2002年4月17日，由Intel、ATi、AMD、IBM、HP、Microsoft、TI等公司为首的指导员（Director）所组成的PCI-SIG（PCI Special Interest Group）宣布个人电脑内部汇流排界面PCI（ Peripheral Component Interconnect）的下一世代介面标准「3GIO」（Third Generation Input Output）的制定工作已经完成，正式名称定?「PCI Express」。 2002年7月22日，PCI-SIG公布PCI Express 1.0规格，正式将汇流排的传输速度推升至更高速境界。

技术机会焦点

新世代技术

有别于PCI汇流排多点下传（Multi-Drop）平行汇流排技术，PCI Express引进交换式（Switch）点对点（Peer-to-Peer）序列传输技术，且于传输资料中，若不涉及需要维持快取记忆体内容一致性的存取动作，便不必将此等传输作业转送至主机桥接元件。就架构上而言，PCI Express分成实体层、资料链结层及交易层三部份，如(图一)所示。

基于目前PCI的广泛应用，既有的PCI驱动程式与软体将可继续沿用至PCI Express，同时PCI Express亦支援外加模组（Add-in Module）、随插即用、热插拔、先进电源管理、QoS（Quality of Service）等功能，将有助于此新一代介面传输技术的推广。

《图一 PCI Express架构》

资料来源:资料来源：PCI-SIG（2003/04）

现行电脑内部汇流排频宽分析

就系统汇流排而言，在IBM推出内含Intel 8088全球第一台的PC－XT后，开启了PC汇流排架构的时代，当时其所使用的汇流排为ISA（Industry Standard Architecture）Bus，当时的速度为38Mbps（4.8MB/s，8bits/4.77MHz）；1984年IBM推出PC/AT后，将汇流排速度提升至128Mbps（16MB/s，16bits/8MHz），并开放给其他电脑厂商使用，使得ISA Bus成为PC汇流排的标准，更让根据此标准的插卡大量推出。1992年PCI汇流排推出后,支援32 bits/33MHz,将传输速度大举提升至1Gbps,目前PCI最高可支援到4.2Gbps(533MB/s,64bits/66MHz)。

1999年，PCI-SIG为满足伺服器的高资料处理量，且基于PCI 2.2的基础增加电源管理功能和热插拔技术，推出PCI-X 1.0，更进一步将速度提升至8.5Gbps（1GB/s ，64bits/133MHz），目前PCI-X 2.0最高传输速度则可达34Gbps（4.2GB/s，64bits/533MHz）。

以南北桥晶片的联结汇流排而言，由于连接南北桥的汇流排频宽须配合外部周边装置的需求，以键盘、滑鼠、软硬碟、印表机和连接PCI汇流排的装置为例，假设这些装置同时对PC内部传输资料，所需的频宽大约250MB/s左右。因此，晶片组厂商当初在南北桥汇流排介面的频宽设计系以266MB/s为主。随着高速的I/O周边设备陆续成为PC的标准配备（例如：Serial-ATA、USB 2.0、IEEE 1394等），原先266MB/s的频宽显然已不敷使用，因此各家厂商陆续提出新的介面规格以满足不断增加的频宽需求，目前除PCI之外，ATi Radeon 9100IGP晶片组使用A-Link（最高可支援266MB/s）、Intel使用HubLink（目前支援266MB/s）、SiS使用MuTIOL 、VIA使用VLink等技术。

对绘图卡汇流排而言，为改善PCI效率，在1996年Intel提出AGP（Advenced Graphics Port）规格，资料宽度为32 bits、频率为66 MHz的高速汇流排，目前AGP 8X则可提供2.1GB/ s（32bits/533MHz）。

《图二 总线之演变关键机会分析》

资料来源:资料来源：ATi Technologies Inc. Taiwan（09/03）

关键机会分析

PCI Express采交换式点对点序列传输技术，加上可弹性扩充、外加模组、随插即用、热插拔、先进电源管理、QoS等功能，不光在频宽上可得到大幅提升，更可应用于个人电脑、笔记型电脑、伺服器以及工作站等不同需求的应用领域，而在现行各种不同的汇流排技术中，若在成本可行的条件下，则可望在PCI汇流排出现替代效应。

以现行伺服器所使用的PCI-X汇流排为例，由于频宽尚属堪用，加上新的技术在原有系统的相容性上尚未得到实质上的认可，另已有许多厂商投入PCI -X 2.0产品的开发，故在取代性上将相对的薄弱。

对南北桥的互连而言，虽说各家厂商在各自的介面技术已足够现行系统使用，但若面对下游汇流排的带动效应，则在南北桥汇流排将有可能出现替代效应。

就绘图卡与北桥互连的观察，针对目前AGP 8X的频宽已足敷使用，故并无立即的取代性，但未来频宽需求的进一步提升，加上PCI Express对现行PCI的替代效应出现，内部汇流排规格的一致性将有助于主机版设计的便利以及成本上的降低，因此未来PCI Express将可望取代AGP汇流排。

结语

根据整体架构频宽的瓶颈考量，PCI-SIG推出新世代汇流排技术－PCI Express，不仅在基本性能上大幅的提升，并且考虑到与PCI介面既有的软体互容，可说是极有机会一统电脑内部汇流排规格，但此一深具潜力的技术，在成本上能否有效的降低以及与电脑、主机板等系统业者的支持度，未来是推广初期所需面对的最大挑战。一旦电脑内部汇流排出现替代效应，将最直接影响晶片组业者在对下端I/O汇流排的设计，并延伸至绘图卡与晶片组之间汇流排的取代性，而后更有可能影响目前各晶片组厂商在南北桥的互连汇流排，在个人电脑产生较明显的替代效应后，才能促使周边介面的型式改变。 （作者为ATi 台湾分公司亚太区行销经理）