Allion Labs / Alan Kao
PCIe的緣起與介紹
Peripheral Component Interconnect Express簡稱 PCIe，是一種高速的序列電腦匯流排，是 PCI 規格的延伸。PCIe 匯流排由英特爾(Intel)公司於 2004年發表，最初是針對高速的聲音與影像串流作業所設計，後來用以提升量測裝置到電腦記憶體的資料傳輸率；PCIe 可達傳統 PCI 匯流排的 30 倍速度。
PCIe擁有更快的速率，所以幾乎取代了以往所有的內部匯流排（包括AGP和PCI）。現在英特爾和AMD已採用單晶片組技術，取代原有的南橋/北橋(晶片)。
| 規格 | 匯流排寬度 | 工作時脈 | 資料速率 |
| PCI 2.3 | 32位元 | 33/66 MHz | 133/266 MB/s |
| PCI-E 1.0 X1 | 1位元 | 2.5 GHz | 500 MB/s（雙工） |
| PCI-E 1.0 X4 | 4位元 | 2.5 GHz | 2 GB/s（雙工） |
| PCI-E 1.0 X8 | 8位元 | 2.5 GHz | 4 GB/s（雙工） |
| PCI-E 1.0 X16 | 16位元 | 2.5 GHz | 8 GB/s（雙工） |
| PCIe | 頻寬 | 速度 | ||
| X1 | X2 | X4 | ||
| 1.0 | 2.5 Gbit/s | 250MB/s | 0.50 GB/s | 1.0 GB/s |
| 2.0 | 5 Gbit/s | 500MB/s | 1.0 GB/s | 2.0 GB/s |
| 3.0 | 8 Gbit/s | 984.6MB/s | 1.97 GB/s | 3.94 GB/s |
| 4.0 | 16 Gbit/s | 1969MB/s | 3.94 GB/s | 7.88 GB/s |
PCIe 在SSD上的應用- M.2 & U.2 Interface
PCIe應用將會越加廣泛，介面也不僅只有標準PCIe connector。而會因應市場變化延伸出主流的M.2 & server與應用為主的U.2 (SFF-8639)。PC 市場mSATA漸漸被 M.2 取代， U.2 (SFF-8639)將相容SATA/SAS/NVMe。基本上U.2與 M.2 相同，最高可以提供 32Gbps 的頻寬。
既然頻寬相同，為何要推出不同的介面？
一般主機板面積有著相當大的限制，無法允許無限加入 M.2 插槽。另一方面，U.2 也無法在輕薄的筆記型電腦上導入，因此 M.2 與 U.2 兩種介面並存是必須要的事情，因為它們針對不同環境做應用。
簡言之，兩者差異如下：
- M.2 介面：主打輕薄的筆記型電腦/桌上型電腦
- U.2 (SFF-8639)介面：主打桌上型電腦/Server
M.2：
M.2有許多模組類型，主要用於PCIe應用的如下 A/B/E/M key 四種。辨別方式為針腳缺口位置
| Key | Notched pins | Application | Interface |
| A | 8-15 | WIFI/BT、NFC | PCIex2 |
| B | 12-19 | SSD | PCIex2、SATA |
| E | 24-31 | WIFI/BT、NFC | PCIex2 |
| M | 59-66 | SSD | PCIex4、SATA |
U.2 (SFF-8639)：
U.2 (SFF-8639)可相容SATA/SAS/NVMe(如下圖)
Photo Sources : PC PERSPECTIVE
百佳泰可執行的PIC-SIG compliance 測試項目如下:
| Test Item | Testing Categories | |
| Add-in Card | System | |
| Electrical Test: | ||
| Signal Quality (Eye Pattern) | ◎ | ◎ |
| PLL Bandwidth | ◎ | |
| Reference Clock Jitter | ◎ | |
| Receiver Jitter Test | ◎ | ◎ |
| Configuration Test | ◎ | |
| Link/Transaction Protocol Test | ◎ | |
測試環境:
Signal Quality :
Receiver Jitter Test
Link/Transaction Protocol Test:
Eye Pattern test Fail
Preset test fail:
PCIe測試領域適用對象:
| 應用 | DUT屬性 | |
| Standard PCIe | System、Device | System: motherboard、IPC、server
Device: Graphic card、storage |
| M.2 A/E Key | System、Device | System: Laptop
Device: WIFI module |
| M.2 B/M Key | System、Device | System: Laptop、motherboard
Device: M.2 SSD |
| U.2 (SFF-8639) | System、Device | System: server
Device: U.2 storage |
目前PCIe 取證還是需要廠商親自參加PCI-SIG舉辦的workshop，並通過所有的compliance test。
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