PCI Express是新一代的總線接口。早在2001年的春季,，英特爾公司就提出了要用新一代的技術(shù)取代PCI總線和多種芯片的內(nèi)部連接,，并稱之為第三代I/O總線技術(shù)。隨后在2001年底,，包括Intel,、AMD、DELL,、IBM在內(nèi)的20多家業(yè)界主導(dǎo)公司開始起草新技術(shù)的規(guī)范,，并在2002年完成，對其正式命名為PCI Express,。它采用了目前業(yè)內(nèi)流行的點對點串行連接,，比起PCI以及更早期的計算機(jī)總線的共享并行架構(gòu)，每個設(shè)備都有自己的專用連接,，不需要向整個總線請求帶寬,，而且可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個很高的頻率，達(dá)到PCI所不能提供的高帶寬,。

PCI Express總線技術(shù)的演進(jìn)過程,，實際上是計算系統(tǒng)I/O接口速率演進(jìn)的過程。PCI總線是一種33MHz@32bit或者66MHz@64bit的并行總線,，總線帶寬為133MB/s到最大533MB/s,，連接在PCI總線上的所有設(shè)備共享133MB/s～533MB/s帶寬。這種總線用來應(yīng)付聲卡,、10/100M網(wǎng)卡以及USB 1.1等接口基本不成問題。隨著計算機(jī)和通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,，新一代的I/O接口大量涌現(xiàn),，比如千兆（GE）、萬兆（10GE）的以太網(wǎng)技術(shù),、4G/8G的FC技術(shù),，使得PCI總線的帶寬已經(jīng)無力應(yīng)付計算系統(tǒng)內(nèi)部大量高帶寬并行讀寫的要求，PCI總線也成為系統(tǒng)性能提升的瓶頸,，于是就出現(xiàn)了PCI Express總線,。

PCI Express總線是一種完全不同于過去PCI總線的一種全新總線規(guī)范，與PCI總線共享并行架構(gòu)相比,，PCI Express總線是一種點對點串行連接的設(shè)備連接方式,，點對點意味著每一個PCI Express設(shè)備都擁有自己獨(dú)立的數(shù)據(jù)連接,，各個設(shè)備之間并發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸互不影響，而對于過去PCI那種共享總線方式,，PCI總線上只能有一個設(shè)備進(jìn)行通信,，一旦PCI總線上掛接的設(shè)備增多，每個設(shè)備的實際傳輸速率就會下降,，性能得不到保證,。PCI Express以點對點的方式處理通信，每個設(shè)備在要求傳輸數(shù)據(jù)的時候各自建立自己的傳輸通道,，對于其他設(shè)備這個通道是封閉的,，這樣的操作保證了通道的專有性，避免其他設(shè)備的干擾,。以串行方式提升頻率增進(jìn)效能,，關(guān)鍵的限制在于采用什么樣的物理傳輸介質(zhì)。人們普遍采用銅線路,，而理論上銅這個材質(zhì)可以提供的傳輸極限是10 Gbps,。這也就是為什么PCI Express的極限傳輸速度的答案。

在傳輸速率方面,，PCI Express總線利用串行的連接特點將能輕松將數(shù)據(jù)傳輸速度提到一個很高的頻率,，達(dá)到遠(yuǎn)超出PCI總線的傳輸速率。PCI Express的接口根據(jù)總線位寬不同而有所差異,，包括x1,、x4、x8以及x16(x2模式將用于內(nèi)部接口而非插槽模式）,，其中X1的傳輸速度為250MB/s,，而X16就是等于16倍于X1的速度，即是4GB/s,。與此同時,，PCI Express總線支持雙向傳輸模式，還可以運(yùn)行全雙工模式,，它的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質(zhì)量,，它們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。因此連接的每個裝置都可以使用最大帶寬,，PCI Express接口設(shè)備將有著比PCI設(shè)備優(yōu)越的多的資源可用,。

除了這些，PCI Express設(shè)備能夠支持熱拔插以及熱交換特性,，支持的三種電壓分別為+3.3V,、3.3Vaux以及+12V?？紤]到顯卡功耗的日益上漲,，PCI Express而后在規(guī)范中改善了直接從插槽中取電的功率限制,，16x的最大提供功率達(dá)到了70W，比AGP 8X接口有了很大的提高,?；究梢詽M足未來中高端顯卡的需求。

可以看到PCI Express只是南橋的擴(kuò)展總線,，它與操作系統(tǒng)無關(guān),，所以也保證了它與原有PCI的兼容性，也就是說在很長一段時間內(nèi)在主板上PCI Express接口將和PCI接口共存,，這也給用戶的升級帶來了方便,。由此可見，PCI Express最大的意義在于它的通用性,，不僅可以讓它用于南橋和其他設(shè)備的連接,，也可以延伸到芯片組間的連接，甚至也可以用于連接圖形芯片,，這樣,，整個I/O系統(tǒng)將重新統(tǒng)一起來，將更進(jìn)一步簡化計算機(jī)系統(tǒng),，增加計算機(jī)的可移植性和模塊化,。PCI Express已經(jīng)為PC的未來發(fā)展重新鋪設(shè)好了路基，下面就要看PCI Express產(chǎn)品的應(yīng)用情況了,。

PCI Express 2.0是PCI Express總線家族中的第二代版本,。其中第一代的PCI Express 1.0標(biāo)志于2002年正式發(fā)布，它采用高速串行工作原理,，接口傳輸速率達(dá)到2.5GHz,，而PCI Express 2.0則在1.0版本基礎(chǔ)上更進(jìn)了一步，將接口速率提升到了5GHz,，傳輸性能也翻了一番,。新一代芯片組產(chǎn)品均可支持PCI Express 2.0總線技術(shù)，X1模式的擴(kuò)展口帶寬總和可達(dá)到1GB/s,，X16圖形接口更可以達(dá)到16GB/s的驚人帶寬值,。

在對可制造性、成本,、功耗、復(fù)雜性,、兼容性等諸多方面進(jìn)行綜合,、平衡之后，PCI-E 3.0規(guī)范將數(shù)據(jù)傳輸率提升到8GHz（最初也預(yù)想過10GHz）,，并保持了對PCI-E 2.x/1.x的向下兼容,，繼續(xù)支持2.5GHz,、5GHz信號機(jī)制?；诖?，PCI-E 3.0架構(gòu)單信道（x1）單向帶寬即可接近1GB/s，十六信道（x16）雙向帶寬更是可達(dá)32GB/s,。

PCI-E 3.0同時還特別增加了128b/130b解碼機(jī)制,，可以確保幾乎100%的傳輸效率，相比此前版本的8b/10b機(jī)制提升了25%,，從而促成了傳輸帶寬的翻番,，延續(xù)了PCI-E規(guī)范的一貫傳統(tǒng)。