一重要趋势是总线不再同时支持多个装置（多点－"multidrop"），而是变成仅两个装置之间的点对点的传输。多点总线无法调整至非常高的数据（传输）率。以PCI-X并列总线为例，从PCI-X 66支持四个装置（device）降到PCI-X 100支持两个装置，再降到PCI-X 133及更高速的PCI-X总线仅能支持一个装置－即点对点。

问题在于点对点的并列总线在扩展性上表现不佳。典型的双处理器系统可能有七个插槽，而OEM随着时间持续提升这些插槽的速度。根据目前的趋势，这些插槽每七个中就有六个将在2004或2005年之前转为点对点。但若使用PCI-X，那便需要逾1000个针脚和相对应的信号线才能支持从PCI-X网桥到这些插槽的接口。若采用PCI Express，则数量将降至六个x8插槽－约400个针脚或六个x4插槽－约200个针脚。这对成本和电路板面积所代表的意义显而易见。另外，PCI-X架构尚需要三个双区段（dual-segment）PCI-X网桥芯片。但支持PCI Express插槽的设计则不需要这些芯片。

PCI Express的另一优点是，它藉由热插入功能可大幅减少停机维修时间，对服务器维护提供相对的长期保证。由于PCI Express支持热插入控制，使服务器模块能拥有创新的尺寸与外型，它们能在开机的情况下，不需打开机壳便插入或拔除；这与PCI-X不同，后者需要数量众多的场效晶体管（FET）和主动式外部控制器才能达到隔绝的效果。

PCI Express可藉由增加链接数或称为传输宽度来展现可扩充性－包括从x1到x16的接头以及高达x32的芯片对芯片的连接。PCI Express规格也将使讯号传输速率以及效能达到铜线的极限。因此，PCI Express将可在未来10年间解决对外部I/O连接的需求。

产业现况

英特尔是PCI Express技术的主要推动者及PCI Express规格的主要开发者，此规格并在2002年7月由PCI SIG做最后的定案。英特尔致力于跟业界其他公司合作来为标准串行互连平台开发规格，并宣布从2004年起所有新的芯片组将纳入PCI Express接口，为互连技术提供直接内存控制器连接功能，最终目标是去除并列PCI的网桥。英特尔并组成一个开发者网络（developer network），成员包括其他逾200家支持PCI Express规格的公司。

业界现在将PCI Express视为未来local I/O的互连接口。由于串行互连技术要求更高的效能及对处理器芯片组更密切的存取需求，PCI Express将为企业运算业提供长期解决方案。

结论

PCI Express是企业互连技术创新发展的主要基础，涵盖储存、网络和丛集等领域，且将透过产业标准的技术为效能需求提供长期发展蓝图。PCI Express能够强化应用程序需求且可符合不同市场区隔的使用需求。就此而言，许多观察家认为，PCI Express将使PCI技术趋于完备并在未来数年内成为市场发展主流。

PCI Express是I/O架构演进的下一步。它不仅能兼容于目前的PCI基本架构甚至增进其功能，同时可让系统和通讯设计师使用众多精密的新技术。2004年英特尔将推出具有PCI Express功能的芯片组，开发与及时推出支持PCI Express的扩展槽和适配卡，横跨桌上型、笔记型、企业和通讯平台等领域。（作者为英特尔先进组件部门总经理）