人们对资讯运算与资讯传输频宽的需求似乎从未满足过，1992年Intel提出了PCI汇流排，在32-bit、33MHz时可达132MB/Sec的高传输率，就当年而言可谓是惊为天人的规格，但时至今日PCI的传输频宽已成为许多资讯发展的瓶颈，为了寻求频宽的突破，这阵子资讯组件厂商又开始了新一波的介面/汇流排制订风潮，因此许多崭新或强化的名词纷纷出现，以下我们便就数个最常见的名词做解释与说明。

HyperTransport

HyperTransport在2001年2月之前的旧称为LDT（Lightning Data Transport），主要是针对AMD自家的下一代处理晶片：Hammer/K8所提出，此种介面仅用于高速晶片与高速晶片间，且只在同一张电路板上使用，没有排线或插槽形式，AMD将此汇流排用于多CPU间的资料沟通，以及CPU对记忆体、I/O间的沟通。

《图一 AMD-8131 HyperTransport PCI-X tunnel》

在AMD提出HyperTransport前，Intel已经察觉PCI渐渐成为系统传输瓶颈，特别是UltraATA/66出现后，两个UltraATA/66便需要133MB/Sec的频宽，对于32-bit、33MHz的PCI而言已经是满载，为此Intel于82810晶片组加入了新推出的Hub-Link汇流排，以此舒缓PCI的瓶颈问题。

《图二 HyperTransport 带宽表现》

Hub-Link虽解决问题，但仅专属于Intel，不似PCI属开放规格，而AMD同样也面临PCI瓶颈问题，因此只好自行提出HyperTransport来因应（2000年5月提出LDT 1.0版）。

由技术上来看，HyperTransport采弹性、机动调度资料宽度（2-bit至32-bit），以及差动式信号与封包（Pocket）式传输，目前最高传输时脉为400MHz（上下触发缘皆运用，相当于800MHz）、传输速可达6.4GB/Sec（32-bit时，宽度减半传输率亦减半，16-bit则只有3.2GB/Sec），比InfiniBand（后述）的4GB/Sec还快。

HyperTransport虽为AMD所提出，但AMD却愿意授权给其他业者使用，目前已知获得授权的业者如下：

《公式一》

3GIO

3GIO是「3rd Generation I/O」的意思，与AMD HyperTransport所使用的技术相当类似，都是可调变资料宽度的差动式封包传输，同样也是串列式传输，但比HyperTransport优异的一​​点在于3GIO不仅提供高速晶片间的沟通管理，同时也可以是I/O形式的插槽，与现今的PCI相当类似，且由于3GIO在软体操控方面直接运用现有PCI的运作方式，因此3GIO也被人称为Serial PCI，或PCI 3.0版。

3GIO提出的用意即在于全面取代PCI，不过PCI的普及性既广且久远，且3GIO规格蓝图虽宏远但实现技术仍待成熟，所以将采渐进方式取代PCI，短时间两种汇流排与插槽将会并存于同一主机板上。

3GIO之所以采串列传输，主要也是并列传输已经发展至瓶颈，未来的突破性也不看好之故，而3GIO则是以串列方式压榨传输介质的物理极限，根据推估，以现有铜质导线来做为3GIO的传输，最高可达物理极限的10Gbps，未来甚至可以在不改变协定上的规格，仅将传输材质变更，由铜线改成光纤，则有进一步推出传输力的可能。

不过10Gbps是远大的梦想，初期务实的设计仅有10Gbps的1/4速度，为2.5Gbps左右，而这指的是单一传输线时，3GIO采可变资料宽度的设计，传输可为1-bit、 2-bit、4-bit...最高达32-bit，若以单一bit之2.5Gbps来计算，最高速度可达2.5Gbps x 32 = 80Gbps，未来若真达到10Gbps一个bit，则更可达320Gbps 。

3GIO另一特点是改善以往PCI的频宽管理问题，以往经常会有争抢汇流排主导权的仲裁问题，仲裁经常导致传输效能折损，这点于3GIO有新机制负责改善，使3GIO上的任何封包资料传输都能即时送达目的地（晶片或介面卡）。为了让3GIO的普及效应如同1992年PCI般的成功，所以3GIO初期的制订会员已将后期的制订权交由PCI SIG负责。

最后3GIO的支援厂商相当众多，除PC四大厂与Wintel外，其余成员详列如下：

《公式二》

《公式三》

Serial ATA

Serial ATA顾名思义是串列传输式的ATA介面，目前以16-bit资料宽度传输的IDE/ATA介面已经到了传输极限，UltraATA/33与UltraATA/66间有100%的传输力成长，UltraATA/66与UltraATA/100间却只有50%的成长，而UltraATA/100与UltraATA/133更是只有33%的成长，并列传输已经到了瓶颈，唯一的突破方式即是改采串列传输，事实上现今的高速介面皆采用串列传输，ATA仅是从善如流而已，其优势请参考(图三)。

《图三 Serial ATA Value Proposition》

根据Intel的规划，Serial ATA初期的资料传输率为1.5Gbps（约187.5MB/Sec），已比现有133MB/Sec的UltraATA/133快，而这只是1X的Serial ATA（也称为Ultra SATA/1500 ），依据研发排程后续将有2X与4X传输速的Serial ATA，即是3Gbps、6Gbps的Serial ATA出现，不过依据Intel内部的工程师看法，一般串列线路可能会在4.5Gbps时即发生传输瓶颈，因此6Gbps可能有更换传输材质的需要，这点与1394颇雷同，目前IEEE 1394a达400Mbps，要达800Mbps、1.6Gbps、或3.2Gbps的更高传输速，必须用光纤作为传输介质，若认为光纤太昂贵，至少必须用价格较低廉的塑胶光纤替代，才有突破的可能。

传统并列式ATA除了传输速率难再提升外，40pin的宽排线也经常阻碍机壳内的散热空气流通，因此用4pin的Serial ATA亦有减少机壳内线路紊乱，以及让空间更流通的好处。

Serial ATA从连接的角度看也与传统并列式ATA不同，以往ATA是以两个Channel分别连接两条40pin排线，并于排线上串接两个支援ATA介面的储存装置，如硬碟、光碟机等等，而Serial ATA将没有这种串接动作，因此可能直接于主机板上提供4组「一对一」连接的串接介面，甚至更多组。

Serial ATA初期的规格设计仅是用来取代传统并列式ATA，持续提升个人电脑的磁碟传输通道的效能，所以并没有将「热插拔」的功能特性规划进去，毕竟是机壳内的介面，与USB、1394等外接介面有应用取向上的差异，不过由于以前Device Bay规格是以1394介面机壳内使用的方式来实现电脑碟机热插拔，在未来1394也不可能比Serial ATA普及的预测下，Serial ATA也于新版规格中加入热插拔功能，因应电脑组装、扩充、升级上的方便需求。

目前除了Intel外，Seagate也率先加入Serial ATA的制订与开发尝试，未来在新旧ATA介面皆有的过渡时期，将提供同时具备新旧ATA介面的硬碟，未来则逐渐换成仅具Serial ATA介面的硬碟，除此之外相关的参与厂商还有AMD、APT Tech、Dell、Promise、IBM、LSI Logic、Maxtor等。最后研发进度上Intel已于2002年IDF正式宣布Serial ATA 1.0版，且相关厂商成员也已经进入Serial ATA II的制订规划。

iSCSI（internet SCSI）

iSCSI虽名为「SCSI」，事实上与实体的SCSI介面没有太多关系，IBM提出iSCSI主要是希望能提供较「储存区域网路（Storage Area Network, SAN）」低廉的储存解决方案，让预算有限的企业也能享受接近SAN的储存优点。

目前企业级储存设备中除磁带机、磁光碟机外，尚有DAS、SAN、NAS三种以硬碟为基础的储存设备，然而三者的传输介面皆不同，DAS多半用SCSI，SAN用Fibre Channel （光纤通道），NSA则是用Ethernet，其中DAS推出的历史已有10年，SAN于1998年开始兴起，NAS则是自2000年才开始展露，DAS、SAN都是让伺服主机延伸储存空间的作法，唯独NAS是以IP型态独立于Ethernet中，以单点装置服务其他Ethernet中的电脑，包括工作站、伺服器等等。

无论是DAS、SAN的主机延伸，还是NAS的单点独立提供服务都有其优点在，前者有助于储存资料的整合管理，后者则在系统与设备管理上较方便（以IP为基础的软体管理工具都可以对其进行管理），此外SAN的建置成本高昂，每部主机需要安装光纤卡、布设光纤线、连接光纤集线器或交换器等，相对的NAS所用的Ethernet则成本低廉，所以IBM取两者之长，实体线路上以Ethernet连接所有主机与储存设备，但协定传输上则以TCP/IP夹带SCSI指令为主，如此主机即可透过Ethernet存取DAS、SAN设备，如同用Fibre Channel一样，且具有Fibre Channel所缺乏的IP管理特质。

《图四 iSCSI Deployment Model》

更进一步的，企业内的LAN（Ethernet）与企业外的Internet连接后，也可透过路由器​​连接到远端的DAS或SAN设备，让机房内的主机存取远在地球另一端的储存设备，就如同存取自己机身内的硬碟一样，完全感觉不出差异性。

整体而言，iSCSI是IBM提出的「穷人的SAN替代方案」，以Ethernet替代Fibre Channel来建置储存区域网路，为了实现此一想法，主机上的驱动程式、储存设备上的驱动程式都必须换成支援iSCSI的版本，如果还要存取远端的储存设备，更要使用能支援iSCSI的路由器才行，这方面IBM是与CISCO合作，由IBM提供支援iSCSI的伺服主机与储存设备，由CISCO提供支援iSCSI的路由器，共同推展iSCSI的企业储存解决方案。其推展模式请参考(图四)。

InfiniBand

InfiniBand的提出，即是为了解决「PCI频宽不足」与「运算机房内骨干与丛集连接介面紊乱」等两个问题，但事实上在InfiniBand还没有出现前，Intel自己就已经在研究类似InfiniBand的解决方案，此时称为NGIO（Next Generation I/O），不过不是只有Intel发现问题与想解决问题，IBM方面也有同样的问题与困境，IBM也是自行研发解决方案，并且与其他系统业者（HP 、COMPAQ）共同发展与制订。

由于Intel与IBM所要解决的问题是同一个，因此各自发展并无益处，经过一番磋商后，于1999年8月正式敲定双方的合作，将共同一致的解决方案称为InfiniBand，且获得软硬体大厂的共同支持，这些支持者除Intel、IBM外，还包括有微软（Microsoft）、升阳电脑（Sun Microsystems）、戴尔电脑（DELL）、惠普电脑（HP）、以及康柏电脑（COMPAQ ）等等。

经过共同研发的结果，InfiniBand v1.0正式版于2000年10月24日发表，随即v1.0.a版于2001年6月19日发表。

InfiniBand的原始用意也包含了要取代PCI，许多新介面都是要取代PCI过于慢速的问题所提出，例如AGP、Hub-Link、V-Link、MuTIOL、HyperTransport、3GIO等，这些解决方案中除了3GIO同时有提供「晶片连接」与「扩充插槽」两种特性外，其他都是部分地解决问题而已，AGP只解决3D显示问题，Hub-Link、V-Link、MuTIOL、HyperTransport只解决晶片间的I/O问题，而InfiniBand则是与3GIO相同，希望「晶片连接」与「扩充插槽」两者都能提供，才算是完整的解决方案，而其实以往的ISA、PCI等也都是晶片连接、扩充插槽都适用的介面。

现在把焦点拉到资料中心的机房内，在资料中心的机房中，讲究的是大运算量、大储存量，因此以往伺服器用SCSI介面与自己内部的硬碟连接，这种作法使得硬碟的使用率仅有30%以下而已，情况差时更是只有20%、15%，但是若将这些硬碟完全集中到「储存区域网路（SAN）」的设备中，则可以得到90%以上的利用率，在储存服务效益上是比伺服器各自配备硬碟来得高的，管理上也由于资料集中，所以管理与维护上都较方便。

所以资料中心的机房内都倾向将所有伺服器内部的硬碟拆除，集中放到SAN设备上，而中间用Fibre Channel（光纤通道）作资料传输，可是光纤通道目前的传输频宽约100MB/sec ，新的版本则为200MB/sec，但是伺服器内的SCSI介面目前多为160MB/sec（即Quantum所提出的Ultra160/m SCSI），很快的就会换成320MB/sec（即Seagate提出的Ultra320 SCSI），如此Fibre Channel将难以因应。

更重要的，伺服器能连上光纤网路，主要是透过伺服器内的PCI插槽，目前64位元的PCI插槽若以33.33MHz运作，则能够有266.66MB/sec的效能（Intel的晶片组大多只支援到33.33MHz，但规格书上表示可到66.66MHz），如此也不足以应付Ultra320 SCSI，所以SCSI、PCI、Fibre Channel三者间没有一个能够大幅因应另一个介面，三者呈现竞赛的局面。

此外如果不将特殊的丛集专用介面算入的话，其实机房内还有最常用的两种外部传输介面，即是Fibre Channel与Ethernet，不过此两者都有其传输上的缺点，这样缺点正是InfiniBand能够补强并取代的地方。

TCP/IP的不适性

现在Ethernet几乎都是拿来跑TCP/IP通讯协定，但是TCP/IP通讯协定的传输设计相当复杂，两传输点间都要有7个通讯层级进行沟通才行，因此在传输封包中真正的资料传输量不大，大多是一些协定的辅助表示资料，所以设计复杂外，实质的资料传输效率也不佳。

此外对开发设计者而言，要支援TCP/IP通讯协定，因为其复杂性，所以要撰写的程式码也要上千行以上，另外传送与接收的装置还需要具备比较大容量的缓冲记忆体，才能迎合此种层级复杂、传输无效率的通讯协定。

还有，目前关于TCP/IP通讯协定的支援方式，都是用作业系统的程式来支援，即是用软体方式支援TCP/IP，但因为TCP/IP的天性复杂，所以在传输进行上也相当占用CPU的运算资源，不仅耗用伺服器的CPU运算资源，也耗用路由器（Router）、交换器（Switch）内的CPU运算资源，因为这些网路设备也是用内部CPU来执行软体TCP/IP程式，所以整个机房内的各种设备都会耗用CPU资源，甚至会耗用到50%以上的运算资源。

另外Ethernet目前用铜线的极限为1Gbps，虽然有10Gbps版本的Ethernet，但却是用光纤线传输，所以在传输介质上还是直接换用光纤比较有未来性。

光纤通道的不适性

Fibre Channel的传输协定较简单，光纤的协定目前也大多用特殊的专用晶片，直接以硬体线路方式支援，如此资料传输量大，也不占用CPU运算资源，传输层级也较TCP/IP简化，可以直接让应用程式直接存取记忆体，所以比「Ethernet＋TCP/IP」的作法理想。

不过Fibre Channel整体建置成本昂贵，相容性亦有未解决的地方，传输虽然简化，但架构也有其复杂性，上述种种原因都使Fibre Channel的普及速度与接受度受限。

InfiniBand扮演的角色

所以无论是「乙太网路」还是「光纤通道」，都不适合扮演「资料中心」机房内的设备连接角色，因此需要一种具有前两者的优点，并可避开前两者缺点的连接介面才行，这即是InfiniBand，它在效能上有光纤的优点，在成本上有乙太的优点，既适合普及，也有理想的效能。

InfiniBand的另外一个特点是支援热插拔，可以在机房设备运作的情况下，进行InfiniBand线路的插接与拔除，而且可以在插拔动作中，设备也进行介面连通与移除的对应动作，这点与USB、1394相类似，相对的乙太网路、光纤通道并没有这样的设计，插拔光纤通道卡与乙太网路卡都要关机情况下进行，否则会发生不可预期的错误。

至于InfiniBand的传输速方面，由于InfiniBand采取双线差动式传输，两条线路传送一个「bit」，且单向传输，以及串列传输，这些特点都很类似现在的HyperTransport与3GIO，而InfiniBand目前的规格书中有1X、4X、12X三种传输模式，1X单一对线路可以传2.5Gbps，约相当于500MB/sec，4X可达200​​0MB/sec，12X更可达6000MB/sec。

InfiniBand适用的网路设备

除了伺服器与路由器、交换器会率先且迫切地需要InfiniBand外，其他如「伺服器负荷平衡器QoS」、「快取装置Cache」、「密码安全加速器SSL Accelerator」、「图形引擎Graphics Engine」、以及特殊用途的加速器等，未来也都有可能采用InfiniBand，以加速资料中心内各网路设备间的资料交换、传输。

所以未来InfiniBand将会统一资料中心内的后端网路，即是设备与设备间普遍用InfiniBand架构进行传输，并让丛集电脑间的资料传输，甚至可能会取代光纤通道等，不过资料中心的前端网路仍为是乙太网路，因为资料中心对外仍是透过网际网路提供给用户服务，所以乙太网路仍然是需要保留的。

InfiniBand发展进程推估

InfiniBand已于2000年10月发表v1.0的正式版，因此具体商业化的产品也开始可以推出，事实上Intel于2000年年底就已经有InfiniBand的样品出现，而2001年也开始有少量使用InfiniBand架构的伺服器、交换器、以及其他机房网路设备出现，

而目前2002年，预计InfiniBand的支援产品层面会再扩大，不再拘限于如伺服器、交换器等基本、迫切的需求，包括丛集网路、储存区域网路、网站用交换器等也都会相继支援，然后2003年、2004年预计会更普及，并普遍用于资料中心的机房内。

除了商业角度的进展推估外，国外知名的研究机构IDC也同样透露，IDC认为到了2004年支援InfiniBand的功能晶片，其市场规模将达420万颗以上，这在伺服器市场上已属多数，如此推估，到了2005年，就会有80%以上的伺服器会采用InfiniBand介面。

InfiniBand原希望彻底取代PCI的，不过PCI的慢速已经有PCI-X为其延伸，得到暂时的抒解，PCI-X也有后续的提升计画在，所以插卡方面的问题暂时解决。

至于晶片与晶片间的传输介面，PCI一样无法应付，但在HyperTransport出现后也得到了暂时解决的方案，而未来3GIO更会将两者统一，回复到所有沟通路径都是用同一种介面与插槽的方式，未来3GIO不仅可能成为晶片与晶片间的高速连通介面，也会是高速的插槽，甚至取代掉AGP等。

所以InfiniBand当初欲取代的地位已经有其他方案取代，所以InfiniBand改走机房内的设备专用连接作为其出路，希望能用其统一机房的后端网路连线，包括统一各自为政的丛集连接等，算是由以往的大众地位走入特殊的小众应用领域了。

最后是关于InfiniBand的主要支持成员如下所列：

《公式四》

结语

上述的数种新款高速介面，许多都是针对PCI传输逐渐不足而提出，相互间虽有部分设计重叠，但也仍有各自特点的需求性，未来何种规格介面可以胜出，仍有待技术成熟度、市场接受性等发展来决定。