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新高性能I/O技术现状和发展趋势综述
 
慧聪网   2005年8月3日11时41分   信息来源:赛迪网    

摘 要:本文主要就近年来问世的新一代高性能I/O技术做一全方位介绍,着重从其基本特性和体系结构的角度分析各种I/O技术的特点,以帮助有关技术人员进一步把握新一代高性能I/O的技术现状及发展趋势。

关键词:高性能I/O技术、PCI Express、InfiniBand、Fibre Channel、HyperTransport、RapidIO、SPI、SAS、iSCSI、SATA 

一、引言

  计算机I/O技术在高性能计算技术的发展中始终是一个十分重要的关键技术。其技术特性决定了计算机I/O的处理能力,进而决定了计算机的整体性能以及应用环境。从根本上讲,

    无论现在还是将来,I/O技术都将制约着计算机技术的应用与发展,尤其在高端计算领域。近年来随着高端计算市场的日益活跃,看似平静的高性能I/O技术之争也愈演愈烈。尤其是当计算机主机速率与总线速率的矛盾日益突出时,新的总线技术便应运而生,演绎出一段段精彩的技术篇章,计算机I/O技术的发展开始让我们眼花缭乱。如PCI Express、InfiniBand、HyperTransport、RapidIO等高性能I/O技术的发展令人注目。而广泛应用于网络存储、高性能集群及并行计算系统的I/O技术,如Fibre Channel、SCSI Parallel Interface(SPI)、Serial Attached SCSI(SAS)、iSCSI等,更使计算机总线技术远远超出“连接功能部件”的范畴。本文试图从基本概念、体系结构、功能指标等角度全面分析新近问世的各种高性能I/O技术,以全方位展示其技术特点,帮助有关技术人员把握高性能I/O的技术现状和发展趋势。

二、新一代高性能I/O技术综述 

    近年来推出的新一代高性能I/O主要有:PCI Express(3GIO)、InfiniBand Architecture(IBA)、Fibre Channel(FC)、HyperTransport、RapidIO、SPI(SCSI Parallel Interface)、SAS(Serial Attached SCSI)、iSCSI、SATA(Serial ATA)等。

(1)PCI Express 

    PCI Express(3GIO)是一种新型串行Point-to-Point I/O总线体系。其基本目标有两个:一是提供chip-to-chip级互联的局部总线,二是以较低的开销升级现有的PCI架构性能。这一串行总线的根本动机就是通过少许引脚来实现高带宽数据传输,而不是像并行PCI或PCI-X那样。据PCI-SIG(Special Interest Group)最新公布的数据,PCI Express目前可以达到的单路单向速率是2.5Gb/s。也就是说可提供高达200MB/s的带宽,近乎是典型PCI2.2速率的2倍。今后随着硅片技术的不断发展,单路单向的数据传输速率可望突破10Gb/s,几乎达到铜介质数据传输率的极限值。此外,PCI Express通过增加信号线对还可组成X1、X2、X4、X8、X16、X32等多路I/O总线,这样一来其所能达到的峰值带宽简直是无法想像的。在提供了更高带宽的同时,PCI Express还提供了对PCI和PCI-X软件的兼容支持, 和对chip-to-chip级、I/O适配器之间以及对IEEE 1394、USB 2.0等附属接口的支持。

 
作者:董立平 
 
 
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