PCI Express (PCIe) es la interfaz estándar en PCs, portátiles y servidores para conectar tarjetas gráficas u otras tarjetas de expansión, así como muchos componentes de la placa base. La conexión serie punto a punto ha sustituido a AGP, así como a PCI y PCI-X, como interfaz universal.
PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express) ha sustituido por completo a las interfaces PCI (Peripheral Component Interconnect) y AGP (Accelerated Graphics Port), antes comunes, en las placas base de los PC y portátiles desde 2004, así como al bus PCI-X de 64 bits de ancho en los servidores, y se ha convertido así en la interfaz estándar para conectar tarjetas o chips gráficos, así como otros componentes de expansión como controladores de unidades, audio o red. A diferencia de PCI, PCI Express no es un bus paralelo, sino una conexión serie punto a punto totalmente dúplex. PCI Express (PCIe) no es compatible ni eléctrica ni mecánicamente con el bus PCI o la interfaz de tarjeta gráfica AGP. La compatibilidad hacia atrás entre PCIe y PCI es limitada a nivel de software.
PCI Express utiliza carriles de cuatro pistas o cables cada uno para la transmisión de datos, dos de los cuales se utilizan como par diferencial para enviar y dos para recibir datos. Para aumentar la velocidad de datos, se combinan carriles individuales, por ejemplo, hasta 16 carriles para la conexión de una tarjeta gráfica. Un carril PCIe puede ser utilizado por varios dispositivos finales mediante un conmutador PCIe.
Estándares PCI Express
El estándar PCI Express 1.0 definido en 2003 por el PCI-SIG (Peripheral Component Interconnect Special Interest Group) con una velocidad de datos de unos 250 MB/s por carril fue sustituido en 2007 por el PCI Express 2.0 con 500 MB/s. En 2010 le siguió el PCI Express 3.0. PCI Express 3.0 (Gen3) le siguió en 2010 con unos 985 MB/s. La velocidad de transferencia, especificada en gigatransferencias por segundo, aumentó de 2,5 GT/s a 8,0 GT/s. En 2017, el estándar para PCI Express 4.0 se definió en 16 GT/s. El primer procesador con soporte PCIe 4.0 es el Power9 de IBM, presentado a finales de 2017.
El número de carriles disponibles en un ordenador depende del chipset o del procesador utilizado. Con los procesadores Intel Core de la generación Sandy Bridge, presentados en 2011, se inició la integración de un controlador PCI Express 2.0 con 16 carriles directamente en la matriz del procesador. Inicialmente se utilizaba para la comunicación con la tarjeta gráfica. En el chipset se alojó otro controlador PCIe para conectar el controlador SATA y otros componentes. El poseedor del récord en términos de carriles PCI Express actualmente es el AMD Epyc con 128 carriles PCIe Gen3. El Xeon Scalable de Intel tiene actualmente un máximo de 48 carriles PCIe Gen3. En los PC y, sobre todo, en los portátiles, se utilizan procesadores con un número menor de carriles PCIe para mantener tanto la superficie del chip como el número de pines de conexión.
Además de las ranuras PCIe para tarjetas con uno, dos, cuatro, ocho o 16 carriles, existen otros formatos de tarjetas como la PCI Express Mini Card, las tarjetas M.2 en varias longitudes con dos o cuatro carriles o la ExpressCard para portátiles.
PCI Express también se utiliza para la transferencia de datos en los SSD con interfaz NVMe. Las interfaces mecánicas aquí son M.2, U.2 para SSD de 2,5 pulgadas o PCIe para SSD en tarjetas de expansión. También hay varias variantes de cables PCIe externos, por ejemplo para tarjetas gráficas externas o para conectar unidades enchufables con SSD NVMe en sistemas de almacenamiento.