Server Hardware Validation Series: PCIe 5.0 – 外型規格與連接器介紹

Allion Labs / Casper Lee

在上一篇「PCIe 5.0 – 設備篇」中提及，PCIe因為介面應用彈性大，且具高度擴充的特性，已成為現今在設計上最被廣泛採用的主要通道。

除伺服器外，一般消費型產品，如筆電、桌機、平板等不同的平台上，也都能看到它的存在，甚至在智能汽車的應用上也開始有它的影子出現。基於PCIe介面被廣泛的應用，因此也衍生出各種不同的外型規格(Form Factor)及連接器(Connector)。

接下來，就為大家介紹幾種因應不同應用，而發展出來的外型規格及連接器吧！

PCIe Standard Slot 《外設組件互連標準》

此規格是PCIe介面標準剛發佈時就已定義，是為元老級別的連接器。外型規格為常見的半高或全高的插卡式型態。此連結器有四種不同的插槽，分別為x1、x4、x8、x16，可用於顯示卡、高速網卡及磁碟陣列卡等，需要處理大量訊息的裝置上。

PCIe Storage《M.2、U.2/ U.3、E1/ E3》

M.2

由於儲存裝置速度的提升加上NVM(Non-Volatile Memory)的普及，消費性的儲存裝置由2.5”SATA，漸漸演進到M.2 NVMe 並採用PCIe為傳輸介面。此規格在空間上更加精簡，速度也超越SATA 6Gbps 的限制。成為新一代消費性產品的主流儲存介面。

U.2/U.3

同樣的在伺服器產業中的儲存介面上，也從原本的SFF-8639 SATA/SAS 慢慢的演進成內含NVMe PCIe介面的U.2 / U.3

EDSFF E1/E3

隨著更大儲存容量，以及外型尺寸規格需求不斷提升，U2/ U.3 的規格已無法滿足，因此伺服器產業又推出了EDSFF (Enterprise and Datacenter SSD Form Factor) E1 / E3的新儲存介面。

PCIe New Form Factor《Gen-Z / OCP NIC 3.0》

同樣的歷史演進，傳統PCIe Slot也到了使用的臨界點。新的需求需要更多的PCIe 通道以及更快的傳輸速度，來連接主板與背板，或是處理高速網路訊息量。於是新一代的外型規格革命再次降臨。Gen-Z / OCP NIC 3.0 就因此誕生了！而其採用的SFF-TA-1002: 1C/ 2C/ 4C / 4C+ 連接器也如雨後春筍般的出現。

在擁抱這些新規格的當下，研發工程師在設計新的介面，面臨的是前所未有的挑戰！高速介面的設計，除了考驗其設計能力，同樣也需要更高階的測試、更好的量測設備以及相關儀器。

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