下图是一个典型的PCIe体系的topology，图中有以下三类PCIe设备：位于CPU的PCIe Root Complex（包含Host Bridge, RCiEP和Root Port）， PCIe Endpoint设备和PCIe Switch。

Root Complex：

PCIe Root Complex（根联合体），包含一个Host Bridge, 若干个RCiEP和若干个Root Port，它就相当于常年驻守在总公司的CEO的秘书团队，它是连接（CPU）和公司核心记忆库（内存）与整个PCIe高速公路系统（PCIe交换结构）的关键桥梁。

CEO的秘书团队（Root Complex）非常庞大，Host Bridge相当于CEO秘书团队（Root Complex）的秘书长，它向上连接CPU，向下连接Root Port和RCiEP，常驻总公司，非常忙碌，一般不需要出差。

Root Port是相当于CEO秘书团队形象大使，是Endpoint（子公司）的contact window, 一个Root Port负责1/2/4/8个Endpoint（子公司）不等。所有和Endpoint的事务由它全权负责直接处理，经常派小弟（数据包packet）到对应的下属子公司（Endpoint）出差视察。

RCiEP全名Root Port Integrated Endpoint，就是集成在Root Complex内部的片上外设或功能模块Endpoint，作为标准的PCIe Endpoint设备呈现给系统。这意味着，即使这些功能并非独立的物理PCIe卡，操作系统和CPU也能通过PCIe总线机制来发现、配置和管理它们。它就相当于秘书（Root Complex）办公室打扫卫生的，只负责总公司本地事务，一辈子不用出差。
RCiEP为逻辑上实现的PCIe Endpoint，并不存在PCIe协议层<TL/DL/PL>内容。
RCiEP必须实现PCIe Type0配置空间。
RCiEP必须不能实现PCIe扩展能力中Link Capabilities, Link Status, Link Control, Link Capabilities 2, Link Status 2, and Link Control 2等寄存器。

Root Complex 通常集成在CPU内部或芯片组中，它的主要作用是作为CPU和内存子系统与PCIe设备之间的接口和管理者。

PCIe Root Complex 的具体作用

• o连接CPU与PCIe endpoint
• o设备管理与配置：包括发现与枚举、资源分配、链路管理。
• o数据传输协调
• o配置表管理
• o多端口支持
• o错误与电源管理

简而言之，Root Complex 是PCIe架构中的“指挥中心”，它协调CPU与所有PCIe设备之间的通信，管理设备的连接、配置和数据流，是现代计算机系统高效运行不可或缺的核心组件。

PCIe Endpoint Device

PCIe Endpoint Device（端点设备） 就是连接到这条高速铁路上的各种具体的“子公司”或“外设”。它们是PCIe总线拓扑结构中的最终设备，其位于Root Complex总公司之外的另一个城市，直接执行特定的功能，并通过Root Port与CPU和内存进行数据交互。

Endpoint Device通常是指那些不具备进一步连接其他PCIe设备能力的设备。它们是PCIe链路的终点（所以称之为终点Endpoint），例如：

• o显卡 (Graphics Card或GPU)：负责图像渲染和输出。
• o固态硬盘 (NVMe SSD)：用于高速数据存储。
• o网卡 (Network Interface Card)：提供网络连接功能。
• o声卡 (Sound Card)：处理音频输入和输出。
• oUSB扩展卡、SATA扩展卡：提供额外的端口功能。
• oFPGA加速卡、AI加速卡：用于特定计算任务的硬件加速。
• o板载芯片（onboard chip）：BMC、各种AI chip、ASIC、PHY、Controller。
• oCXL Memory Expansion Controller（即CXL内存扩展控制器，这个是新兴的热点，以后我们在专门的章节进行详细讲解）
• oLegacy Endpoint Device：在PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）架构中，Legacy Endpoint Device（传统端点设备）指的是那些原本为旧的PCI或PCI-X总线架构设计的设备，但为了能够在PCIe系统中工作而配备了PCIe接口的设备。

·PCIe Switch：

有些子公司（Endpoint Device）比较偏远，直接从总公司（Root Complex）分别对这些子公司修建高速铁路轨道太奢侈了。因此我们可以在这些偏远的子公司附近设一个交通枢纽站。先将长距离铁路修到这个交通枢纽站。再从交通枢纽站分别修建一些短距离的铁路到这些偏远的子公司。就像我国将高速铁路先修到成都，再以成都作为交通枢纽站修铁路到西南地区的各个偏远城市。

因此，PCIe Switch（PCIe交换机） 就相当于这个交通网络中的“交通枢纽”或“分流器”，是总公司常驻偏远地区的区域总公司。它的主要作用是扩展PCIe总线的连接能力，并高效地路由数据流量。因此，Switch的功能比Endpoint要多得多，我们后面专门用一篇文章来聊switch。

PCIe Switch 的应用场景：

服务器和数据中心：在需要连接大量GPU、NVMe SSD、网卡等高性能设备的服务器中，PCIe Switch是必不可少的，用于构建高带宽、低延迟的互联网络。

工作站：高性能工作站可能需要连接多个显卡或加速卡，Switch可以提供所需的扩展能力。

外部扩展箱（Expansion Chassis）：许多外部PCIe扩展箱内部都包含Switch，以便通过一个PCIe电缆连接到主机，但能提供多个PCIe插槽。

嵌入式系统：在一些复杂的嵌入式应用中，也可能使用PCIe Switch来连接多个专用功能模块。

总而言之，PCIe Switch在PCIe架构中扮演着“交通指挥官”的角色，它不仅扩展了PCIe的连接能力，更重要的是，它通过智能路由和流量管理，确保了整个PCIe网络的高效、稳定和灵活运行。