Interfejsy PCI wkraczają do urządzeń mobilnych i Internetu rzeczy

Nowe, energooszczędne wersje technologii PCI mają znaleźć zastosowania w urządzeniach mobilnych oraz środowisku IoT (Internet of Things), a nie tylko w pecetach i serwerach.

Wszystko wskazuje na to, że najnowsza wersja standardu PCI Express 4.0 ujrzy światło dzienne w 2015 r. Jednak PCI SIG (Special Interest Group) pracuje również nad technologiami, dzięki którym interfejsy takie będą mogły być również instalowane w urządzeniach, które z racji obsługiwanych środowisk czy aplikacji muszą pobierać jak najmniej prądu i stawiają znacznie wyższe wymagania na energooszczędność niż dotąd. Chodzi tu o zastosowania w urządzeniach mobilnych takich, jak smartfony, tablety i ultra cienkie laptopy oraz sprzęcie obsługującym Internet rzeczy IoT (Internet of Things). Takie energooszczędne interfejsy PCI pobierałyby energię tylko wtedy, gdy jest to rzeczywiście niezbędne. W innych momentach przełączałyby się w stan uśpienia.

Jak wiadomo, za skrótem PCI kryje się cała rodzina technologii używanych do łączenia systemów pamięci masowych oraz innych urządzeń z główną magistralą danych peceta lub serwera. Interfejsy pracujące zgodnie z najnowszą wersją standardu PCIe (3.0) mogą wysyłać dane z szybkością 32 GB/s. Prace na kolejną wersją PCIe 4.0 mają się zakończyć w 2015 lub 2016 roku i mają podwoić tą wartość.

Zobacz również:

Technologia PCI króluje w systemach obliczeniowych od 20 lat i każda jej kolejna wersja jest zgodna z poprzednią. Dlatego producenci sprzętu komputerowego, ani jego użytkownicy nie mieli nigdy kłopotów z tym złączem.

Interfejsy PCI wkraczają do urządzeń mobilnych i Internetu rzeczy

BW: bandwidth (przepustowość); GT/s: gigatransfers per second (gigatransferów na sekundę); Źródło: cnet

PCI-SIG ma jednak obecnie inny problem, nie mający nic wspólnego z zapewnieniem zgodności nowej wersji standardu z wersjami poprzednimi. Chodzi o rosnącą liczbę urządzeń mobilnych, które mają inne wymagania w zakresie poboru mocy niż urządzenia stacjonarne, w których instalowano do tej pory interfejsy PCI. W urządzeniach mobilnych można instalować tylko takie interfejsy, które są energooszczędne i nie spowodują, że zasilające te urządzenia baterie trzeba będzie wymieniać na nowe (lub doładowywać) już po kilku godzinach pracy. I to jest problem, z którym musi sobie poradzić PCI SiG.

"Wygląda na to, że mamy już rozwiązania, dzięki którym interfejsy PCI zaczną się pojawiać w urządzeń mobilnych” mówi Al Yanes stojący na czele grupy roboczej PCI-SIG. Zaawansowane są też prace nad mechanizmami, dzięki którym złącza PCI można będzie bez większych kłopotów wprowadzać do środowiska Internet of Things. Do duże ułatwienie dla producentów wszelkiego rodzaju czujników czy urządzeń pomiarowych stosowanych w środowisku IoT, które będą w stanie komunikować się ze światem zewnętrznym również za pośrednictwem takich standardowych, energooszczędnych interfejsów.

PCI-SIG wymienia trzy technologie, dzięki którym PCI znajdzie zastosowanie również w Internecie rzeczy.

Jedna z nich to M-PCIe. Jest to dodatkowa warstwa adaptacji dołączana do M-Phy. To specyfikacja opracowana przez MIPI Alliance, definiująca fizyczne parametry interfejsów instalowanych wewnątrz urządzeń. Została opracowana głównie z myślą o urządzeniach medycznych, sprzęcie instalowanym w samochodach oraz urządzeniach typu “wearable”. Ale dzięki niej producenci również innych urządzeń będą mogli wprowadzać do nich interfejsy PCI Express. I to bez obaw, że używane powszechnie sterowniki ich nie obsłużą, bo zastosowanie rozwiązań zgodnych ze specyfikacją M-PCIe zapewnia wymaganą zgodność.

Interfejsy PCI wkraczają do urządzeń mobilnych i Internetu rzeczy

Architektura M-PCIe; Źródło: PCI SIG

Druga technologia, którą proponuje PCI-SIG, nosi nazwę L1 Sub-States. Dzięki niej interfejs PCIe może przełączyć się w stan uśpienia i pobiera wówczas zdecydowanie mniej prądu. W odwodzie jest jeszcze technologia kryjąca się za określeniem "half-swing", która pozwala zmniejszyć o połowę napięcie zasilające układy PCIe (z 800 mV do 400 mV).

Specjaliści zwracają uwagę na jeszcze jeden problem, istotny szczególnie w przypadku wdrażania technologii PCI Express w urządzeniach mobilnych i sprzęcie obsługującym Internet rzeczy. Chodzi o to iż większość komponentów wchodzących w skład takich urządzeń znajduje się na układach typu SoC (System on Chip), które trudno jest rozbudowywać i dodawać do nich nowe elementy. Jest to oczywiście możliwe, ale stawia przez firmami kolejne wyzwania. Dlatego grupa robocza PCI-SIG pracuje również nad rozwiązaniami, które będą do zaakceptowania przez producentów układów SoC.


TOP 200