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PC意欲摆脱传统窠臼 迈入序列串接架构
 

【作者: 吳秉思】2000年08月01日 星期二

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长年来,PC介面一直沿袭传统的技术,并无重大的进展,直到USB和IEEE 1394的出现才渐有转机。另一方面,在PC内部的介面上亦将有所改良,以提供更宽广的​​应用空间。


序列架构始于Apple在FireWire的努力

Apple早在1994年即开始有计划以FireWire(Apple赋予1394的专有名称)朝向序列串接的方式(Serial Connection)来取代SCSI此一并列汇流排介面,SCSI已是八○年代老态笼钟的产物了,但挟其易用和扩张性高的优点,得以让多个周边设备使用,如印表机、扫瞄器和HDD等,遂可长期幸存下来。


当然SCSI并非全然没有缺点,缆线笨重、只能支援8台周边设备和最长2公尺的传输距离,以及无法提供等时性传输等缺陷,恐使其未来发展性大打折扣;FireWire则尝试以序列频道,将上述SCSI问题点一扫而空,并具备可扩充频宽和等时性能力。


1394不为Intel所好 在PC渗透上难显身手

USB的规格首先在1995年被披露,主要是设计在PC周边的序列连接,并可传输MPEG 1影像和音响;而相对于1394的100M、200M到400Mbps的传输速度,只有1.5M到12Mbps的USB1 .X显得极为阳春,并且无法广泛地应用在需要高速传输的周边设备介面上。原则上,USB1.X的先天机能不足,得以使1394可以较大的优势大举入侵PC及其周边,然而事实上却并非如此,USB并非IEEE或ANSI的标准,得以使Intel充分操控USB,反之在1394就无能为力了。


故Intel的态度自然较倾向支持USB,而在1394的不动如山下,当然阻绝了1394大规模向PC的渗透力。部份PC业者虽在行动上支援1394,除了Apple外,尚有SONY和Compaq,尤其是数位AV在PC的应用上,1394自是首选,但1394的价格过份昂贵,始终难在PC上大展身手(表一)。



《表一 》
《表一 》

以USB2.0为外部序列串接介面解决方案

Intel为了弥补USB1.X的先天缺陷,遂在2000年春正式将具备了360M~480Mbps的USB2.0规格正式敲定。不管是1394或USB都是使用序列串接方式,打破过去传统并列接续的种种物理上限制的不便;并列汇流排使用许多的I/O焊接垫,即使运用先进的半导体制程技术也无法使其晶粒面积缩小。改用序列串接后,虽然频率大幅提升到G级,现有的制程技术已能提供,遂在设计和制造两方均获得解决,然而在使用新架构介面时,仍必须兼顾和现有的PCI、 SCSI、IDE(ATA)等相容。因此,摆脱PC传统架构无法一蹴可及,仍必须依赖Intel和Microsoft在硬软体上通力解决。微软将在Windows Millennium版本中支援USB2.0,预料2000年Comdex Fall中将有支援USB2.0附加卡和主机板等出现。


USB2.0和1394可能共存在PC市场上

Intel虽然力拱USB2.0,但仍有许多不确定性。 USB2.0推展的方式仍着重在PC本身,藉由PC之大规模市场的力量迫使其周边设备就范。可是,USB2.0 IC初期的出货是以两颗为一组的方式,一颗PHY和一颗主控制器,其发展情境类似于1394,无法以近似强迫式的手法令PC业者必须支援USB2 .0,直到2001年下半年Intel将USB2.0整合至南桥为止。


换言之,Intel能强力推销USB2.0的最大支撑点是其晶片组和主机板专业的襄助,然而,假设Intel果能如期完成以上的布局,其他主机板业者可以全力配合支援,恐怕要挨到2002年;在这段期间,1394可藉由已渐成熟的技术支援为后盾,持续扩展市场,业界人士预测2002年时,PC支援1394的出货量应会高于USB2.0。未来在PC的范畴中,有人主张1394和USB2.0将会共存,因此USB2.0/1394之转换器将是一具有十足潜力的市场,但也有人以为Intel在2001年USB2.0全面取代USB1 .X后,会把1394视为累赘而欲除之而后快。不过近来未经证实的消息指出,Intel有意在其主机板上支援1394,并曾展示一先进的架构,称为PHY整合连结,可使1394以较低成本整合至PC中。


PC内部介面序列化次第展开

虽然Intel正积极推展USB2.0,唯USB2.0只定义在PC外边的界面,并没有支援PC内部的周边界面。目前Intel正以序列ATA(Serial ATA)来当做HDD之界面,并得力于Seagate、Quantum、Maxtor和IBM等HDD业者之支援。将来这股PC传统架构的改良将接续进行,除了Serial ATA外,再下一波恐是AGP的序列化。这种变革旷日废时,当务之急仍是USB2.0和1394等外部界面的普及化(表二)。



《表二 》
《表二 》

现在大部份的HDD所使用的界面是ANSI(美国国家标准协会)所规定的IDE界面,最高速度是Ultra DMA模式4的66MBps。 2000年下半年对应100MBps的界面的产品将预定上市,Intel和威盛等晶片组业者2000年五月以后出货的南桥将支援这种ATA/100,在2001年下半年之后,Serial ATA将开始应用在部份产品上。


依照Intel的计画,Serial ATA的资料传送速度为1.5Gbps,2004年增加为3Gbps,2001年7Gbps。 Serial ATA工作小组在2000年五月完成0.7版的制定,预定在2000年秋完成所有规格制定。 HDD等驱动装置和主控制晶片(指南桥)间是以点对点方式进行控制,驱动装置增加时,传输速度不会因此而增加。此外驱动软体的装设也非常容易,可和现行的控制晶片、记录器维持相容。


业界会积极推展Serial ATA系因HDD的内部资料传送速度以每年40%的成长率增加中,如此下去,2002年时传统的并列方式ATA将无法突破瓶颈。 Serial ATA不只可提升速度,也将因讯号线减少和构装面积缩小而降低成本。


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