5G帶來高傳輸量、大連結與超低延遲、超高可靠的應用需求，搭配上人工智慧所需要的即時大資料量的處理，需打通從晶片、裝置到雲端層級的資料中心介面各個關卡，才能輕鬆迎向萬物高速互聯的使用情境，為此各類型傳輸介面也面臨改朝換代的時刻。
5G與人工智慧(AI)發展日益蓬勃之際，各種傳輸介面技術面臨著不改變就等著凋零的轉折點。無論是晶片、電路板及裝置之間的連接介面，甚至是儲存裝置介面的規格，接連出現嶄新變化。舉例來說，USB-IF宣布2019年中旬發布USB 4標準將Thunderbolt協定規範納入其中，意味著未來利用USB Type-C(USB-C)連接埠，即能同時傳輸USB/PCIe/DisplayPort訊號等，並支援Power Delivery於單一線材和傳輸資料與電力。
為了支援5G時代更高傳輸速率的應用需求，如4K、8K影像傳輸應用，以及爆炸般資料量的高速處理需求，新興針對特定領域制定的開放標準亦陸續出籠，例如由NVIDIA領軍，針對VR應用所創立的VirtualLink標準；以及英特爾(Intel)與阿里巴巴、思科(Cisco)、Dell EMC，Facebook、Google、Hewlett Packard Enterprise、華為和微軟(Microsoft)合作，為了資料中心所創立的CXL聯盟，期能藉由Compute Express Link技術，提高效能並消除運算密集型工作負載中的瓶頸。
隨著5G和AI技術的導入，使得終端裝置到雲端資料中心等應用的傳輸速率與容量要求翻倍成長，新開放標準的加入，為相關供應鏈廠商增添了採用的選項，而既有的傳輸介面亦同步更新，如內部傳輸介面PCIe規格朝向PCIe 4.0、PCIe 5.0版本並進，英特爾相關的主機板、周邊設備與網通產品料將大舉出爐；外部I/O光纖傳輸也從400G直奔800G前進；而裝置端Thunderbolt、DisplayPort也預計在接下來有下一代的更新發布，一路打通從裝置端到雲端的各個環節(圖1)。
圖1 各類型傳輸介面發展藍圖
資料來源：Keysight
2019年中登場 USB 4規格蓄勢待發
USB推廣組織(USB Promoter Group)日前宣布即將發布USB 4規格，這是一項重大更新，旨在提供次世代USB架構，該架構將與現有的USB 3.2和USB 2.0架構相得益彰，發揮相輔相成的作用。USB 4架構基於英特爾提供的Thunderbolt協定規格，它使USB的頻寬加倍，並實現同步傳送多個數據和顯示器協定。
全新的USB 4架構定義了一種透過單一高速連接的方式，與多個終端裝置動態分享，由於USB Type-C連接器已經發展為許多電腦產品的外部顯示器連接埠，因此USB 4規格使PC能夠以最佳方式擴充顯示器數據流的分配。即使USB 4規格導入了新的底層協定，但仍支援與現有USB 3.2、USB 2.0和Thunderbolt 3 PC和周邊產品的相容性，達到所連接裝置的最佳互通性。
USB推廣組織主席Brad Saunders表示，USB的主要目標是提供最友善且最佳的使用者體驗，透過強大的傳輸線和連接器解決方案來傳輸資料、螢幕畫面和電力。USB 4解決方案能夠為匯流排的運作進行客製化，透過在單一連接上優化數據和顯示器的組合來進一步提升體驗，並使效能可以進一步倍增。
USB 4解決方案的主要特點包括下述幾項：
英特爾客戶運算事業群總經理Jason Ziller(圖2)表示，釋出Thunderbolt協定規格是一個重要的里程碑，這使所有人都能夠輕鬆使用當今最簡單，也最多功能的連結端口。此外，Thunderbolt 3也被整合至即將推出的英特爾處理器當中，為業界和消費者創造了一個雙贏的局面。
圖2 英特爾客戶運算事業群總經理Jason Ziller表示，業界正加速採用Thunderbolt 3，預期該標準納入USB 4規格後，將進一步刺激Thunderbolt 3的市場導用率。
新開放標準誕生 VirtualLink鎖定VR應用
另外一方面，看準VR應用對於高速傳輸的需求，NVIDIA攜手Oculus、Valve、AMD以及微軟等公司建立新標準聯盟，並釋出針對VR應用的開放式標準VirtualLink規格，其結合單一USB Type-C連接器的簡易性與更高的頻寬，驅動豐富多元的虛擬體驗。
NVIDIA遊戲與虛擬實境部門總經理Jason Paul表示，若要模擬出身歷其境的感受，需要極高的視覺真實度與處理效能。VirtualLink僅透過一條高頻寬管線便能完全發揮PC的潛能，打造身歷其境的VR感受。
這項全新的連接規格是USB Type-C的一種替代模式，可以簡化並加速VR設定，以排除各界採用VR時所遭遇的許多難題。
為徹底發揮次世代VR應有的表現，未來的新頭戴裝置除了需要提供更高的顯示解析度，還要搭配高頻寬攝影機以執行影像追蹤以及擴增實境(AR)。VirtualLink連結多個VR頭戴裝置，不僅能同時提供4條高速HBR3 DisplayPort管線，還預留擴充空間以因應未來需求，其中USB 3.1資料通道能支援多個高解析度攝影機與感測器，並可傳輸27W的電力。
不同於其他替代的連接標準，VirtualLink是專為VR量身打造的規格，其將傳輸時所需的延遲與頻寬需求進行優化，讓頭戴裝置與PC製造商得以推出次世代等級的沉浸式虛擬體驗。
Oculus Rift產品主管Nate Mitchell表示，該公司致力於讓每個人都能輕鬆入手VR產品，而統一後的連接頭則扮演相當重要的角色，它可以解決體驗高效能PC VR時所面臨的許多問題。
資料移動新里程 CXL聯盟消除專業工作負載瓶頸
如何從大量資料中獲取更多價值，已成為巨量資料移動時代下，重要的關鍵元素。為了解決這個問題，英特爾與阿里巴巴、思科、Dell EMC，Facebook、Google、Hewlett Packard Enterprise、華為和微軟合作，宣布成立CXL聯盟，以開發Compute Express Link開放式互聯技術，期能提高效能，並消除CPU和專用加速器的運算密集型工作負載瓶頸。
英特爾資料中心事業群執行副總裁暨總經理Navin Shenoy表示，資料的爆炸性成長和專業工作負載，如壓縮、加密和人工智慧的快速創新，都使得異質運算逐漸興起，其中專用加速器能與通用CPU並行工作。這些加速器需要與處理器之間有高效能的連接，並且在理想情況下能共享公共儲存空間以減少負擔和延遲。CXL是一種關鍵科技，可以實現加速器和CPU之間的記憶體一致性，提供極高的頻寬，並使用基於PCIe 5.0且易於理解的基礎架構。
更具體地說，CXL在CPU和工作負載加速器(如GPU、FPGA和網路)之間建立了高速、低延遲的相互連結。CXL能維持裝置之間的記憶體一致性，允許資源共享以實現更高的效能，降低軟體堆疊複雜性並降低整體系統成本。
雖然市場上存在其他的互聯性協定，但CXL獨特之處在於能夠提供CPU/裝置記憶體一致性，降低裝置複雜性，並且在單一科技當中整合產業標準的實體和電子介面，以實現最佳的隨插即用體驗。
第一代規格將在2019年上半年提供給聯盟成員。Shenoy談到，未來預計可於英特爾的2021年資料中心平台中，首先看到整合CXL科技的產品，包括英特爾Xeon處理器、FPGA、GPU和SmartNIC等。