1 簡介

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是一種應用廣泛高速串行計算機擴展總線標準，主要用于擴充計算機系統總線數據吞吐量以及提高設備通信速度。

PCIe本質上是一種全雙工的的連接總線，傳輸數據量的大小由通道數lane決定的。一般，1個連接通道lane稱為X1，每個通道lane由兩對數據線組成，一對發送，一對接收，每對數據線包含兩根差分線。即X1只有1個lane，4根數據線，每個時鐘每個方向1bit數據傳輸。依此類推，X2就有2個lane，由8根數據線組成，每個時鐘傳輸2bit。類似的還有X12、X16、X32。

2 PCIe的發展

PCIe的發展歷史十分長遠，最早可追溯到1984年，其發展的歷史見下：

1.ISA (Industry Standard Architecture)

2.MCA (Micro Channel Architecture)

3.EISA (Extended Industry Standard Architecture)

4.VLB (VESA Local Bus)

5.PCI (Peripheral Component Interconnect)

6.PCI-X (Peripheral Component Interconnect eXtended)

7.AGP (Accelerated Graphics Port)

8.PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express)

3 PCIe的速率

每一次的升級換代都是為了解決上一代遺留的問題，而PCIe每次的升級換代主要是為了解決速率上的不足。詳情見下：

4 PCIe通道

PCIe通道比較常見有x1、x4、x8、x16，也有x2的PCIe設備。這些設備的主要的差別由

這些連接器主要的差別為：

注意 ：因為第二數據通道的位置沒有這個綠色的對應針腳，所以PCI-E X2插槽的設備并不存在（但是可以用于其他接口，比如X2通道的m.2 NGFF接口和SATA-Express）

5 PCIe的架構

PCI-X和AGP都是由PCI發展而來，為了提高數據傳輸的速率，二者走了兩條不同的路徑：

• PCI-X通過不斷提供時鐘的頻率來實現高速數據傳輸。
• AGP通過在一個時鐘周期內傳輸多次數據來實現高速數據傳輸。

但是隨著數據速率的提高，數據傳輸的抗干擾性越來越差。為了解決這一問題，PCIe采用差分信號傳輸的方式來增加數據傳輸系統抗干擾性。

以下是一個典型的點對點連接，但是通過PCIe Switch可以連接多個PCIe設備。可以很明顯的看出PCI和PCIe的不同：PCI是總線結構，而PCIe是點對點結構。PCIe架構包含CPU系統（中央處理器）、Root Complex(根復合器)、Memory(存儲器)、PCIe Switch（轉換器）、PCIe Bridge(PCIe橋)、PCIe設備。

• CPU系統:一般為ARM和X86平臺。
• Root Complex：CPU和PCle總線之間的接口，可能包含幾個組件(處理器接口、DRAM接口等)，甚至可能包含幾個芯片。
• Switch：Switch提供了分散或者是聚合的功能，它允許更多的設備接入到 一個PCIe Port，它扮演了數據包路由的功能。
• PCIe Bridge：Bridge提供了一個轉換接口用來連接其他的總線，如PCI/PCI-X。這樣可以允許在PCIe的系統中接入一張舊的PCI設備。
• PCIe設備:滿足PCIe協議的總線的設備被稱為PCIe設備。
• Memory：用于存儲一些重要的信息。

6 PCIe常見問題

• PCIe x1設備可以直接使用在x4的卡槽，只是會浪費資源，功能正常使用。
• PCIe x16設備可以在x8的插槽使用，由于卡槽尺寸的限制，需要另外的轉接板實現。
• PCIe 3.0的設備可以在PCIe2.0的主板上使用。