前言
工业计算机的演化就如同一般商用PC一样，从早期的8086接着286，386到后来的486及迈入了Pentium，一直到现在的Pentium 4及IA32最高等级的Xeon系列，在CPU的领域上，一直都是x86架构的天下，也是台湾计算机厂商所最擅长的领域，然而CPU技术不断突破更新，反应在计算机系统中的总线似乎创新速度追不上CPU，回顾总线的演进轨迹，从ISA(Industry Standard Architecture)、EISA(Extended Industry Standard Architecture)与MCA(Micro Channel Architecture)、VL-Bus(VESA Local Bus)、PCI(Peripheral Component Interconnect)、PCI-X及AGP等传输接口，历经十多年的演进，此刻遭逢传输频宽上的瓶颈。重新审视这一段演进史，PCI在1992年推出后，扮演了统一的角色，一直到1997年才出现AGP取代部分PCI的功能，作为高阶绘图工作的接口标准。
传统PCI的频宽逐渐不足以应付越来越多新世代的高速传输周边的需求，例如Gigabit Ethernet、Serial ATA、Fiber Channel等，于是新世代的规格陆续发表，如PCI-X与本文的主题－PCI Express。在传统上，产品时程会比消费性市场慢一步、甚至是好几步的工业计算机，面临巨大变革时，业界会有怎样的应变策略和思维呢？
PCI的标准是由PCI-SIG所制订，从最早1992年的PCI 1.0版本问世，至今已发展到PCI 2.3, 3.0的版本及PCI-X 1.0, 2.0的规格。在这个bus发展的过程中，因为各种不同的需求及应用，衍生出早期的VL Bus及现在绘图显示卡所常用的AGP Bus。对开发厂商来说，却增加产品的复杂度，于是在PCI问世十余年后，因为3D游戏及无线通讯应用的兴起，导致目前的PCI bus不管在效能及频宽方面不敷使用，AGP及PCI-X等总线因运而生。此种现象反映出总线有如多头马车一般，并点出这些严重问题其实是内部传输的共通性问题。
是故，业界普遍希望能够有一种共通的接口标准技术，此接口可以应用到各种不同的领域，在这样的思考前提下，第三代的I/O总线接口(Third Generation Input Output; 3GIO) 终于诞生。由PCI-SIG于2002年4月17日宣布完成第三代接口的制订工作，并正式定名为PCI Express。于2002年7月22日公布PCI Express 1.0规格，正式的将总线的传输速度推升至更高速的境界。(如图一)
(图一) 总线之演变。资料来源：Intel，工研院经资中心2003/04。
工业计算机之变迁
至于工业计算机上的应用，暂且不论PICMG 3.x已经定义的PCI Express接口，首先思考在现有传统PICMG 1.x上的CPU卡及背板的应用。传统的CPU卡与背板的连接方式如图二所示。
这样的好处是提高了整体系统的稳定性、弹性，并减少维修时所需的更换时间，目前所拥有的架构是PICMG 1.0的PCI-ISA的架构及PICMG 1.2的PCI-X架构，然而对于市场上即将现身、且很有可能以很快的速度席卷市场的PCI Express，工业计算机的变化会是如何呢？
基于工业计算机的特性主要在「少量多样」，并提供工业级用户稳定及高度客制化的解决方案，在下一代的PICMG 1.x整个系统，从机箱来看，预期将不会有太大的差异，而在机箱、背板及CPU卡的组装上，亦不会与现行的方式有太大的差异。由于PCI Express的架构及其特性，可想见在CPU卡片上依旧会保留金手指段的设计，将北桥或南桥端的PCI Express讯号连接到背板上，并且因为PCI Express的高频宽在对应到许多接口设备时，其实频宽是绰绰有余，因此许多厂商如Intel、 HiNT及Pericom等，为PCI Express的应用设计许多不同的bridge芯片，包含PCI Express to PCI-X, PCI Express to PCI或to iSCSI及Fiber Channel等各种接口。
透过Intel等市场领导厂商所释出的信息，其实已经可以揣测在下一世代的工业计算机规格上，将会很有趣，透过更新及多样化的背板设计，更深入各种应用范畴的客户需求。以往的背板，顶多就是有PCI/ISA或者是PCI-X的Slots，进入PCI Express时代之后，在背板上将会产生许多令人振奋的应用及设计。因为PCI Express之differential 讯号的特性，连接讯号的方式将可透过排线或板对板的设计来达成，新一代的背板可能不再是一大块，而是更加模块化的设计，在概念上很像是乐高积木，端视客户想要将CPU卡机箱及新一代的背板如何组合，对映出各种应用，例如高频宽需求的网络设备或者如高阶的firewall和VPN等设备。
PCI Express的趋势不只深层的影响到一般商用及消费性市场，在工业用领域上将掀起重大变革，对于使用者来说是一项好消息，透过新一代的规格及想法，不仅达到工业计算机的少量多样特性，更为贴近客户的需求，同时缔造厂商及使用者的多赢局面。
