传统的平行总线架构已经成为历史。提高时钟频率和最大限度地减小相位差(skew) 和延迟而导致的复杂度的增加,以及对信号噪声和干扰的控制,已大大超出了传统的总线架构的能力。
今天,通信、网络、服务器和存储系统的设计师正在寻求更高的系统带宽,以加速向串行总线架构的转移。这些自动计时的总线结构消除了数据与时钟线之间的相位差,为更快的数据传输速率和更高的每引脚带宽打开了一扇大门。而且,这样做为高度灵活和具有成本效益的解决方案奠定了基础。
另外,一种技术应该可以满足多种应用,设计师和 oem 厂商发现,无论这些技术是基于标准的还是专用的,最佳的解决方案需要针对不同应用采用不同的串行互连技术。每一项技术应当提供唯一的性能属性、成本结构、管理能力及服务和可靠性水平。每项技术也为未来的产品扩展和发展提供了与众不同的机会。
本文旨在为业内人士和正在这一快速发展的领域做出选择的公司提供一个指导。本文通过描述不同串行 i/o 互连标准的优点及其优势和性能,以及鉴别使那些技术获得最佳效果的应用,为那些不断增加的、正在评估串行互连技术的设计公司、产品开发商和oem提供有价值的资源。
市场趋势
串行交换产品市场通常能够分为两个细分市场:通信和网络,以及企业服务器和存储。
在通信和网络市场,串行互连可应用于各种各样的设备,包括:
•边沿/接入路由器
•多业务交换器
•城域以太网
•宽带接入
•线缆调制解调器终端系统
•无线
ornc/sgsn/ggsn
o基站 (微微//微/宏蜂窝)
•媒介网关
•软交换器
•通信服务器
idt洞悉了通信和网络行业的广泛变化,即在系统组件和机架方面都在由专用向基于标准的产品方向发展。为了避免过于依赖于单一的专用交换提供商,以及与日俱增的要求减少内部研发成本的压力,使服务提供商和设备开发商正向基于标准的交换构架靠拢。
对基于标准的系统的最新关注将推动由pci工业计算机制造商组织 (pci industrial computer manufacturers group, or picmg) 开发的基于先进电信计算架构 (advanced telecom computing architecture,ata) 规范的系统的采用。这一规范定义了采用交换结构和速率从2.5 gbit/秒到 2.5 tbits/秒的串行连接技术的基于背板的系统。atca3.0 标准既概述了包括物理特性,如系统的机架形状、热量管理、电源管理及电气信号,还定义了现有的中央办公室和数据中心系统的机械和物理尺寸。但是它没有定义结构协议,而是支持采用针对不同应用的多种协议。市场调查公司rhk的分析师预测,在atca 未来的增长方面,到2007年其市场容量将达到7万台。
由于业界统一了基于标准的硬件,oem厂商将自然而然地在软件、服务和销售渠道支持方面寻求与众不同。但是,与此同时,对性能的要求将继续增加。用户已经开始迫切需求串行数据速率超过5 gbits/秒的背板。他们也对与串行互连紧密相关和不太相关的板上交换器件感兴趣。
在企业级服务器和存储领域,串行互连已用于以下的主要设备:
•母板服务器
•刀片服务器
•磁盘存储阵列
•存储服务器
•网络附加存储
•光纤通道系统
作为pci 的继承者,pci express (pcie) 已经赢得这一市场的广泛接受,首先是在芯片到芯片互连,随后是在背板方面。oem 厂商将首先在网络和存储市场采用了pcie技术,在明年将提供原生pcie 硬件。
针对应用的高带宽端点,如千兆位以太网、光纤通道、sata 和串行 scsi 也将在2005年进入市场,而cpu芯片组上pcie 端口的有限可用性将可能推动pcie 扇出产品的应用。模型和系统配置的应用近期仍保留在初级阶段。
与此同时,到明年,oem厂商将开始配置基于pcie 的针对快速增加的 i/o 的刀片系统。国际数据公司 (idc) 预测,刀片服