在很多軍隊、政府及特殊行業中，大量的動態數據需要同時顯示給觀者，以便于分析及決策。這種數量級的數據，可能包含了數字、圖表、圖形、視頻信號、衛星圖像、氣象圖、一個或多個用戶端桌面等，一般不可能在一個窗口中顯示，有時甚至連整個顯示墻都可能容納不下。
     這些數據需要被頻繁刷新：視頻需要看起來是實時的，應用程序需要達到桌面系統的操作速度，這種應用對于任何系統來說都需要巨大的帶寬。為了達到必要的顯示效果，多個100－200萬像素的背投屏幕組合在一起，形成一面巨大的墻體，所有屏幕由一臺顯示墻控制器驅動，成為一塊單一的邏輯屏幕。
     這些控制器基本都是些強大的計算機，能夠支持多路輸出、捕捉及處理視頻信號和高分辨率的RGB信號，同時，視頻及RGB信號能夠在顯示墻上任意縮放及漫游。但是現在隨著數據量的不斷增加，顯示墻的大小及控制器的性能也需要相應增加。

     傳統的、基于共享的PCI架構的控制器在處理輸出數量超過20路，或RGB輸入數量超過4路的拼接項目時，立刻顯現出它的力不從心，頻繁死機或系統崩潰正是發生在這個時候。不少公司在無力改變硬件架構的情況下，將多臺控制器級聯在一起，通過軟件上的開發來支持大規模的應用。這種方式雖然短期內可以解決一些問題，但是長期來看，它帶來的風險是不言而喻的。多臺控制器組合使用，其中任何一臺出問題，都有可能導致整個顯示墻系統無法使用，而且多臺控制器之間既獨立又組合的關系使得故障的排查尤為困難，這種問題將隨著使用時間的增加、系統的老化而日益嚴重，最終將令廠家、用戶陷入巨大的麻煩之中。
     所以，只有從硬件架構的改變著手，通過將共享的PCI總線更換為交換架構，才能從根本上解決大數據量的處理問題。Jupiter Systems的Fusion 980顯示墻控制器通過采用交換的Switch Fabric架構，帶寬可達4GB/s，最大可支持80路1600×1200分辨率的顯示單元和48路RGB輸入，性能遠遠超越競爭對手。以下內容講述了Jupiter Systems怎樣將一個基于PCI的控制器系統移植到一個基于串行StarFabric架構的系統，并在此過程中實現了性能上的突飛猛進。

已有系統架構
     我們的目標是創造一個下一代的控制器架構，使得系統能夠支持更多的輸出、更高的分辨率。此外，整個架構需要是可升級的，以適應未來可能出現的更大配置。
     32-bit/33 MHz的總線架構為CPU訪問圖形控制模塊、以及總線上不同設備之間的點對點傳輸提供了1 Gbit/s的帶寬。如果僅有CPU訪問數據在總線上活動的話，這種帶寬已足夠，但是，總線也用于視頻信號及RGB信號的像素傳輸，刷新一個包含RGB信號的窗口將需要非常大的帶寬。一個SXGA信號的分辨率是1280x1024，或1.3M像素，加上16位色及30幀/秒的刷新率，一共需要600Mbits/s的帶寬，占PCI理論值的60％。在這種刷新率下想處理多路信號是不可能的。在理想化、靜態的情況下，總線可以被分割，以限制這種傳輸量，但現實情況下是不可行的。很明顯，現有的架構已經達到了它的性能頂峰，更高的要求將會導致圖形處理性能的不足，這對顯示墻控制器來說無疑是最大的打擊。
     此外，市場正在發生變化，客戶正在建造更大的顯示墻，他們喜歡在大屏幕上看到視頻和高解析度的RGB信號，并越來越多地使用這些功能。大數據量的傳輸和高性能之間的沖突正令共享的PCI總線備受折磨。

設計中的困境
     首先，我們將整個產品線升級到Dual-Xeon處理器、增加內存、使用最新一代的ATI Radeon圖形處理器、增加千兆網口、加倍RGB顯示能力。此外，總線帶寬必須要提高，一個簡單的方法是升級到更寬、更快的PCI總線，這個方法對于中端產品來說是可行的，但是對高端產品來說，就不是那么簡單的事情了。

     使用串行架構的Hyper-Transport總線作為獨立的像素傳輸總線值得考慮，因為它的高帶寬、同步雙向交互功能、較少的交互針腳數以及多節點工作的潛力等特點。然而，這將使得系統結構變得相當復雜，嚴重破壞了熱交換功能的需要，并使得將信號擴展到擴展機箱變得更加困難。
     一種先進的交互方式成為必要，在這種方式下，節點A與節點B之間的交互不會阻擋其它節點間的交互。這種方式叫做switch fabric，在電信領域被廣泛采用，不過對于計算機領域則是一種新技術。同時為了通過現有的硬軟件保持一些遺留的互用性，PCI接口的switch fabric是必需的。看起來只有一種可行的方法，即開放標準的StarFabric。

StarFabric的采用
     Switch Fabric有一個有趣的特點，即Fabric的固定帶寬隨著與它連接的節點數量的增加而增長。這樣節點之間的交互不但不會爭搶帶寬，反而增加了可用的帶寬。這與共享帶寬相比正好相反。
     基于StarFabric的系統架構見圖2。每個插槽都連接到兩個switch上，每個switch提供插槽間獨立的數據通道、漸增的帶寬及容錯格式。

     Jupiter希望為高端系統提供最大80路(1600×1200)的顯示通道和48路的RGB捕捉通道，這需要設計一個高密度的機箱，否則大規模的配置將需要用多個機架。最后我們采用一個獨立的4U機箱來容納CPU和硬盤，采用一個改良的PICMG 2.17擴展機箱來容納4個電源、15個外圍插槽和兩個switch插槽，使用全新的4通道圖形卡和RGB卡。擴展機箱可增加到2個以使得最大槽數達30個(圖3)。
     每個外圍插槽都有多余的StarFabric接口連接到兩個switch卡插槽上，其實一個switch卡即可令系統運行良好，加第二塊switch卡一方面使得交互帶寬加倍，另一方面與第一塊一起提供熱交換功能。

成功
     結果非常令人滿意。在一個滿配的系統中，20路SXGA信號可以在整塊墻上以45幀/秒的速度顯示（對比一下之前在PCI架構中的30幀/秒），這意味著40Gbit/s的數據吞吐量！對于任何使用共享總線架構的系統來說，這種性能的提升是驚人的。
     StarFabric架構的效果是如此之好，以致于Jupiter正考慮將Fusion 980的顯示能力擴大到驅動100塊以上的屏幕