何謂CompactPCI
CompactPCI(簡(jiǎn)稱(chēng)cPCI)，中文又稱(chēng)緊湊型PCI，是由Ziatech公司在1994年開(kāi)發(fā)的一種高性能總線(xiàn)標準，在PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturer's Group）的大力推動(dòng)下，這一標準在包括電信在內的整個(gè)工業(yè)計算機領(lǐng)域得以普遍應用，并隨之產(chǎn)生了一批稱(chēng)之為cPCI系統的網(wǎng)絡(luò )通信服務(wù)器。這一標準的各種版本定義的是一種基于背板連接的計算機系統和I/O系統的標準，包括物理規格、電器特性、各種通信總線(xiàn)、可靠性、可管理性等一系列特性。
cPCI的出現不僅讓諸如CPU、硬盤(pán)等許多原先基于PC的技術(shù)和成熟產(chǎn)品能夠延續應用，也由于在接口等地方做了重大改進(jìn)，使得采用cPCI技術(shù)的服務(wù)器、工控電腦等擁有了高可靠性、高密度的優(yōu)點(diǎn)。cPCI是基于PCI電氣規范開(kāi)發(fā)的高性能工業(yè)總線(xiàn)，適用于3U和6U高度的電路插板設計。cPCI電路插板從前方插入機柜，I/O數據的出口可以是前面板上的接口或者機柜的背板。
盡管cPCI的熱插拔特性目前并不完善，但是作為一項提高可用性的電氣特性也被電信設備的制造商們所重視。由于cPCI插板與背板間的連接方式是2mm長(cháng)的插針與插座，即使機柜處于震動(dòng)與搖擺的惡劣條件下也不易松動(dòng)，在連接的可靠性方面明顯優(yōu)于PC標準上的PCI接口標準。PC上的PCI標準在每段總線(xiàn)上只能支持4個(gè)插槽，而cPCI可以支持8個(gè)。兩者的擴展方法是相同的，都是通過(guò)PCI－PCI橋接電路。也就是說(shuō)，cPCI系統可以通過(guò)PCI－PCI橋接電路連接多個(gè)PCI段，從而擴展到數十個(gè)插槽，這也正是采用cPCI標準的刀片系統可以高密度部署的原因所在。cPCI是為電信、計算機通信和工控等領(lǐng)域設計的工業(yè)總線(xiàn)標準，其主要特點(diǎn)為支持高速通信和模塊化設計。由于cPCI擁有較高的帶寬，它也適用于一些高速數據通信的應用，包括服務(wù)器、路由器、交換機等。
有業(yè)內專(zhuān)家認為，由于cPCI系統能夠達到電信專(zhuān)用設備99.999％的高可用性，以及可大量采用的廉價(jià)PC部件來(lái)構建這兩大“利器”，不僅可以滿(mǎn)足電信設備的各種苛刻需求，也能極大地降低設備生產(chǎn)和采購成本。使用cPCI標準生產(chǎn)的設備比傳統電信設備便宜一半以上，有些部分價(jià)格甚至不足原來(lái)產(chǎn)品的1/4，困擾電信運營(yíng)商的降低成本調整資費的難題，可以得到有效解決，因此近年來(lái)，cPCI在全球范圍內都受到了異乎尋常的重視。
不同版本導致的紛爭
cPCI總線(xiàn)標準是建立刀片服務(wù)器的基礎，它是惟一的標準，同時(shí)也是標準紛爭的起源。cPCI曾經(jīng)有2個(gè)主要的版本，即 cPCI 1.0和cPCI 2.0，它們在接口定義的完善程度上不盡相同。2000年和2001年的第一代刀片式服務(wù)器全部采用cPCI 1.0的標準，只使用J1插腳，背板帶寬也限定在32位PCI之內，這些產(chǎn)品屬于第一代刀片式服務(wù)器，例如RLX ServerBlade 324。
2002年推出的刀片服務(wù)器部分采用cPCI 2.0標準，背板支持64位PCI通信，稱(chēng)之為第二代刀片式服務(wù)器，例如HP Proliant Bl20p（G2）。
2001年9月，PICMG發(fā)布了cPCI 2.0版本的補充標準2.16，定義了cPCI Packet Switching Backplane（包交換式底板），簡(jiǎn)稱(chēng)cPCI/PSB。該標準在cPCI機柜背板總線(xiàn)中定義了一個(gè)星型拓撲的10/100/1000Mbps交換式以太網(wǎng)，從而可以在此基礎上提供插板間的IP連接。該協(xié)議與64位cPCI、H.110并存，因為cPCI/PSB的連接插腳定義在外圍插座(Peripheral slot)的J3。
PICMG研究這一標準的重要目的在于支持基于IP的電信應用，同時(shí)也為刀片式服務(wù)器與以太網(wǎng)的緊密結合提供了可以依據的工業(yè)標準。這種“背板上的以太網(wǎng)”支持最多21個(gè)插座，每個(gè)插座的速率為10/100/1000/2000Mbps，背板帶寬高達40Gbps，支持鏈路層的流量控制。這一標準也從背板帶寬上解決了33MHz 64位cPCI總線(xiàn)帶寬不足的問(wèn)題，服務(wù)器刀片可以利用cPCI總線(xiàn)外的網(wǎng)絡(luò )帶寬進(jìn)行高速的外部數據I/O，包括網(wǎng)絡(luò )存儲等。
2001年10月，PICMG 2.14 cPCI MultiComputing Specification（多值計算規范）面世。該規范定義了在cPCI系統結構中，不同處理器平臺（Pentium系列、PowerPC、MIPS、PA-RISC、IPF等）下的插板如何基于包交換進(jìn)行數據通信。PICMG 2.14定義了多值計算網(wǎng)絡(luò )的概念（MultiComputing Network，簡(jiǎn)稱(chēng)MCNet），使用不同處理器的插板被視為網(wǎng)絡(luò )中的外圍節點(diǎn)（Peripheral Nodes，簡(jiǎn)稱(chēng)NP）。每個(gè)MCNet還有一個(gè)系統節點(diǎn)（System Node，簡(jiǎn)稱(chēng)SN），負責控制處理器間的通信。
事實(shí)上，該標準使不同平臺的服務(wù)器刀片分布在不同的總線(xiàn)分段上。PICMG 2.14規范的發(fā)布為不同處理器的服務(wù)器刀片共處同一個(gè)服務(wù)器機柜，并具有通過(guò)機柜背板的高效通信方式提供了工業(yè)標準，這也正是眾多廠(chǎng)商宣稱(chēng)可以在同一Chassis上支持不同芯片平臺的原因。
由于標準的版本不同，兩代刀片式服務(wù)器之間不能完全兼容。2001年8月以前，由于從J3到J5都沒(méi)有明確的插腳定義，所以通過(guò)背板使用J3、J4、J5進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通信、存儲等I/O數據交換的刀片式服務(wù)器就會(huì )遇到互不兼容的麻煩，各廠(chǎng)商會(huì )有自己的定義。一些具有重要影響力的電信設備廠(chǎng)商更是故意采用廠(chǎng)商標準去定義插腳的使用方式，制造設備間的不兼容性，從而維持電信設備廠(chǎng)商自身的壟斷地位及其高額利潤。
盡管目前接口標準日趨完善，但是都公布不久，在產(chǎn)品化上還需一段時(shí)間，而且電信設備制造上仍有可能不完全采納新標準，繼續制造不兼容問(wèn)題。目前為止，只有HP等少數幾家聲稱(chēng)完全按照cPCI標準設計刀片式服務(wù)器，而其他服務(wù)器廠(chǎng)商只是在總線(xiàn)和接口標準方面遵循cPCI，在刀片的尺寸上沒(méi)有完全按照該標準去執行，這也是為什么我們看到不同尺寸刀片產(chǎn)品的原因。
為什么服務(wù)器廠(chǎng)商不能完全遵循標準呢？讓我們看一下cPCI的電路板規格定義就知道原因所在了。按照cPCI的定義，電路板高度為100mm（3U）和233.35mm（6U），這一規格被部分刀片式服務(wù)器產(chǎn)品所遵循，然而160mm的電路板深度卻難以設計一塊功能齊全的服務(wù)器刀片，所以很多廠(chǎng)商都在電路板深度方面按照自己的標準大幅增加。這樣就造就了廠(chǎng)商間產(chǎn)品規格標準的不統一，刀片與Chassis互不兼容。另外，刀片服務(wù)器如何進(jìn)行集中管理和監控，目前還沒(méi)有完整的標準可依，cPCI規范沒(méi)有在管理方面定義一個(gè)完整方案。
于是各大廠(chǎng)商各行其道，互不兼容，而2002年IBM和Intel更是攜手制定了一個(gè)自己的刀片服務(wù)器生產(chǎn)規范，并得到了Nortel、Nikia、Cisco、Bull等廠(chǎng)商的支持。而目前的主流刀片服務(wù)器廠(chǎng)商如IBM、HP、Sun、Dell、RLX Technologies、Egenera、Linux Networx和Nexcom等，都采用不同的物理規格來(lái)生產(chǎn)刀片服務(wù)器，讓我們看見(jiàn)了市場(chǎng)上有3U、4U、6U、7U等高度不一的刀片底座和各自規格的刀片，導致用戶(hù)采購時(shí)有些無(wú)所適從。標準的紛爭是目前困擾刀片服務(wù)器市場(chǎng)的主要問(wèn)題。
決定未來(lái)的PICMG 3.0
2001年11月，PICMG開(kāi)始啟動(dòng)PICMG 3.0規范的設計，2002年11月完成。PICMG3.0規范又稱(chēng)為先進(jìn)通信計算機構架（ATCA），目的是為下一代融合通信及數據網(wǎng)絡(luò )應用提供一個(gè)高性?xún)r(jià)比的，基于模塊化結構的、兼容的、并可擴展的硬件構架,同時(shí)以模塊結構的形式呈現以支持符合現代傳輸需求的科技或應用。PICMG 3.0規范的輔助協(xié)議有5個(gè)，分別是已經(jīng)制定完畢的以太網(wǎng)和光纖傳輸規范、InfiniBand 傳輸規范、星形傳輸規范、PCI Express傳輸規范，和一個(gè)正在制定中的高級結構互聯(lián)與串行高速I(mǎi)/O傳輸規范。今年市場(chǎng)上看見(jiàn)的IBM BladeCenter HS40就是第三代刀片產(chǎn)品。
PCIMG輔助協(xié)議的靈活性帶來(lái)了易用性，ATCA產(chǎn)品的整合制造商將需要更多關(guān)注熱門(mén)系統平臺中板卡使用的輔助協(xié)議。
據Ovum公司預測，全球最終用戶(hù)在電信和信息服務(wù)方面的開(kāi)支，將從2000年的GDP3％增長(cháng)到2010年的7％。按市場(chǎng)價(jià)值計，十年內將從每年1萬(wàn)億美元增長(cháng)到每年3萬(wàn)億美元。在這一總體市場(chǎng)下，由最終用戶(hù)帶給NGN（Next Generation Network）運營(yíng)商的收入到2010年將增加到9000億美元，是固定網(wǎng)總收入的一半。從2004年開(kāi)始，下一代網(wǎng)絡(luò )的收入趨勢開(kāi)始逐漸明朗。在此利好前景的驅使下，國外多家運營(yíng)商已經(jīng)進(jìn)行了NGN網(wǎng)絡(luò )試運營(yíng)，國內運營(yíng)商也正在積極進(jìn)行NGN網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗。
NGN的核心是軟交換技術(shù)，就是將原來(lái)的交換機系統功能用軟件來(lái)實(shí)現，采用一系列標準的協(xié)議，提供開(kāi)放的接口，從而可以在NGN上提供豐富多樣的融合業(yè)務(wù)。它需要電信級的硬件平臺（99.999%的可用性）來(lái)支撐，同時(shí)又要求這些硬件平臺具有開(kāi)放的接口，相對低廉的價(jià)格，而cPCI系統則正好滿(mǎn)足上述所有要求。幾乎可以斷定，cPCI系統將成為能同時(shí)支持語(yǔ)音交換（如IP電話(huà)）和數據交換（高速互聯(lián)網(wǎng)）的NGN的主要基礎平臺，或者說(shuō)， cPCI決定了未來(lái)幾年中前端服務(wù)器的發(fā)展趨勢。
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