PCI Express: Advanced Switching für Telekommunikations-Server

Eine Erweiterung des PCI-Express-Standards soll diese schnelle Verbindungstechnik fit machen für Telekommunikations-Server und Netzwerkprozessoren: PCI Express Advanced Switching.

PCI-Express-Geräte kommunizieren untereinander über geschaltete Punkt-zu-Punkt-Links. Jede dieser Lanes überträgt 2,5 GBit pro Sekunde in beide Richtungen; erwartet wird eine Netto-Datenrate von 250 MByte/s pro Lane und Richtung. Bis zu 32 dieser Lanes lassen sich bündeln (aggregieren). Zu den weiteren Vorteilen im Vergleich zum heutigen PCI-(X)-Bus gehören isochrone Transfers, CRC-Prüfsummenverfahren zur Sicherung der Übertragung und native Hot-Plug-Funktionen. Aus Sicht des Betriebssystems soll PCI Express kompatibel zu PCI sein, es sind also keine neuen Treiber erforderlich. Erste PCI-Express-Hardware wird im nächsten Jahr erwartet, funktionierene Serienprodukte in 2004. PCI-Express-Steckkarten mit einer Lane benötigen einen kürzeren Stecker als PCI- oder gar 64-Bit-PCI-Karten. Die Slots skalieren bis zu x32-Verbindungen, in denen sich auch alle "kürzeren" Karten einsetzen lassen.

PCI Express Advanced Switching (PCI EAS) bringt laut Intel wichtige Funktionen für Telekommunikations-Server und Netzwerk-Infrastrukturgeräte. So ließen sich beispielsweise definierte Datentransferraten für bestimmte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen vorgeben (Quality-of-Service, QoS) oder per Multicasting Pakete an mehrere Knoten senden. PCI EAS eigne sich damit besonders für Embedded Distributed Computing, wie es beispielsweise in Routern mit mehreren Netzwerkprozessoren zum Einsatz kommt. Bei der Definition von PCI EAS kooperiert Intel mit dem StarFabric-Konsortium und Herstellern wie PLXTech, Sandcraft, StarGen oder Xilinx.

Für das von Intel zunächst als Third Generation I/O (3GIO) und dann unter dem Namen Arapahoe entwickelte PCI-Express-Verfahren liegt seit Mitte des Jahres die erste Spezifikation der Peripheral Components Interconnect Local Bus Special Interest Group (PCI-SIG) vor.

Die Vielfalt der schnellen geschalteten Verbindungs- und I/O-Architekturen wird mit PCI EAS immer verwirrender. Mittlerweile arbeiten zahlreiche Industriegremien und Einzelfirmen an Standards wie:

• HyperTransport (LDT) und HyperTransport 2
• InfiniBand
• Rapid I/O und Serial Rapid I/O (sRIO)
• FibreChannel (1GFC, 2GFC, 10GFC) und HIPPI
• iSCSI
• Sun FireLink
• Dolphin
• Myrinet
• Acuid
• GigaSTaR

Daneben werden auch Standards wie USB 2.0, SerialATA, Serial ATA II oder FireWire (IEEE 1394) und IEEE 1394b ständig weiterentwickelt.

Außerdem setzen Chipsatzdesigner zahlreiche proprietäre Link-Techniken zur Verknüpfung von Chipsatz-Komponenten ein:

• HP-Chipsatz zx1 für Itanium 2
• IBM SMP und RXE Expansion Ports
• Intel HubLink und HubLink 2
• ServerWorks Inter-Module Bus IMB
• SiS MuTIOL
• VIA V-Link und 4X V-Link

In einem PDF-Dokument beschreibt Intel die Vorteile von PCI Express Advanced Switching im Vergleich zu HyperTransport und (Serial) Rapid I/O. Darin hebt Intel die Kombination von Vorteilen von PCI EAS hervor: Hohe maximale Datentransferrate, Skalierbarkeit, Software-Kompatibilität zu PCI und Quality-of-Service-Funktionen. Außerdem geht Intel davon aus, dass bis zur Einführung von PCI EAS schon viele PCI-Express-Komponenten auf dem Markt sind und diese dadurch wesentlich günstiger sein werden als Bausteine für die weniger verbreiteten Techniken. (ciw)