在很多军队、政府及特殊行业中，大量的动态数据需要同时显示给观者，以便于分析及决策。这种数量级的数据，可能包含了数字、图表、图形、视频信号、卫星图像、气象图、一个或多个用户端桌面等，一般不可能在一个窗口中显示，有时甚至连整个显示墙都可能容纳不下。
这些数据需要被频繁刷新：视频需要看起来是实时的，应用程序需要达到桌面系统的操作速度，这种应用对于任何系统来说都需要巨大的带宽。为了达到必要的显示效果，多个100－200万像素的背投屏幕组合在一起，形成一面巨大的墙体，所有屏幕由一台显示墙控制器驱动，成为一块单一的逻辑屏幕。
这些控制器基本都是些强大的计算机，能够支持多路输出、捕捉及处理视频信号和高分辨率的RGB信号，同时，视频及RGB信号能够在显示墙上任意缩放及漫游。但是现在随着数据量的不断增加，显示墙的大小及控制器的性能也需要相应增加。
传统的、基于共享的PCI架构的控制器在处理输出数量超过20路，或RGB输入数量超过4路的拼接项目时，立刻显现出它的力不从心，频繁死机或系统崩溃正是发生在这个时候。不少公司在无力改变硬件架构的情况下，将多台控制器级联在一起，通过软件上的开发来支持大规模的应用。这种方式虽然短期内可以解决一些问题，但是长期来看，它带来的风险是不言而喻的。多台控制器组合使用，其中任何一台出问题，都有可能导致整个显示墙系统无法使用，而且多台控制器之间既独立又组合的关系使得故障的排查尤为困难，这种问题将随着使用时间的增加、系统的老化而日益严重，最终将令厂家、用户陷入巨大的麻烦之中。
所以，只有从硬件架构的改变着手，通过将共享的PCI总线更换为交换架构，才能从根本上解决大数据量的处理问题。Jupiter Systems的Fusion 980显示墙控制器通过采用交换的Switch Fabric架构，带宽可达4GB/s，最大可支持80路1600×1200分辨率的显示单元和48路RGB输入，性能远远超越竞争对手。以下内容讲述了Jupiter Systems怎样将一个基于PCI的控制器系统移植到一个基于串行StarFabric架构的系统，并在此过程中实现了性能上的突飞猛进。
已有系统架构
我们的目标是创造一个下一代的控制器架构，使得系统能够支持更多的输出、更高的分辨率。此外，整个架构需要是可升级的，以适应未来可能出现的更大配置。
32-bit/33 MHz的总线架构为CPU访问图形控制模块、以及总线上不同设备之间的点对点传输提供了1 Gbit/s的带宽。如果仅有CPU访问数据在总线上活动的话，这种带宽已足够，但是，总线也用于视频信号及RGB信号的像素传输，刷新一个包含RGB信号的窗口将需要非常大的带宽。一个SXGA信号的分辨率是1280x1024，或1.3M像素，加上16位色及30帧/秒的刷新率，一共需要600Mbits/s的带宽，占PCI理论值的60％。在这种刷新率下想处理多路信号是不可能的。在理想化、静态的情况下，总线可以被分割，以限制这种传输量，但现实情况下是不可行的。很明显，现有的架构已经达到了它的性能顶峰，更高的要求将会导致图形处理性能的不足，这对显示墙控制器来说无疑是最大的打击。
此外，市场正在发生变化，客户正在建造更大的显示墙，他们喜欢在大屏幕上看到视频和高解析度的RGB信号，并越来越多地使用这些功能。大数据量的传输和高性能之间的冲突正令共享的PCI总线备受折磨。
设计中的困境
首先，我们将整个产品线升级到Dual-Xeon处理器、增加内存、使用最新一代的ATI Radeon图形处理器、增加千兆网口、加倍RGB显示能力。此外，总线带宽必须要提高，一个简单的方法是升级到更宽、更快的PCI总线，这个方法对于中端产品来说是可行的，但是对高端产品来说，就不是那么简单的事情了。
[Page] Jupiter致力于提供热交换功能，因为在很多应用中这项功能至关重要，这意味着欧洲卡(Eurocard)格式和被动底板(passive backplane)的使用。但是如果将PCI总线速度增加到66MHz的话，能够被总线驱动的插槽数将减半。这时使用全部插槽空间作桥接显然不太合适，而在底板上设置桥接又会使它成为潜在的失败因素，因为那样就不能做到快速或简单的更换了。此外，单一的共享总线，不论多快，总会在一个高负荷下崩溃。
使用串行架构的Hyper-Transport总线作为独立的像素传输总线值得考虑，因为它的高带宽、同步双向交互功能、较少的交互针脚数以及多节点工作的潜力等特点。然而，这将使得系统结构变得相当复杂，严重破坏了热交换功能的需要，并使得将信号扩展到扩展机箱变得更加困难。
一种先进的交互方式成为必要，在这种方式下，节点A与节点B之间的交互不会阻挡其它节点间的交互。这种方式叫做switch fabric，在电信领域被广泛采用，不过对于计算机领域则是一种新技术。同时为了通过现有的硬软件保持一些遗留的互用性，PCI接口的switch fabric是必需的。看起来只有一种可行的方法，即开放标准的StarFabric。
StarFabric的采用
Switch Fabric有一个有趣的特点，即Fabric的固定带宽随着与它连接的节点数量的增加而增长。这样节点之间的交互不但不会争抢带宽，反而增加了可用的带宽。这与共享带宽相比正好相反。
基于StarFabric的系统架构见图2。每个插槽都连接到两个switch上，每个switch提供插槽间独立的数据通道、渐增的带宽及容错格式。
Jupiter希望为高端系统提供最大80路(1600×1200)的显示通道和48路的RGB捕捉通道，这需要设计一个高密度的机箱，否则大规模的配置将需要用多个机架。最后我们采用一个独立的4U机箱来容纳CPU和硬盘，采用一个改良的PICMG 2.17扩展机箱来容纳4个电源、15个外围插槽和两个switch插槽，使用全新的4通道图形卡和RGB卡。扩展机箱可增加到2个以使得最大槽数达30个(图3)。
每个外围插槽都有多余的StarFabric接口连接到两个switch卡插槽上，其实一个switch卡即可令系统运行良好，加第二块switch卡一方面使得交互带宽加倍，另一方面与第一块一起提供热交换功能。
成功
结果非常令人满意。在一个满配的系统中，20路SXGA信号可以在整块墙上以45帧/秒的速度显示（对比一下之前在PCI架构中的30帧/秒），这意味着40Gbit/s的数据吞吐量！对于任何使用共享总线架构的系统来说，这种性能的提升是惊人的。
StarFabric架构的效果是如此之好，以致于Jupiter正考虑将Fusion 980的显示能力扩大到驱动100块以上的屏幕