PCI Express (PCIe) é a interface padrão em PCs, notebooks e servidores para conectar gráficos ou outras placas de expansão, assim como muitos componentes onboard na placa principal. A conexão serial ponto-a-ponto substituiu a AGP, bem como a PCI e a PCI-X como interface universal.
PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express) substituiu completamente as interfaces PCI (Peripheral Component Interconnect) e AGP (Accelerated Graphics Port) anteriormente comuns nas placas principais de PCs e notebooks desde 2004, bem como o barramento PCI-X de 64 bits de largura nos servidores, tendo-se tornado assim a interface padrão para conectar placas gráficas ou chips, bem como outros componentes de expansão, tais como controladores de drive, áudio ou rede. Ao contrário do PCI, o PCI Express não é um barramento paralelo, mas uma conexão serial, totalmente duplex ponto-a-ponto. O PCI Express (PCIe) não é elétrica nem mecanicamente compatível com o barramento PCI ou com a interface da placa gráfica AGP. Há uma compatibilidade retroativa limitada entre PCIe e PCI no nível do software.
PCI Express utiliza pistas de quatro pistas ou cabos cada uma para transmissão de dados, dois dos quais são usados como par diferencial para envio e dois para recebimento de dados. Para aumentar a taxa de dados, são combinadas pistas individuais, por exemplo, até 16 pistas para a conexão de uma placa gráfica. Uma pista PCIe pode ser usada por vários dispositivos finais por meio de um interruptor PCIe.
PCI Express standards
O padrão PCI Express 1.0 definido em 2003 pelo PCI-SIG (Peripheral Component Interconnect Special Interest Group) com uma taxa de dados de cerca de 250 MB/s por pista foi substituído em 2007 pelo PCI Express 2.0 com 500 MB/s. Em 2010, o PCI Express 3.0 foi seguido. O PCI Express 3.0 (Gen3) foi seguido em 2010 com cerca de 985 MB/s. A taxa de transferência, especificada em gigatransferências por segundo, aumentou de 2,5 GT/s para 8,0 GT/s. Em 2017, o padrão para PCI Express 4.0 foi definido em 16 GT/s. O primeiro processador com suporte a PCIe 4.0 é o IBM Power9, introduzido no final de 2017.
O número de pistas disponíveis em um computador depende do chipset ou processador utilizado. Com os processadores Intel Core da geração Sandy Bridge introduzidos em 2011, começou a integração de um controlador PCI Express 2.0 com 16 pistas diretamente na matriz do processador. Foi inicialmente utilizado para a comunicação com a placa gráfica. Outro controlador PCIe para conectar o controlador SATA e outros componentes estava alojado no chipset. O recordista em termos de pistas PCI Express hoje é o AMD Epyc com 128 pistas PCIe Gen3. O Xeon Scalable da Intel tem atualmente um máximo de 48 pistas PCIe Gen3. Em PCs e especialmente notebooks, processadores com um número menor de pistas PCIe são usados para manter tanto a área do chip quanto o número de pinos de conexão mais baixos.
Além dos slots PCIe para placas com uma, duas, quatro, oito ou 16 pistas, existem outros formatos de placas como a PCI Express Mini Card, placas M.2 em vários comprimentos com duas ou quatro pistas ou o ExpressCard para notebooks.
PCI Express também é usado para transferência de dados em SSDs com interface NVMe. As interfaces mecânicas aqui são M.2, U.2 para SSDs de 2,5 polegadas ou PCIe para SSDs em placas de expansão. Existem também várias variantes de cabos PCIe externos, por exemplo para placas gráficas externas ou para conectar unidades plug-in com SSDs NVMe em sistemas de armazenamento.