2024年4月12日发(作者：恽涵亮)
PCIE
继PCI （个人计算机扩展总线接口规范）之后的规范。PCI 属于并行传输方式，即使
用多条信号线同时并行传输多位数据，但 PCI Express 采用的是每次 1 位的串行传输方
式，其最高数据传输速度为 8Gbit / s ，最大电缆长度 3m 。开发阶段的代号是 3GIO 。
PCI Express总线的起源和现状
2001年春季的IDF上Intel正式公布PCI Express，是取代PCI总线的第三代I/O技
术，也称为3GIO。该总线的规范由Intel支持的AWG（Arapahoe Working Group）负
责制定。2002 年4月17日，AWG正式宣布3GIO 1.0规范草稿制定完毕，并移交PCI-SIG
进行审核。开始的时候大家都以为它会被命名为Serial PCI（受到串行ATA的影响），但最
后却被正式命名为PCI Express。2006年正式推出Spec2.0（2.0规范）。
PCI Express总线技术的演进过程，实际上是计算系统I/O接口速率演进的过程。PCI
总线是一种33MHz@32bit或者66MHz@64bit的并行总线，总线带宽为133MB/s到最
大533MB/s，连接在PCI总线上的所有设备共享133MB/s～533MB/s带宽。这种总线用
来应付声卡、10/100M网卡以及USB 1.1等接口基本不成问题。随着计算机和通信技术
的进一步发展，新一代的I/O接口大量涌现，比如千兆（GE）、万兆（10GE）的以太网技
术、4G/8G的FC技术，使得PCI总线的带宽已经无力应付计算系统内部大量高带宽并行
读写的要求，PCI总线也成为系统性能提升的瓶颈，于是就出现了PCI Express总线。PCI
Express总线技术在当今新一代的存储系统已经普遍的应用。PCI Express总线能够提供极
高的带宽，来满足系统的需求。
目前，PCI-E 3.0规范也已经确定，其编码数据速率，比同等情况下的PCI-E 2.0规范
提高了一倍，X32端口的双向速率高达320Gbps。
PCI Express总线的技术优势
PCI总线的最大优点是总线结构简单、成本低、设计简单，但是缺点也比较明显：
1) 并行总线无法连接太多设备，总线扩展性比较差，线间干扰将导致系统无法正常工
作；
2) 当连接多个设备时，总线有效带宽将大幅降低，传输速率变慢；
3) 为了降低成本和尽可能减少相互间的干扰，需要减少总线带宽，或者地址总线和数
据总线采用复用方式设计，这样降低了带宽利用率。 PCI Express总线是为将来的计算机
和通讯平台定义的一种高性能，通用I/O互连总线。
与PCI总线相比，PCI Express总线主要有下面的技术优势：
1) 是串行总线，进行点对点传输，每个传输通道独享带宽。
2) PCI Express总线支持双向传输模式和数据分通道传输模式。其中数据分通道传输
模式即PCI Express总线的x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32多通道连接，x1单向传
输带宽即可达到250MB/s，双向传输带宽更能够达到500MB/s，这个已经不是普通PCI
总线所能够相比的了。
3) PCI Express总线充分利用先进的点到点互连、基于交换的技术、基于包的协议来
实现新的总线性能和特征。电源管理、服务质量（QoS）、热插拔支持、数据完整性、错误
2024年4月12日发(作者：恽涵亮)
PCIE
继PCI （个人计算机扩展总线接口规范）之后的规范。PCI 属于并行传输方式，即使
用多条信号线同时并行传输多位数据，但 PCI Express 采用的是每次 1 位的串行传输方
式，其最高数据传输速度为 8Gbit / s ，最大电缆长度 3m 。开发阶段的代号是 3GIO 。
PCI Express总线的起源和现状
2001年春季的IDF上Intel正式公布PCI Express，是取代PCI总线的第三代I/O技
术，也称为3GIO。该总线的规范由Intel支持的AWG（Arapahoe Working Group）负
责制定。2002 年4月17日，AWG正式宣布3GIO 1.0规范草稿制定完毕，并移交PCI-SIG
进行审核。开始的时候大家都以为它会被命名为Serial PCI（受到串行ATA的影响），但最
后却被正式命名为PCI Express。2006年正式推出Spec2.0（2.0规范）。
PCI Express总线技术的演进过程，实际上是计算系统I/O接口速率演进的过程。PCI
总线是一种33MHz@32bit或者66MHz@64bit的并行总线，总线带宽为133MB/s到最
大533MB/s，连接在PCI总线上的所有设备共享133MB/s～533MB/s带宽。这种总线用
来应付声卡、10/100M网卡以及USB 1.1等接口基本不成问题。随着计算机和通信技术
的进一步发展，新一代的I/O接口大量涌现，比如千兆（GE）、万兆（10GE）的以太网技
术、4G/8G的FC技术，使得PCI总线的带宽已经无力应付计算系统内部大量高带宽并行
读写的要求，PCI总线也成为系统性能提升的瓶颈，于是就出现了PCI Express总线。PCI
Express总线技术在当今新一代的存储系统已经普遍的应用。PCI Express总线能够提供极
高的带宽，来满足系统的需求。
目前，PCI-E 3.0规范也已经确定，其编码数据速率，比同等情况下的PCI-E 2.0规范
提高了一倍，X32端口的双向速率高达320Gbps。
PCI Express总线的技术优势
PCI总线的最大优点是总线结构简单、成本低、设计简单，但是缺点也比较明显：
1) 并行总线无法连接太多设备，总线扩展性比较差，线间干扰将导致系统无法正常工
作；
2) 当连接多个设备时，总线有效带宽将大幅降低，传输速率变慢；
3) 为了降低成本和尽可能减少相互间的干扰，需要减少总线带宽，或者地址总线和数
据总线采用复用方式设计，这样降低了带宽利用率。 PCI Express总线是为将来的计算机
和通讯平台定义的一种高性能，通用I/O互连总线。
与PCI总线相比，PCI Express总线主要有下面的技术优势：
1) 是串行总线，进行点对点传输，每个传输通道独享带宽。
2) PCI Express总线支持双向传输模式和数据分通道传输模式。其中数据分通道传输
模式即PCI Express总线的x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32多通道连接，x1单向传
输带宽即可达到250MB/s，双向传输带宽更能够达到500MB/s，这个已经不是普通PCI
总线所能够相比的了。
3) PCI Express总线充分利用先进的点到点互连、基于交换的技术、基于包的协议来
实现新的总线性能和特征。电源管理、服务质量（QoS）、热插拔支持、数据完整性、错误