在當代高速運算與 AI 伺服器架構中，內部模組之間的資料傳輸需求日益增長，傳統傳輸介面已難以滿足高頻寬、低延遲的要求。為此，業界開發出多種專為高效能設計的高速傳輸介面，其中以 MCIO、PCIe Riser、Gen-Z 與 SlimSAS 四種最受關注。本文將針對這四種介面進行詳細解析，探討其架構特性、優勢與限制，協助讀者掌握高速連接設計的趨勢與應用場景。
一、MCIO（Mini Cool Edge IO）
MCIO 是一種高密度、高速的模組間連接介面，最初由 SFF-TA-1016 規範推出，主要應用於伺服器主機板與多個 I/O 模組（如 NVMe SSD、GPU、NIC 等）之間的連接。
✅ 優點：
• 高密度設計：可支援高達 112 Gbps 的通道傳輸速度，每個連接器最多可支援 16 個通道，非常適合空間有限的伺服器設計。
• 模組化支援強：支援熱插拔與模組化設計，便於快速升級與維修。
• 未來相容性高：支援 PCIe 5.0/6.0、SAS4 與 CXL 等新興傳輸協議。
❌ 缺點：
• 製造與測試成本較高：高密度與高速特性使得線材製作與 EMI 測試更具挑戰性。
• 設計複雜度高：對於主機板佈局與熱管理要求嚴格。
二、PCIe Riser
PCIe Riser 是延伸 PCI Express 匯流排訊號的連接介面，常見於機殼內空間受限時，將擴充卡（如 GPU、FPGA）橫向或遠距離安裝。
✅ 優點：
• 成熟且廣泛應用：作為標準的高速傳輸協議，PCIe 相容性高，支援 PCIe Gen3~Gen5。
• 硬體支持完善：主流 CPU、主機板與擴充卡幾乎都支援 PCIe，無需額外學習曲線。
• 適合高頻寬應用：提供每通道最高 32 Gbps（PCIe Gen5）的高速資料傳輸能力。
❌ 缺點：
• 距離受限：PCIe 傳輸距離有限，過長可能造成訊號劣化。
• 缺乏彈性模組化：不支援熱插拔，維修與擴充相對不便。
• 電磁干擾問題較顯著：多通道並行訊號容易造成 EMI 問題。
三、Gen-Z
Gen-Z 是一項開放的記憶體語言標準，由 Gen-Z Consortium 主導，旨在提供低延遲、高頻寬的系統互連能力，支援處理器與記憶體、加速器、儲存等多種設備間直接存取。
✅ 優點：
• 支援記憶體語意（Memory Semantic Access）：允許處理器以接近記憶體存取延遲的速度直接存取外部設備。
• 可擴展架構：設計目標為規模從單機到多節點系統皆適用，極具延展性。
• 與現有技術整合度高：支援與 PCIe、CXL 等互通，具備良好的生態整合潛力。
❌ 缺點：
• 尚未廣泛普及：市場應用與生態系尚在建立中，開發資源與產品選擇較少。
• 技術門檻高：需重新調整系統架構與驅動程式設計，初期導入成本高。
四、SlimSAS（Slim SAS）
SlimSAS 是一種針對儲存應用的高速傳輸介面，屬於 Serial Attached SCSI（SAS）技術的輕量化版本，常見於高密度伺服器或儲存陣列內部。
✅ 優點：
• 體積小、密度高：設計更薄小，能在有限空間中實現多路連接。
• 與 SATA/SAS 相容性佳：可相容多種儲存裝置，維護與升級更方便。
• 穩定性與可靠度高：SAS 架構具備企業級穩定性，適合資料中心使用。
❌ 缺點：
• 頻寬有限：每條通道最高僅支援 24 Gbps，相較於 PCIe 或 MCIO 為低。
• 不適合大量 GPU、AI 模組應用：定位仍偏重於儲存，應用彈性有限。
在高速運算與 AI 基礎設施快速發展的趨勢下，未來的伺服器設計將更加倚賴這些高效能、高密度的傳輸介面。企業應依據自身應用場景、效能需求與擴充性目標，選擇最合適的高速線材與介面技術，以打造兼具效率與可擴展性的硬體架構。