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PC意欲擺脫傳統窠臼 邁入序列串接架構
 

【作者: 吳秉思】   2000年08月01日 星期二

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長年來,PC介面一直沿襲傳統的技術,並無重大的進展,直到USB和IEEE 1394的出現才漸有轉機。另一方面,在PC內部的介面上亦將有所改良,以提供更寬廣的應用空間。


序列架構始於Apple在FireWire的努力

Apple早在1994年即開始有計劃以FireWire(Apple賦予1394的專有名稱)朝向序列串接的方式(Serial Connection)來取代SCSI此一並列匯流排介面,SCSI已是八○年代老態籠鐘的產物了,但挾其易用和擴張性高的優點,得以讓多個周邊設備使用,如印表機、掃瞄器和HDD等,遂可長期倖存下來。


當然SCSI並非全然沒有缺點,纜線笨重、只能支援8台周邊設備和最長2公尺的傳輸距離,以及無法提供等時性傳輸等缺陷,恐使其未來發展性大打折扣;FireWire則嘗試以序列頻道,將上述SCSI問題點一掃而空,並具備可擴充頻寬和等時性能力。


1394不為Intel所好 在PC滲透上難顯身手

USB的規格首先在1995年被披露,主要是設計在PC周邊的序列連接,並可傳輸MPEG 1影像和音響;而相對於1394的100M、200M到400Mbps的傳輸速度,只有1.5M到12Mbps的USB1.X顯得極為陽春,並且無法廣泛地應用在需要高速傳輸的周邊設備介面上。原則上,USB1.X的先天機能不足,得以使1394可以較大的優勢大舉入侵PC及其周邊,然而事實上卻並非如此,USB並非IEEE或ANSI的標準,得以使Intel充分操控USB,反之在1394就無能為力了。


故Intel的態度自然較傾向支持USB,而在1394的不動如山下,當然阻絕了1394大規模向PC的滲透力。部份PC業者雖在行動上支援1394,除了Apple外,尚有SONY和Compaq,尤其是數位AV在PC的應用上,1394自是首選,但1394的價格過份昂貴,始終難在PC上大展身手(表一)。



《表一 》
《表一 》

以USB2.0為外部序列串接介面解決方案

Intel為了彌補USB1.X的先天缺陷,遂在2000年春正式將具備了360M~480Mbps的USB2.0規格正式敲定。不管是1394或USB都是使用序列串接方式,打破過去傳統並列接續的種種物理上限制的不便;並列匯流排使用許多的I/O焊接墊,即使運用先進的半導體製程技術也無法使其晶粒面積縮小。改用序列串接後,雖然頻率大幅提昇到G級,現有的製程技術已能提供,遂在設計和製造兩方均獲得解決,然而在使用新架構介面時,仍必須兼顧和現有的PCI、SCSI、IDE(ATA)等相容。因此,擺脫PC傳統架構無法一蹴可及,仍必須依賴Intel和Microsoft在硬軟體上通力解決。微軟將在Windows Millennium版本中支援USB2.0,預料2000年Comdex Fall中將有支援USB2.0附加卡和主機板等出現。


USB2.0和1394可能共存在PC市場上

Intel雖然力拱USB2.0,但仍有許多不確定性。USB2.0推展的方式仍著重在PC本身,藉由PC之大規模市場的力量迫使其周邊設備就範。可是,USB2.0 IC初期的出貨是以兩顆為一組的方式,一顆PHY和一顆主控制器,其發展情境類似於1394,無法以近似強迫式的手法令PC業者必須支援USB2.0,直到2001年下半年Intel將USB2.0整合至南橋為止。


換言之,Intel能強力推銷USB2.0的最大支撐點是其晶片組和主機板專業的襄助,然而,假設Intel果能如期完成以上的佈局,其他主機板業者可以全力配合支援,恐怕要捱到2002年;在這段期間,1394可藉由已漸成熟的技術支援為後盾,持續擴展市場,業界人士預測2002年時,PC支援1394的出貨量應會高於USB2.0。未來在PC的範疇中,有人主張1394和USB2.0將會共存,因此USB2.0/1394之轉換器將是一具有十足潛力的市場,但也有人以為Intel在2001年USB2.0全面取代USB1.X後,會把1394視為累贅而欲除之而後快。不過近來未經證實的消息指出,Intel有意在其主機板上支援1394,並曾展示一先進的架構,稱為PHY整合連結,可使1394以較低成本整合至PC中。


PC內部界面序列化次第展開

雖然Intel正積極推展USB2.0,唯USB2.0只定義在PC外邊的界面,並沒有支援PC內部的周邊界面。目前Intel正以序列ATA(Serial ATA)來當做HDD之界面,並得力於Seagate、Quantum、Maxtor和IBM等HDD業者之支援。將來這股PC傳統架構的改良將接續進行,除了Serial ATA外,再下一波恐是AGP的序列化。這種變革曠日廢時,當務之急仍是USB2.0和1394等外部界面的普及化(表二)。



《表二 》
《表二 》

現在大部份的HDD所使用的界面是ANSI(美國國家標準協會)所規定的IDE界面,最高速度是Ultra DMA模式4的66MBps。2000年下半年對應100MBps的界面的產品將預定上市,Intel和威盛等晶片組業者2000年五月以後出貨的南橋將支援這種ATA/100,在2001年下半年之後,Serial ATA將開始應用在部份產品上。


依照Intel的計畫,Serial ATA的資料傳送速度為1.5Gbps,2004年增加為3Gbps,2001年7Gbps。Serial ATA工作小組在2000年五月完成0.7版的制定,預定在2000年秋完成所有規格制定。HDD等驅動裝置和主控制晶片(指南橋)間是以點對點方式進行控制,驅動裝置增加時,傳輸速度不會因此而增加。此外驅動軟體的裝設也非常容易,可和現行的控制晶片、記錄器維持相容。


業界會積極推展Serial ATA係因HDD的內部資料傳送速度以每年40%的成長率增加中,如此下去,2002年時傳統的並列方式ATA將無法突破瓶頸。Serial ATA不只可提昇速度,也將因訊號線減少和構裝面積縮小而降低成本。


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