PCIe 3.0 封包交換器持續演進，以應對注重功耗和性能的應用

PCI Express^® (或 PCIe^®) 架構已成為伺服器和儲存裝置產品應用中的首選互連標準。雲端基礎架構、邊緣裝置、電信網路、5G 基礎架構、嵌入式系統及行動產品應用，同樣仰賴 PCIe 來滿足不斷增加的各種效能導向運算需求。車用產品領域也開始採用 PCIe，它能夠連接需要共用資訊和感測器資料的多個區域性 ECU。

在要求提供多 Gbps 頻寬之際，這些產品應用還需要節約能源。電信網路與資料中心營運商特別面臨著縮減公用事業成本和落實減碳目標的壓力。PCIe 滿足這些要求，又能靈活滿足各種系統架構及多個處理器系統共用記憶體資源的不同方式。

專為靈活性和效率而設計

諸如 Diodes 公司所推出的 PI7C9X3G606GP 及 PI7C9X3G808GP 等封包交換器，內有多項功能有助於滿足這些需求。

PI7C9X3G606GP 是一款 6 埠/6 通道切換器，採用基本扇出操作模式，具有 1 個上行埠和 5 個下行埠，提供 x1 或 x2 通道寬度。8 埠/8 通道的 PI7C9X3G808GP 提供多達 7 個下行埠，上下行通道寬度可配置為 x1、x2 或 x4。這兩個切換器還支援跨網域端點 (CDEP) 和非透明橋接等效模式，代表將一個連接埠配置為 CDEP 以連接到另一台主機，而不是端點。如此一來提供容錯移轉備援功能，可以在兩個處理器之間，或一個處理器與配置為處理器模式的智慧轉接器之間進行通訊。封包交換器讓兩台主機可以分配自己的 PCIe 匯流排和記憶體資源，透過資源轉換促進封包傳輸。

各裝置有四個實體直接記憶體存取 (DMA) 通道，提高主機與端點之間資料互動的效率。可由兩個虛擬通道共用每個實體通道，能夠同時從多達八個 DMA 通道向八對位置傳輸資料。由在連接到上行埠或 CD 埠的主機上執行的軟體驅動程式來配置和管理 DMA 引擎。DMA 引擎可用於多種產品應用方式，像是裝置狀態收集、點對點主機傳輸和點對點端點傳輸。

更強大且先進的錯誤報告、資料保護和錯誤管理，以及支援熱插拔和意外熱移除等其他功能，都能用於提升可靠性、可用性和可維護性 (RAS)。

針對節電進行最佳化

低功耗運作一事對提高能效的重要性日益增加，PCIe 規範必須支援低功率裝置及產品應用。其中，延遲容限報告 (LTR) 讓主機可以判斷何時中斷任何特定裝置，在 PCIe 介面處於活動狀態時降低功耗。這麼一來便能在收發器不運作時進行斷電。使用者可以透過一套既定的電源狀態來精細控制耗電量：L0 為鏈路正常運作的電源狀態；L1 為關閉部分收發器邏輯的時間；L2 和 L3 為完全關閉收發器和斷電時的進一步狀態。

在低功率模式下 (L 數字較高)，恢復延遲的時間會延長。為了靈活控制功耗和延遲，L1 有 L1.1 和 L1.2 兩個子狀態，其中關閉更多的收發器邏輯。在 L1.1 中關閉收發器的 PLL，而 L1.2 則是關閉額外電路來進一步降低功耗，但代價是增加恢復延遲的時間。從 L1.1 和 L1.2 恢復的時間，比從 L2 恢復的時間還短。另外還定義 L0s 狀態，即只在一個方向傳輸資料時，鏈路上的兩個裝置可以獨立關閉自己的發射器。

PI7C9X3G606GP 與 PI7C9X3G808GP 裝置支援這些狀態和子狀態，可以在需要使用前關閉任何空的熱插拔連接埠。這兩款裝置使用針對啟動和連續運作的電源管理方案，在所有模式下的功耗都非常低。在滿載和 80°C 接面溫度下，PI7C9X3G808GP 的功耗僅為 2.9W。這兩款裝置的工業溫度範圍為 -40°C 至 85°C。

這些切換器還有其他功能，包括內建用於支援低功率操作的 PCIe 3.0 時鐘緩衝器，以及內建可即時通報操作溫度的熱感測器。該緩衝器支援各種 PCIe 3.0 參考時脈架構，包括通用的獨立參考無擴展 (SRNS) 和獨立參考擴展 (SRIS)，以協助設計人員最佳化產品應用的功能及效能。

這些切換器還支援先進的 PCIe 功能，例如存取控制服務 (ACS)、多播、原子操作、交替路由 ID (ARI) 和位址轉換 (AT)，這些功能有助於流量管理、封包處理及多處理器或多執行緒同步。

PCI Express®、PCIe®、PCI-SIG® 和 PCI™ 是 PCI-SIG Corporation 的商標或註冊商標及/或服務標誌。所有其他商標均為個別持有人的財產。